CN214739010U - 布置在两房间拐角处z形矩形钢管-波折钢板组合墙 - Google Patents

Abstract

一种布置在两房间拐角处Z形矩形钢管‑波折钢板组合墙，由矩形钢管柱、波折钢板、钢筋网片和内填钢筋混凝土组合形成Z形组合剪力墙；矩形钢管包括冷弯成型钢管及焊接钢管；波折钢板包括梯形波折形、波浪形、闭口压型钢板。位于墙体两侧的矩钢管混凝土柱兼具协调中间部分波折钢板‑钢筋混凝土剪力墙共同工作、承受竖向荷载、提升组合墙延性、便于与钢梁连接等多方面的功能；波折钢板兼具混凝土浇筑模板和钢筋混凝土剪力墙横向钢筋的作用，波折钢板有效增强了模板的平面外刚度和局部稳定承载性能，解决混凝土浇筑时模板面外失稳的问题以及构件承受水平荷载时钢板易发生局部失稳的问题；形成的Z形组合墙既便于施工安装，也提升了建筑有效使用面积。

Description

布置在两房间拐角处Z形矩形钢管-波折钢板组合墙

技术领域

本申请涉及建筑结构工程领域，具体涉及一种Z形矩形钢管-波折钢板组合墙。

背景技术

装配式钢-混凝土组合结构住宅具有工业化程度高、部品质量好、施工周期短、抗震性能好、综合技术经济指标高等优势，是国家重点支持发展的装配式建筑体系之一。现有多高层装配式钢-混凝土组合结构住宅总体上可分为钢-混凝土组合柱框架-支撑(剪力墙)结构、钢-混凝土组合剪力墙(钢管束混凝土剪力墙或钢板剪力墙等)结构两大类结构体系。为满足住宅建筑功能需求及用户使用习惯，要求建筑平面灵活布置，导致各房间轴线通常错开布置，采用框架结构体系时，为满足结构设计指标的规范要求，需通过增加组合柱等方式将轴线错开的子框架连接成整体框架来承担水平荷载，导致用钢量增加，影响建筑使用功能等问题；实践表明，采用剪力墙结构体系可很好的满足高层住宅建筑平面灵活的需求，但现有装配式钢-混凝土组合剪力墙结构体系，梁与剪力墙刚接节点构造复杂、竖向构件现场焊接量大、剪力墙防火涂装面积大，导致用钢量大、施工难度大、总体造价高等问题，严重限制了装配式钢-混凝土组合结构体系在住宅建筑中的应用。由于上述瓶颈问题，导致我国住宅建筑中，该类结构占比不到1％，远远低于发达国家20％-30％的平均水平。基于此，在保障结构承载力和抗震性能的前提下，发明一种新型的、能显著地降低用钢量和制作安装成本的、适用于建筑平面灵活布置的钢-混凝土组合结构体系和构件，以提升我国装配式钢-混凝土组合结构的应用比例，具有重要的意义。

发明内容

本申请的目的在于，基于承重和抗侧分离的总体设计理念，提供一种Z形矩形钢管- 波折钢板组合墙，综合利用形成的矩形钢管混凝土柱承载性能高、制作安装方便及波折钢板平面外刚度大、局部屈曲承载性能好等优势，通过合理组合，解决现有装配式钢-混凝土组合结构Z形剪力墙-钢梁节点构造复杂、竖向构件现场连接难、用钢量大、制作安装难、总体造价高等问题。通过在组合墙端部设置矩形钢管混凝土柱，有效提高组合墙共同工作性能，改善墙体抗震性能，并简化与钢梁连接构造，应用高强钢和高强混凝土，还可进一步提高组合墙的竖向承载能力。

