專利名稱：斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁及其制作方法
技術領域：
本發明是一種斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁及其制作方法，屬于一種 剪力墻連梁。
背景技術：
與剪力墻相連的梁稱為連梁。連梁一般跨高比較小，與其相連的剪力墻 剛度又很大，因此，高層建筑在水平力作用下，連梁的內力往往較大，截面 設計常出現超限。在設計中，總要采取適當的措施來調整連梁內力，從而使 結構既有承受豎向荷載能力，又能滿足水平力作用下強度、剛度要求。
在風荷載和地震荷載作用下，剪力墻墻肢產生彎曲變形，使連梁產生轉角， 從而使連梁產生內力。同時,連梁端部的彎矩、剪力和軸力又反過來約束了墻 肢的內力和變形，改善了墻肢的受力狀態。高層建筑剪力墻中的連梁在水平荷 載作用下的破壞可分兩種，即脆性破壞(剪切破壞)和延性破壞(彎曲破壞)。 連梁在發生脆性破壞時就喪失了承載力，在沿墻全高所有連梁均發生剪切破 壞時,各墻肢喪失了連梁對它的約束作用，將成為單片的獨立梁。這會使結構 的側向剛度大大降低，變形加大,墻肢彎矩加大，并且進一步增加P-A效應(豎 向荷載由于水平位移而產生的附加彎矩)，并最終可能導致結構的倒塌。連梁 在發生延性破壞時，梁端會出現垂直裂縫,受拉區會出現微裂縫，在地震作用 下會出現交叉裂縫，并形成塑性鉸，結構剛度降低，變形加大,從而吸收大量的 地震能量，同時通過塑性鉸仍能繼續傳遞彎矩和剪力，對墻肢起到一定的約束 作用，使剪力墻保持足夠的剛度和強度。在這一過程中，連梁起到了一種耗能 的作用，對減少墻肢內力，延緩墻肢屈服有著重要的作用。但在地震反復作用 下，連梁的裂縫會不斷發展，直到混凝土受壓破壞。
在墻肢和連梁的協同工作中，剪力墻應該具有足夠的剛度和強度。在正常 的使用荷載和風荷載作用下，結構應處于彈性工作狀態,連梁不會產生塑性鉸。在地震作用下,結構允許進入彈塑性狀態，連梁允許產生塑性鉸。根據抗 震設計規范總則的要求，建筑物在遭受低于本地區設防烈度的多遇地震影響 時， 一般不損壞或不需修復仍可使用，當遭受高于本地區設防烈度的罕遇地震 時，不致倒塌或發生危及生命的嚴重破壞。因此，剪力墻的設計應該保證不發 生剪切破壞，也就是要求墻肢和連梁的設計符合強剪弱彎的原則，同時要求連 梁的屈服要早于墻肢的屈服,而且要求墻肢和連梁具有良好的延性。
高層建筑剪力墻連梁的設計受很多因素的制約。連梁一般具有跨度小、 截面大、與連梁相連的墻體剛度又很大等特點。 一般在風荷載和地震荷載的 作用下,連梁的內力往往很大，從而使連梁超筋或者超限。在跨高比較大的細 長連梁中，起主導作用的剪力傳遞機構是由混凝土斜壓桿和豎向箍筋拉桿以 及相互平行的上、下弦桿所組成的桁架機構。隨跨高比的減小，受整個梁段彎、 剪變形協調條件的控制,剪力中的相當一部分將更多的通過對角斜壓桿傳遞， 在這種情況下，斜裂縫坡度普遍增大，連梁幅面內的主拉應力從總趨勢上看， 也變為主要沿對角線方向作用。這時箍筋的作用，即桁架機構的作用，將隨跨 高比的減小逐步減弱。此外，高層建筑中，由于連梁兩端墻肢的不均勻壓縮，會 引起連梁兩端的豎向位移差也將在連梁內產生內力。因而設計新型連梁結構 是保證高層建筑具有良好抗震性能的必要環節。
發明內容
本發明的目的在于克服了現有連梁結構的上述缺陷，提供了一種斜鋼支 撐混凝土剪力墻組合連梁及其制作方法，本連梁顯著提高了高層建筑連梁的 承載能力、延性和抗震耗能的能力。
為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。本發明包括水平鋼筋、
綁扎在水平鋼筋外側的連梁箍筋、呈X形布置的兩個斜鋼筋支撐和布置在斜
鋼筋支撐內部的斜鋼支撐，斜鋼筋支撐的兩端伸入連梁兩側的混凝土剪力墻 墻體中，并使其在剪力墻墻體中可靠錨固。
在連梁的上部和下部還設置有邊框梁，所述的邊框梁包括布置在連梁中的連梁水平鋼筋和綁扎在連梁水平鋼筋外側的箍筋。邊框梁水平鋼筋的兩端 分別插入剪力墻墻體中，并使其在剪力墻墻體中可靠錨固。 所述的斜鋼支撐的截面為"工"字形。
一種斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁的制作方法，該方法包括以下步驟:
1) 配置剪力墻墻體中的縱向鋼筋和水平鋼筋；
