專利名稱：型鋼混凝土-開洞鋼板-混凝土組合剪力墻及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種剪力墻，特別涉及型鋼混凝土-開洞鋼板-混凝土組合剪 力墻及其制作方法。
背景技術(shù)：
隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和人們生活的需要，高層建筑越來越多。量大面 廣的鋼筋混凝土高層建筑通常由梁、柱、樓板和剪力墻及筒體構(gòu)成。剪力 墻和由剪力墻組成的筒體是高層建筑抗震的核心部分，剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震 性能對于高層建筑的安全可靠有著至關(guān)重要的作用。特別是近年來，追求 個性化的大型復(fù)雜高層建筑日益增多，對剪力墻及由剪力墻組成的筒體的 抗震性能要求也越來越高。現(xiàn)有的鋼筋混凝土剪力墻在地震作用下延性較 差，容易發(fā)生脆性破壞，這對整體結(jié)構(gòu)的抗震性能十分不利。
由于高層建筑需要有較大的側(cè)向剛度，因此剪力墻的設(shè)計，必須考慮抗 側(cè)力的設(shè)計。此外，剪力墻還要求有較大的彈性初始剛度、大變形能力和 良好的塑性性能、穩(wěn)定的滯回特性等特點。外包混凝土鋼板剪力墻的出現(xiàn) 不但很好的滿足了上述要求，而且能夠有效地克服鋼筋混凝土剪力墻自重 大、角部混凝土易開裂、易碎等缺點，此外還加大了剪力墻的側(cè)向抗彎剛 度，已成為一種非常具有發(fā)展前景的高層抗側(cè)力體系。然而外包混凝土鋼 板剪力墻中的混凝土墻體由于被鋼板分隔開來，造成剪力墻在受力的過程 中容易導(dǎo)致混凝土部分的剝落，從而過早的退出工作，降低了剪力墻的抗 震性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了彌補外包混凝土鋼板剪力墻的上述 缺點，提出了一種型鋼混凝土-開洞鋼板-混凝土組合剪力墻，該外包混凝 土鋼板組合剪力墻可顯著提高剪力墻的延性和抗震耗能的能力。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。本發(fā)明中的型鋼混凝土-開洞鋼板-混凝土組合剪力墻，包括上下邊框梁、與邊框梁固結(jié)的邊 框柱和配置在剪力墻中的鋼板。所述邊框梁為由型鋼梁和澆注在型鋼梁外 的混凝土構(gòu)成的型鋼-混凝土組合梁。所述邊框柱為由型鋼和澆注在型鋼外 的混凝土構(gòu)成的型鋼混凝土柱。鋼板與型鋼混凝土柱中的型鋼及邊框梁中 的型鋼梁固連。在鋼板的兩側(cè)配置由水平布置的橫向鋼筋和沿豎直方向布 置的縱向鋼筋組成的鋼筋網(wǎng)，在鋼筋網(wǎng)上澆筑有混凝土。所述鋼板上開有 孔洞，拉結(jié)筋穿過孔洞分別與鋼板兩側(cè)的鋼筋網(wǎng)固結(jié)。
型鋼混凝土-開洞鋼板-混凝土組合剪力墻的制作方法，該方法是按照 以下順序?qū)崿F(xiàn)的
1) 配置型鋼混凝土柱中的型鋼；