为了实现上述目标，本申请提供了如下技术方案：

一种Z形矩形钢管-波折钢板组合墙(1)，布置在建筑平面两房间拐角处，包括矩形钢管柱(2)、波折钢板(3)、钢筋网片(4)和内填混凝土(5)，其特征在于：若干波折钢板(3)呈Z形布置，相邻波折钢板(3)之间通过矩形钢管柱(2)连接，所述矩形钢管柱(2)可通过冷弯成型或由钢板焊接成型；波折钢板(3)与两侧矩形钢管柱(2)通过焊缝连接，沿波纹横向放置，波峰最外侧与矩形钢管外侧平齐；钢筋网片(4)由正交钢筋通过点焊或绑扎成型后，通过点焊将其焊接于波折钢板(3)内侧；所述内填混凝土(5)浇筑于矩形钢管柱(2)以及两侧带钢筋网片(4)的波折钢板(3)所形成的空腔内部。钢筋网片的纵向钢筋与波折钢板内侧波峰通过点焊进行连接，用作波折钢板-钢筋混凝土剪力的纵横向受力钢筋，其中波折钢板沿波纹横向放置，仅承担水平荷载。

所述Z形矩形钢管-波折钢板组合墙(1)通过矩形钢管柱(2)和波折钢板(3)组合，形成截面轮廓为Z形的组合墙体，适用于用作剪力墙结构中轴线错离的两房间拐角处。

利用矩形钢管混凝土柱承载性能高、与钢梁连接方便的优势，将其设置在组合墙端部，可有效提高组合墙共同工作性能，改善墙体抗震性能，并简化与钢梁连接构造；矩形钢管混凝土柱应用高强钢和高强混凝土，还可进一步提高组合墙的竖向承载能力；波折钢板兼具组合墙横向受力钢筋和混凝土浇筑模板的作用，可充分发挥了波折钢板平面外刚度大的优势，有效降低结构整体用钢量；同时波折钢板不承受竖向荷载，根据规范规定，不做防火要求，可降低总体造价；若波折钢板采用闭口型钢板，还可兼具装配式装修和管线支架连接基板的功能。

进一步，Z形矩形钢管-波折钢板组合墙端部形成的矩形钢管混凝土柱可采用高强钢、普通钢、高强混凝土或普通混凝土制成，截面宽度与墙体宽度一致，宽厚比按国家相关规范的要求控制；波折钢板采用普通钢材制成；Z形矩形钢管-波折钢板组合墙，根据所在位置的建筑平面尺寸，当肢长肢宽比不超过3的墙肢，可采用矩形钢管、或槽形钢、或由钢板成槽型后与组合墙端部的矩形钢管焊接形成墙肢，内填混凝土形成截面轮廓为Z形的组合墙体。

进一步，波折钢板-钢筋混凝土组合墙中，钢筋网片的纵向钢筋直径和间距、对拉钢筋的布置等按国家相关规范确定，钢筋网片的纵向钢筋需满足钢筋混凝土剪力墙承载力和构造要求；波折钢板沿波纹横向放置，具体波形及板的厚度根据其承受水平荷载作用时的局部屈曲承载性能进行设计；波折钢板可为梯形、矩形、波浪形或者闭口压型钢板；波折钢板可通过折弯成型和冲压模具成型两种方式制成，或采用相关波形的产品。

进一步，由矩形钢管、钢筋网片、波折钢板组成的Z形矩形钢管-波折钢板组合墙钢骨架以及矩形钢管与钢梁连接的预留件可在工厂制作拼装或现场焊接完成；钢筋网片的纵向钢筋通过间隔点焊与波折钢板连接，与波折钢板形成整体后与矩形钢管进行焊接；矩形钢管布置在波折钢板的两侧，在工厂或现场通过焊接形成钢骨架，形成组合墙现场浇筑混凝土的模板。

进一步，Z形矩形钢管-波折钢板组合墙中仅矩形钢管混凝土柱部分按国家相关规范的要求进行抗火设计，波折钢板不承受竖向荷载，不做抗火要求。

与现有技术相比，本申请具有以下优点和有益效果：

1、本申请基于抗侧承重分离的总体设计理念，将矩形钢管设置在Z形组合墙的端部，采用铰接节点简化了剪力墙与钢梁的连接构造；波折钢板-钢筋混凝土组合剪力墙上下层之间仅对竖向钢筋采用传统的搭接构造进行连接，有效降低了制作安装难度，提升了现场施工效率。