2) 在剪力墻墻體靠近連梁的端部配置暗柱縱向鋼筋；
3) 在連梁中配制斜鋼支撐，斜鋼支撐處于兩個剪力墻墻體中間，呈X形 布置，并且其兩端在剪力墻墻體中可靠錨固。
4) 在斜鋼支撐的外部配置斜鋼筋支撐，在斜鋼筋支撐的外側均勻綁扎支 撐箍筋，斜鋼筋支撐的兩端在剪力墻墻體中可靠錨固 ，
5) 在連梁中的水平鋼筋的外側綁扎連梁箍筋；
6) 綁扎剪力墻墻體端部的暗柱縱向鋼筋，在暗柱縱向鋼筋的外側均勻地 綁扎四邊形箍筋；
7) 在連梁的上部和下部配置連梁水平鋼筋，在連梁水平鋼筋的外側綁扎 箍筋，構成邊框梁；
8) 連梁外側留一定的保護層厚度，用于支模板；
9) 將邊框梁、剪力墻墻體、斜鋼支撐和斜鋼筋支撐一次澆搗成型，即構 成斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁。
本發明與傳統的連梁相比，在斜鋼筋支撐的內部增設了斜鋼支撐，使得 墻肢中的軸力減小，連梁的延性增加。對角交叉斜鋼支撐和斜鋼筋支撐沿主 拉應力方向較為均勻地分布在連梁高度上，能更好地抵抗連梁斜向主拉應力， 限制斜向裂縫開展，其中的對角斜筋更能明顯提高構件的剪切剛度，減小剪切 變形；在主壓應力作用方向，斜鋼支撐和斜鋼筋支撐還將協助混凝土承擔主壓 應力。采用斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁可以提高剪力墻結構體系的整體 抗震性能，當建筑物遭遇強烈地震時，可減輕其震害，防止其倒塌。
圖1是本發明斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁一個結構單元的配筋示意圖2是圖1中A-A剖面放大不意圖； 圖3是圖1中B-B剖面放大示意圖中1、剪力墻墻體，.2、斜鋼支撐，3、邊框梁水平鋼筋，4、邊框梁 矩形箍筋；5、斜鋼筋支撐，6、斜鋼筋支撐的矩形箍筋，7、暗柱縱向鋼筋， 8、墻體縱向鋼筋，9、墻體水平鋼筋，10、暗柱矩形箍筋，11、邊框梁，12、 連梁箍筋。
具體實施例方式
下面結合附圖1 附圖3對本發明實施例作進一步詳述 斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁一個結構單元的結構配筋示意圖如圖1、
圖2和圖3所示，它是由邊框梁11、沿X形布置的斜鋼筋支撐5和布置在斜 鋼筋支撐5內部的斜鋼支撐2的混凝土組合連梁構成。剪力墻墻體1的配筋 為縱向鋼筋8和水平鋼筋9，墻體靠近連梁的端部設置有暗柱，暗柱內配置有 暗柱縱向鋼筋7和綁扎在暗柱縱向鋼筋7外側的暗柱矩形箍筋10。
如圖1所示，在連梁的上部和下部都配置都邊框梁ll，矩形截面邊框梁 11的配筋是邊框梁水平鋼筋3，邊框梁水平鋼筋3的兩端分別插入剪力墻墻 肢1中，并使其分別滿足錨固長度的要求，在邊框梁水平鋼筋3的外側沿連 梁縱筋方向均勻地綁扎著矩形箍筋4，邊框梁的箍筋4均勻分布至梁端。
兩個斜鋼筋支撐5在連梁的內部呈X形布置，每個斜鋼筋支撐5由四根 鋼筋組成，在四根鋼筋的內部設置有斜鋼支撐2，斜鋼筋支撐5外均勻的固裝 著矩形箍筋6，斜鋼筋支撐5和斜鋼支撐2其上下端均伸入兩側的混凝土剪力 墻1中，并與混凝土剪力墻可靠錨固。斜鋼支撐2為鋼板，其截面形狀為"工" 形。斜鋼支撐2與斜鋼筋支撐5之間的相對位置可以采用焊接和綁扎來實現。 邊框梁ll、斜鋼支撐2與斜鋼筋支撐5組合，形成斜鋼支撐混凝土剪力墻組 合連梁。
如圖3所示，沿連梁中的水平鋼筋的外側固裝著箍筋12。最后將邊框梁n、剪力墻墻體l、斜鋼支撐2和斜鋼筋支撐5—次澆搗成型，即構成斜鋼支 撐混凝土剪力墻組合連梁。
本實施例中斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁的制作方法如下
1)綁扎剪力墻墻體l中的縱向鋼筋8和水平鋼筋9;
2.)在剪力墻墻體1的端部配置暗柱縱向鋼筋7;
3) 配制兩個斜鋼支撐2，兩個斜鋼支撐2處于兩個剪力墻墻體1中間， 呈X形布置，并且其兩端在剪力墻墻體1中可靠錨固。當斜鋼支撐2的截面 比剪力墻兩側暗柱的縱向鋼筋7之間的間距大時、則在剪力墻暗柱縱向鋼筋7 穿過斜鋼支撐2翼緣的地方開孔，斜鋼支撐2在剪力墻墻體1中可靠錨固；
4) 在斜鋼支撐2的外側配置斜鋼筋支撐5，在斜鋼筋支撐5的外側均勻 綁扎支撐箍筋6，斜鋼筋支撐5在剪力墻墻體1中可靠錨固。斜鋼支撐2及斜 鋼筋支撐5在剪力墻墻體1中的可靠錨固是指錨固程度要滿足現行《建筑抗 震設計規范》和《高層建筑混凝土結構技術規程》中的相關要求。
