專利名稱：底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，是一種應(yīng)用于高層建筑的組合剪力墻，屬于建筑工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高層建筑是近現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展和科學(xué)進步的產(chǎn)物。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，由于高層建筑需要有較大的側(cè)向剛度，因此設(shè)計中，抗側(cè)力結(jié) 構(gòu)的設(shè)計是關(guān)鍵，剪力墻作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件之一，它在地震作用下的工作性能對整個結(jié)構(gòu)的安全性能有著至關(guān)重要的作用。高層建筑底部構(gòu)件通常要承受較大的水平荷載和豎向荷載，因此現(xiàn)代高層建筑的發(fā)展對剪力墻構(gòu)件的性能提出了更高的要求。由于追求個性化的大型復(fù)雜高層建筑的日益增多，我們對剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的要求也越來越高?，F(xiàn)有的普通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，這對整個結(jié)構(gòu)的抗震性能十分不利。鋼-混凝土組合剪力墻將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)組合起來，能夠彌補各自的缺點，更好地發(fā)揮它們的優(yōu)勢，使結(jié)構(gòu)擁有較大的承載力和剛度，具有更好的延性和耗能能力。由于高層建筑一般都需要有較大的抗側(cè)剛度，因此剪力墻的設(shè)計必須要考慮抗側(cè)力的設(shè)計，同時也應(yīng)滿足抗震設(shè)防的要求。內(nèi)藏鋼板混凝土組合剪力墻是一種經(jīng)濟有效的新型抗側(cè)力體系，既滿足了抗側(cè)剛度的要求，又滿足了延性性能的要求。目前，在剪力墻研究領(lǐng)域中，多集中在對普通鋼筋混凝土剪力墻的研究，對內(nèi)藏鋼板混凝土組合剪力墻的研究相對還比較少，對其抗震性能以及構(gòu)造措施的研究還不夠深入，對其內(nèi)部材料抗震耗能能力沒有進行深入的挖掘。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是充分發(fā)揮邊框柱和內(nèi)藏鋼板剪力墻的抗震性能，提高其延性和抗震耗能能力。本實用新型為了解決這一問題，提出了一種底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻。本實用新型采用的技術(shù)方案是底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，其特征在于所述剪力墻包括型鋼混凝土疊合邊框柱、軟鋼耗能鋼板和剪力墻墻板，剪力墻墻板中設(shè)置有剪力墻鋼板，在剪力墻鋼板的兩側(cè)的剪力墻墻板中設(shè)置有由橫向分布鋼筋和縱向分布鋼筋組成的鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)之間用拉接鋼筋相互拉接；型鋼混凝土疊合邊框柱設(shè)置于剪力墻墻板兩端并與中間的剪力墻鋼板連接為一體；型鋼混凝土疊合邊框柱中的型鋼的底部外側(cè)疊合設(shè)置有軟鋼耗能鋼板，軟鋼耗能鋼板伸進下部的地面或者基礎(chǔ)頂面并與其錨固。其錨固長度應(yīng)符合設(shè)計的要求。所述的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，型鋼混凝土疊合邊框柱為矩形、圓形或乒乓球拍形截面。[0009]所述的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，型鋼混凝土疊合邊框柱中的軟鋼耗能鋼板高出地面或者基礎(chǔ)頂面的高度為1.0h，其中，h為矩形型鋼混凝土疊合邊框柱的長邊尺寸或者圓形型鋼混凝土疊合邊框柱的直徑。這一設(shè)置加強了內(nèi)藏鋼板混凝土組合剪力墻的邊框柱塑性鉸域，使邊框柱具有更好的延性性能，延緩或避免剪力墻邊框柱底部的破壞，提高其抗震承載能力和耗能能力。所述的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，型鋼混凝土疊合邊框柱中的型鋼為鋼管或鋼骨。 所述的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，軟鋼耗能鋼板的厚度大于等于型鋼混凝土疊合邊框柱中的鋼管或鋼骨的壁厚。所述的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，剪力墻鋼板為單層或雙層。所述的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，剪力墻鋼板上設(shè)置有與拉接鋼筋對應(yīng)穿過的孔?？