2、本申请中将形成的矩形钢管混凝土柱兼作Z形组合剪力墙的边缘构件，有效提高了组合墙共同工作性能，改善了墙体抗震性能，其应用高强钢和高强混凝土后，还可进一步提高组合墙的竖向承载能力。

3、本申请中采用波折钢板兼具组合墙横向受力钢筋和混凝土浇筑模板的功能，充分发挥了波折钢板平面外刚度大的优势，有效降低结构整体用钢量，降低造价成本。

4、本申请中将波折钢板等效为钢筋混凝土Z形剪力墙中横向钢筋的承载功能进行设计，波折钢板不承受竖向荷载，根据规范规定，可不做防设计，大大减少了防火涂装面积，有效降低涂装造价成本。

5、本申请通过合理布置，充分发挥了矩形钢管混凝土柱承载性能高、连接方便以及钢筋混凝土剪力墙成本低的综合优势，有效降低了整体造价，相比现有钢-混凝土组合结构剪力墙结构体系，具有良好的市场竞争优势。

6、本申请具有总体设计思路先进合理、构造简单、施工便利、力学性能优越、造价低等优点。

附图说明

图1为Z形矩形钢管-波折钢板组合墙示意图一；

图2为Z形矩形钢管-波折钢板组合墙示意图二；

图3为Z形矩形钢管-波折钢板组合墙示意图三；

图4为Z形矩形钢管-波折钢板组合墙示意图四；

图5为Z形矩形钢管-波折钢板组合墙平面示意图一；

图6为Z形矩形钢管-波折钢板组合墙平面示意图二；

图7为Z形矩形钢管-波折钢板组合墙平面示意图三；

图8为Z形组合墙中梯形波折钢板示意图一；

图9为Z形组合墙中梯形波折钢板示意图二；

图10为Z形组合墙中闭口压型钢板示意图一；

图11为Z形组合墙中闭口压型钢板示意图二；

图12为波折钢板与钢管的连接示意图一；

图13为波折钢板与钢管的连接示意图二；

图14为波折钢板与钢管的连接示意图三；

图15为波折钢板与钢管的连接示意图四；

图16为波折钢板与钢管的连接示意图五；

图17为波折钢板与钢管的连接示意图六；

图18为波折钢板与钢管的连接示意图七；

图19为Z形组合墙整体骨架示意图；

图20为Z形矩形钢管-波折钢板组合墙在住宅建筑平面中的典型部位示意图

图中：1-Z形矩形钢管-波折钢板组合墙、2-矩形钢管柱、21-矩形钢管墙肢、22-C形钢墙肢、3-波折钢板、4-钢筋网片、41-钢筋网片纵向钢筋、42-钢筋网片横向钢筋、43- 拉结筋、5-混凝土、6-角焊缝。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及其附图对本申请提供的技术方案作进一步说明。结合下面说明，本申请的优点和特征将更加清楚。

如图1至图19所示，Z形矩形钢管-波折钢板组合墙(1)，包括矩形钢管柱(2)、波折钢板(3)、钢筋网片(4)、和内填混凝土(5)；内填混凝土(5)浇筑于矩形钢管柱(2) 以及两侧带钢筋网片(4)的波折钢板(3)所形成的空腔内部。

在本实施例中：

如图1至图4所示，图1是采用梯形波折钢板的Z形组合墙，图2是采用闭口压型钢板的Z形组合墙。采用Z形截面的组合墙(1)包括矩形钢管柱(2)、波折钢板(3)、钢筋网片(4)和内填混凝土(5)，矩形钢管混凝土柱截面宽度方向与波折钢板-钢筋混凝土剪力墙最外侧平齐。图3为短墙肢使用矩形钢管的Z形组合墙，图4为短墙肢使用C形钢的 Z形组合墙，矩形钢管墙肢(21)和C形钢墙肢(22)与矩形钢管柱(2)对齐，两者通过角焊缝(6)连接。