5) 在連梁11中的水平鋼筋9的外側綁扎連梁箍筋12;
6) 綁扎剪力墻墻體1端部的暗柱縱向鋼筋7，在暗柱縱向鋼筋7的外側 均勻地綁扎四邊形箍筋10;
7) 綁扎邊框梁11中的邊框梁水平鋼筋3,邊框梁水平鋼筋3的兩端分別 插入剪力墻墻體1中，并使其兩端在剪力墻墻體1中可靠錨固。在水平鋼筋3 的外側沿連梁縱筋方向均勻地綁扎矩形箍筋4;
8) 連梁ll的外側留一定保護層厚度，用于支模板；
9) 將邊框梁ll、剪力墻墻體l、斜鋼支撐2和斜鋼筋支撐5—次澆搗成 型，即構成斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁。
權利要求
1、斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁，包括水平鋼筋、綁扎在水平鋼筋外側的連梁箍筋和呈X形布置的兩個斜鋼筋支撐(5)，斜鋼筋支撐(5)的兩端伸入連梁兩側的混凝土剪力墻墻體(1)中；其特征在于還包括布置在斜鋼筋支撐(5)內部的斜鋼支撐(2)。
2、 根據權利要求1所述的斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁，其特征在于在 連梁的上部和下部還設置有邊框梁(11)，所述的邊框梁(11)包括布置在連 梁中的連梁水平鋼筋(3)和綁扎在連梁水平鋼筋(3)外側的邊框梁箍筋(4)， 邊框梁水平鋼筋(3)的兩端分別插入剪力墻墻體(1)中，并使其在剪力墻 墻體(1)中可靠錨固。
3、 根據權利要求l所述的斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁，其特征在于所 述的斜鋼支撐(2)的截面為"工"字形。
4、 一種權利要求1所述的斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁的制作方法，其特 征在于，該方法包括以下步驟1) 配置剪力墻墻體(1)中的縱向鋼筋(8)和水平鋼筋(9);2) 在剪力墻墻體(1)靠近連梁的端部配置暗柱縱向鋼筋(7);3) 在連梁中配制兩個斜鋼支撐(2)，兩個斜鋼支撐(2)呈X形布置，其 兩端在剪力墻墻體(1)中可靠錨固；4) 在斜鋼支撐(2)的外部配置斜鋼筋支撐(5)，在斜鋼筋支撐(5)的 外側均勻綁扎支撐箍筋(6)，斜鋼筋支撐(5)的兩端在剪力墻墻體(1)中 可靠錨固-，5) 在連梁中的水平鋼筋(9)的外側綁扎連梁箍筋(12);6) 綁扎剪力墻墻體(1)端部的暗柱縱向鋼筋(7)，在暗柱縱向鋼筋(7) 的外側均勻地綁扎四邊形箍筋(10);7) 在連梁的上下兩端配置有邊框梁(11)，所述的邊框梁(11)包括布置 在連梁中的邊框梁水平鋼筋3和綁扎在邊框梁水平鋼筋(3)外側的箍筋(4)， 邊框梁水平鋼筋(3)的兩端分別插入連梁兩側的剪力墻墻體(1)中；8) 連梁外側留有保護層厚度，用于支模板；9) 將邊框梁(11)、剪力墻墻體(1)、斜鋼支撐(2)和斜鋼筋支撐(5)-一次澆搗成型，即構成斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁。
全文摘要
本發明是一種斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁及其制作方法，屬于一種剪力墻連梁。本發明包括水平鋼筋、綁扎在水平鋼筋外側的連梁箍筋、呈X形布置的兩個斜鋼筋支撐和布置在斜鋼筋支撐內部的斜鋼支撐。斜鋼筋支撐的兩端伸入連梁兩側的混凝土剪力墻墻體中。在連梁的上部和下部設置有邊框梁，邊框梁、斜鋼支撐與斜鋼筋支撐組合，形成斜鋼支撐混凝土剪力墻組合連梁。本發明墻肢中的軸力減小，連梁的延性增加。對角交叉斜鋼支撐和斜鋼筋支撐沿主拉應力方向較為均勻地分布在連梁高度上，能更好地抵抗連梁斜向主拉應力，其中的對角斜筋更能明顯提高構件的剪切剛度，減小剪切變形；在主壓應力作用方向，斜鋼支撐和斜鋼筋支撐還將協助混凝土承擔主壓應力。
文檔編號E04C3/29GK101424105SQ200810239238
公開日2009年5月6日 申請日期2008年12月5日 優先權日2008年12月5日
發明者張建偉, 曹萬林, 楊興民 申請人:北京工業大學