2) 配置鋼板，在鋼板上打孔洞，并在鋼板邊緣預(yù)留用于箍筋穿過的孔 洞或槽；
3) 配置邊框梁中的型鋼梁，將型鋼梁與型鋼混凝土柱中的型鋼進行可 靠剛性連接；
4) 將鋼板與型鋼混凝土柱中的型鋼和上下邊框梁中的型鋼梁固結(jié)；
5) 在型鋼梁及型鋼混凝土中的型鋼外配置鋼筋，并在縱筋外綁扎箍筋， 箍筋穿過鋼板邊緣的孔洞或槽；
6) 在鋼板兩惻分別配置由沿水平方向布置的橫向鋼筋和沿豎直方向布 置的縱向鋼筋組成的鋼筋網(wǎng)，拉結(jié)筋穿過鋼板上的孔洞將鋼板兩側(cè)的鋼筋 網(wǎng)連接在一起；
7) 在型鋼混凝土柱中的型鋼、型鋼梁和鋼板的鋼筋的外側(cè)保留保護層 厚度，支模板；
8) 澆筑型鋼混凝土柱、邊框梁和鋼板部分的混凝土，成型后即為型鋼 混凝土-開洞鋼板-混凝土組合剪力墻。
所述孔洞的直徑大于或等于鋼板一側(cè)的混凝土墻體厚度的一半，小于 該孔洞與與其相鄰的最近的孔洞之間的鋼板的長度。
本發(fā)明型鋼-開洞鋼板組合部分有利于提高剪力墻作為抗震第一道防線的抗剪承載力，延性以及耗能能力，并使剪力墻和型鋼混凝土柱二者承 受的荷載重分布，將剪力墻承擔的一部分壓力轉(zhuǎn)移到型鋼混凝土柱中，減 少剪力墻中的軸壓比，使得墻體部分可以采取較少的材料，從而增加建筑 的使用面積。剪力墻在工作過程中，由于鋼板的設(shè)計，使鋼板兩側(cè)的混凝 土部分得以連接，從而更好的共同工作。當墻板在抗震中破壞后，鋼板及 外包混凝土與上、下邊框梁、型鋼混凝土柱形成門架結(jié)構(gòu)，從而保持結(jié)構(gòu) 的整體穩(wěn)定性。型鋼混凝土柱邊框與普通鋼筋混凝土柱邊框的剪力墻相比, 可以提高承載能力，減慢承載力和剛度的衰減速度，使得墻體的后期抗震 性能相對穩(wěn)定，而且減輕了底部剪切滑移破壞。
由于剪力墻是建筑結(jié)構(gòu)的核心抗側(cè)力部件，提高了剪力墻的抗震能力， 也就提高了結(jié)構(gòu)的整體抗震能力，當建筑物遭遇強烈地震時，可減輕其震 害，防止其倒塌。
圖1是本發(fā)明型鋼混凝土-開洞鋼板-混凝土組合剪力墻中一個結(jié)構(gòu)單 元的結(jié)構(gòu)配筋示意圖2是圖1中A-A剖面放大示意圖； 圖3是圖1中B-B剖面放大示意1、型鋼-開洞鋼板組合結(jié)構(gòu)，2、鋼板，3、型鋼混凝土柱，4、型鋼梁， 5、型鋼混凝土柱縱筋，6、型鋼混凝土柱矩形箍筋，7、邊框梁的縱筋，8、 邊框梁的矩形箍筋，9、鋼板外包混凝土的橫向鋼筋，10、鋼板外包混凝土 的縱向鋼筋，11、拉結(jié)筋。
具體實施例方式
下面結(jié)合圖1 圖3對本發(fā)明作進一步說明
型鋼混凝土-幵洞鋼板-混凝土組合剪力墻一個結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)配筋示
意圖如圖1 圖3所示，包括邊框梁、型鋼混凝土柱3和鋼板2。剪力墻兩 端設(shè)置型鋼混凝土柱3，型鋼混凝土柱3與邊框梁固結(jié)，在邊框梁和邊框柱 之間設(shè)置有鋼板2，鋼板配置在剪力墻體中，鋼板2的邊緣預(yù)留孔洞或切割出槽。剪力墻邊框梁中設(shè)置有型鋼梁4，在型鋼梁4的外圍布置邊框梁縱筋