如图5至图7所示，图5为采用波折钢板的Z形组合墙平面图，图6为采用矩形钢管作为短墙肢的Z形组合墙平面图，图7为采用C形钢作为短墙肢的Z形组合墙平面图。

如图8至图9所示，图8为梯形波折钢板立面示意图，图9为梯形波折钢板侧面示意图。

如图10至图11所示，图10为闭口型压型钢板立面示意图，图11为闭口压型钢板侧面示意图。

如图12至图18所示，图12为钢筋网片示意图；图13、图14分别为钢筋网片之间通过穿过波折钢板(3)外侧波谷的拉结筋(43)连接形成整体的正立面示意图和侧立面示意图；钢筋网片(4)的竖向钢筋(41)在波折钢板(3)内侧波峰处通过点焊(7)连接形成整体，图15为其正立面示意图，图16为其侧立面示意图。如图17与图18所示，矩形钢管柱(2)与波折钢板(3)之间通过角焊缝(6)连接，其正立面示意图见图17，侧立面示意图见图18。

如图19所示，矩形钢管柱(2)、波折钢板(3)、钢筋网片(4)在工厂制作拼装形成组合墙骨架之后整体运输至施工现场，浇筑混凝土。

如图20所示，Z形矩形钢管-波折钢板组合墙1在建筑平面图中应用的典型位置示意图。

以上仅为本申请的具体实施例，但本申请的技术特征并不局限于此，任何以本申请为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所做出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖本申请的保护范围中。

Claims (8)

1.一种Z形矩形钢管-波折钢板组合墙，布置在建筑平面两房间拐角处，包括矩形钢管柱(2)、波折钢板(3)、钢筋网片(4)和内填混凝土(5)，其特征在于：若干波折钢板(3)呈Z形布置，相邻波折钢板(3)之间通过矩形钢管柱(2)连接；所述矩形钢管柱(2)通过冷弯成型或由钢板焊接成型；波折钢板(3)与两侧矩形钢管柱(2)通过焊缝连接，沿波纹横向放置，波峰最外侧与矩形钢管外侧平齐；钢筋网片(4)由正交钢筋通过点焊或绑扎成型后，通过点焊将其焊接于波折钢板(3)内侧；所述内填混凝土(5)浇筑于矩形钢管柱(2)以及两侧带钢筋网片(4)的波折钢板(3)所形成的空腔内部。

2.根据权利要求1所述的Z形矩形钢管-波折钢板组合墙，其特征在于：所述Z形矩形钢管-波折钢板组合墙(1)通过矩形钢管柱(2)和波折钢板(3)组合，形成截面轮廓为Z形的组合墙体，布置在轴线错离的两房间拐角处。

3.根据权利要求1所述的Z形矩形钢管-波折钢板组合墙，其特征在于：所述矩形钢管柱(2)布置在波折钢板(3)的两侧，在工厂或现场通过焊接形成钢骨架，形成组合墙现场浇筑混凝土的模板。

4.根据权利要求1所述的Z形矩形钢管-波折钢板组合墙，其特征在于：所述波折钢板(3)沿波纹横向放置，波折钢板仅承担水平荷载。

5.根据权利要求1所述的Z形矩形钢管-波折钢板组合墙，其特征在于：所述波折钢板(3)为梯形、矩形、波浪形或者闭口压型钢板；波折钢板通过折弯成型和冲压模具成型两种方式制成，或采用相关波形的产品。

6.根据权利要求1所述的Z形矩形钢管-波折钢板组合墙，其特征在于：所述钢筋网片(4)的纵向钢筋通过间隔点焊与波折钢板(3)连接，与波折钢板(3)形成整体后与矩形钢管柱(2)进行焊接。

7.根据权利要求1所述的Z形矩形钢管-波折钢板组合墙，其特征在于：所述矩形钢管柱(2)采用普通钢材或高强钢材制成，波折钢板(3)采用普通钢材制成。

8.根据权利要求1所述的Z形矩形钢管-波折钢板组合墙，其特征在于：所述Z形矩形钢管混凝土柱-波折钢板组合墙(1)，根据所在位置的建筑平面尺寸，当肢长肢宽比不超过3的墙肢，采用矩形钢管、或槽形钢、或由钢板成槽型后与组合墙端部的矩形钢管柱(2)焊接形成墙肢，内填混凝土(5)形成截面轮廓为Z形的组合墙体。

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