7，沿邊框梁縱筋7均勻地綁扎著矩形箍筋8，邊框梁的矩形箍筋8穿過鋼 板邊緣的孔洞或槽均勻分布至梁端，在由縱筋7和矩形箍筋8組成的鋼筋 網(wǎng)上澆注混凝土，形成型鋼-混凝土組合梁。型鋼混凝土柱3內(nèi)設(shè)置有型鋼， 該型鋼與邊框梁中的型鋼梁4固結(jié)，在型鋼梁4外圍布置型鋼混凝土柱縱 筋5，沿縱筋5均勻地綁扎著矩形箍筋6，型鋼混凝土柱的矩形箍筋6也穿 過鋼板上的預(yù)留空洞或切割槽，在由縱筋5和箍筋6組成的鋼筋網(wǎng)上澆注 混凝土，構(gòu)成型鋼混凝土柱3。
鋼板2的上端伸入上部邊框梁并與邊框梁中的型鋼梁4連接，其下端伸 入下部邊框梁中并與型鋼梁4連接，兩側(cè)伸入兩端型鋼混凝土柱中與型鋼 連接1。在鋼板2的兩側(cè)配置由水平布置的橫向鋼筋9和沿豎直方向布置的 縱向鋼筋10組成的鋼筋網(wǎng)，在鋼筋網(wǎng)上澆筑有混凝土。同時在鋼板上還開 有孔洞，拉結(jié)筋ll穿過鋼板上的孔洞分別與鋼板兩側(cè)的鋼筋網(wǎng)固結(jié)，將鋼 板兩側(cè)的鋼筋網(wǎng)連接在一起。
型鋼混凝土-開洞鋼板-混凝土組合剪力墻的制作方法，該方法是按照 以下順序?qū)崿F(xiàn)的
1) 制作型鋼混凝土柱3的型鋼，在梁柱節(jié)點處的型鋼上焊短鋼梁；
2) 制作鋼板，并在鋼板的邊緣預(yù)留孔洞或槽，以便于型鋼混凝土柱和
邊框梁上的箍筋的綁扎。在鋼板上打用于拉結(jié)筋ll穿過的孔洞，孔洞的直 徑大于或等于鋼板一側(cè)混凝土墻體厚度的一半，小于孔洞之間鋼板的長度。
3) 制作邊框梁中的型鋼梁4，型鋼梁的翼緣與柱邊預(yù)設(shè)短鋼梁的翼緣 焊接，鋼梁的腹板與短鋼梁的腹板用雙夾板高強度螺栓摩擦型連接；
4) 將鋼板2與型鋼混凝土柱中的型鋼和上下梁中的型鋼焊接，開洞鋼 板2、型鋼混凝土柱3中的型鋼、型鋼梁4共同構(gòu)成型鋼-開洞鋼板組合結(jié) 構(gòu)；
5) 在型鋼梁及型鋼混凝土中的型鋼外圍配置鋼筋，并在縱筋外綁扎箍 筋，箍筋穿過鋼板邊緣的孔洞或槽；6) 在鋼板兩側(cè)分別配置由沿水平方向布置的橫向鋼筋9和沿豎直方向 布置的縱向鋼筋10組成的鋼筋網(wǎng)，拉結(jié)筋11穿過鋼板上的孔洞將鋼板兩
側(cè)的鋼筋網(wǎng)連接在一起；
7) 在型鋼混凝土柱中的型鋼、型鋼梁和鋼板的鋼筋的外側(cè)保留保護層 厚度，支模板；
8) 澆筑型鋼混凝土柱、邊框梁和鋼板部分的混凝土，成型后即為型鋼 混凝土-開洞鋼板-混凝土組合剪力墻。
整個鋼板上用于拉結(jié)筋11穿過的孔洞的直徑可以相同，也可以不同。 如果孔洞的直接太大，會影響鋼板的整體剛度。綜合考慮，任意一個孔洞 的直徑要大于或等于鋼板一側(cè)混凝土墻體厚度的一半，小于該孔洞與與其 相鄰的最近的孔洞之間的鋼板的長度，即兩個孔洞之間的鋼板的寬度要大 于孔洞的直徑。
權(quán)利要求
1、型鋼混凝土-開洞鋼板-混凝土組合剪力墻，包括上下邊框梁、與邊框梁固結(jié)的邊框柱和布置在邊框梁和邊框柱之間的鋼板；所述邊框梁為由型鋼梁和澆注在型鋼梁外圍的混凝土構(gòu)成的型鋼-混凝土組合梁；所述邊框柱為由型鋼和澆注在型鋼外圍的混凝土構(gòu)成的型鋼混凝土柱；鋼板與型鋼混凝土柱中的型鋼及邊框梁中的型鋼梁固連；在鋼板的兩側(cè)配置由沿水平方向布置的橫向鋼筋和沿豎直方向布置的縱向鋼筋組成的鋼筋網(wǎng)，在鋼筋網(wǎng)上澆筑有混凝土；其特征在于所述的鋼板上開有孔洞，拉結(jié)筋穿過孔洞分別與鋼板兩側(cè)的鋼筋網(wǎng)固結(jié)。
2、 如權(quán)利要求1所述的型鋼混凝土-開洞鋼板-混凝土組合剪力墻的制作方 法，其特征在于，該方法是按照以下順序?qū)崿F(xiàn)的1) 配置型鋼混凝土柱中的型鋼；2) 配置鋼板，在鋼板上打孔洞，并在鋼板邊緣預(yù)留用于箍筋穿過的孔 洞或槽；3) 配置邊框梁中的型鋼梁，將型鋼梁與型鋼混凝土柱中的型鋼進行可 靠剛性連接；4) 將鋼板與型鋼混凝土柱中的型鋼和上下邊框梁中的型鋼梁固結(jié)；5) 在型鋼梁及型鋼混凝土中的型鋼外圍配置鋼筋，并在鋼筋外綁扎箍 筋，箍筋穿過鋼板邊緣的孔洞或槽；6) 在鋼板兩側(cè)分別配置由沿水平方向布置的橫向鋼筋和沿豎直方向布 置的縱向鋼筋組成的鋼筋網(wǎng)，拉結(jié)筋穿過鋼板上的孔洞將鋼板兩側(cè)的鋼筋 網(wǎng)連接在一起；7) 在型鋼混凝土柱中的型鋼、型鋼梁和鋼板的鋼筋的外側(cè)保留保護層 厚度，支模板；8) 澆筑型鋼混凝土柱、邊框梁和鋼板部分的混凝土，成型后即為型鋼 混凝土-開洞鋼板-混凝土組合剪力墻。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的型鋼混凝土-開洞鋼板-混凝土組合剪力墻的制作 方法，其特征在于所述孔洞的直徑大于或等于鋼板一側(cè)的混凝土墻體厚 度的一半，小于該孔洞與與其相鄰的最近的孔洞之間的鋼板的長度。
全文摘要
本發(fā)明是一種剪力墻，特別涉及型鋼混凝土-開洞鋼板-混凝土組合剪力墻及其制作方法。這種剪力墻由型鋼混凝土柱約束和外包混凝土帶洞口鋼板組合結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在剪力墻板中配置鋼板，之后在鋼板兩側(cè)配置橫向和縱向分布鋼筋組成的鋼筋網(wǎng)，通過穿過洞口的拉結(jié)筋將鋼板兩側(cè)的鋼筋網(wǎng)連接起來，最后澆筑混凝土。本發(fā)明可以提高承載能力，減慢承載力和剛度的衰減速度，使得墻體的后期抗震性能相對穩(wěn)定，而且減輕了底部剪切滑移破壞。
文檔編號E04B2/56GK101457560SQ200810240519
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者張建偉, 張文江, 斌 彭, 曹萬林, 楊亞彬, 董宏英 申請人:北京工業(yè)大學(xué)