椎臄?shù)量和直徑應(yīng)根據(jù)實際工程的需要設(shè)置，應(yīng)使拉結(jié)鋼筋順利穿過。所述的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，在軟鋼耗能鋼板和型鋼混凝土疊合邊框柱內(nèi)部的型鋼相對應(yīng)疊加的位置雙向開設(shè)有螺栓孔，并通過螺栓相互連接，軟鋼耗能鋼板上的螺栓孔直徑稍大于螺栓的直徑，螺栓的直徑不小于軟鋼耗能鋼板和型鋼的厚度；螺栓孔的數(shù)量應(yīng)根據(jù)實際工程需要設(shè)置，而且不少于兩排，每排螺栓孔的水平和豎向間距均不大于200mm，以保證軟鋼耗能鋼板和內(nèi)部型鋼接觸緊密，使螺栓能夠順利穿過內(nèi)部型鋼和軟鋼耗能鋼板且減小對同一水平截面的削弱；軟鋼耗能鋼板和內(nèi)部型鋼通過螺栓連接，并且形成一定的預(yù)壓力。上述底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻的作法，制作順序如下I)按照要求制作軟鋼耗能鋼板、剪力墻鋼板以及型鋼混凝土疊合邊框柱的型鋼，并在軟鋼耗能鋼板和構(gòu)成型鋼混凝土疊合邊框柱的型鋼上預(yù)留螺栓孔，在剪力墻鋼板上預(yù)留箍筋穿孔和拉接鋼筋穿孔；2)焊接型鋼以使其形成邊框柱的鋼骨架，將制作好的軟鋼耗能鋼板疊合設(shè)置在型鋼(I)底部外側(cè)，用螺栓將其連接為一體；3)將剪力墻鋼板和邊框柱型鋼焊接在一起；4)綁扎鋼混凝土疊合邊框柱的豎向鋼筋和箍筋以及位于剪力墻鋼板兩側(cè)的橫向分布鋼筋和縱向分布鋼筋，綁扎拉接鋼筋，形成鋼筋網(wǎng)；5)在鋼筋網(wǎng)外側(cè)預(yù)留一定的保護層厚度，支模板； 6)在模板內(nèi)灌注混凝土，成型后即為底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力
工回o上述型鋼混凝土的雙重疊合是指(I):外貼軟鋼耗能鋼板和型鋼混凝土疊合邊框柱中型鋼的疊合和(2):型鋼和外側(cè)鋼筋混凝土柱的疊合。本實用新型的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，在鋼板混凝土組合剪力墻澆筑混凝土以后，對于邊框柱而言，底部軟鋼耗能鋼板與邊框柱鋼板的連接部位的剛度相對于混凝土的剛度較弱，形成了內(nèi)剛外柔的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于在地震作用下的耗能能力，能夠充分發(fā)揮軟鋼耗能鋼板和內(nèi)部鋼板的耗能能力，使邊框柱在地震作用下表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能，進而提高整個鋼板剪力墻的抗震性能。本實用新型的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻,剪力墻內(nèi)部高強度鋼板可以承受較大的荷載作用，節(jié)約鋼材，但在罕遇地震作用下，反復(fù)大變形容易使其斷裂破壞。在低周反復(fù)荷載作用下的試驗研究表明，鋼板混凝土組合剪力墻的破壞，主要在于根部鋼板的屈服、屈曲和斷裂破壞。有益效果與普通鋼筋混凝土剪力墻相比，本實用新型具有以下優(yōu)點在多遇地震作用下，鋼板混凝土組合剪力墻受力較小，此時底部軟鋼耗能鋼板和內(nèi)部鋼板在螺栓作用下摩擦耗能；它不僅提高了其摩擦耗能能力，而且使軟鋼耗能鋼板和內(nèi)部鋼板連為一體，其整體工作性能好，剛度大，強度也大；在罕遇地震作用下，螺栓受剪損傷嚴(yán)重，其聯(lián)系作用減弱，共同工作性能退化，它們開始各自充分發(fā)揮其延性和耗能作用，結(jié)構(gòu)總體剛度減小，自振周期變長，地震作用減小，在鋼板混凝土組合剪力墻底部增加軟鋼耗能鋼板后，相當(dāng)于增加了一道抗震防線，提高了結(jié)構(gòu)的安全性。 在鋼板混凝土組合剪力墻根部塑性鉸域外側(cè)加設(shè)軟鋼耗能鋼板后，外側(cè)軟鋼耗能鋼板首先屈服，消耗地震輸入結(jié)構(gòu)的能量，直至破壞都可以發(fā)揮其抗力和延性作用，起到了防止和延緩高強度鋼板的過早損傷和破壞的作用。本實用新型的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，其承載能力有較大的提高，底部剪切滑移破壞減輕，具有良好的后期抗震性能，提高了剪力墻的抗震耗能能力，也就提高了結(jié)構(gòu)的整體抗震能力，當(dāng)建筑物遭遇強烈地震時，可減輕其震害，防止其發(fā)生倒塌破壞。
圖I是邊框柱為矩形鋼管混凝土疊合柱的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻的平面示意圖；圖2是邊框柱為圓形鋼管混凝土疊合柱的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻的平面示意圖；圖3是圖I和圖2的A-A剖面圖；圖4是圖I和圖2的B-B剖面圖；圖5-圖7是圖I中矩形疊合柱邊框的其它結(jié)構(gòu)形式；圖8-圖10是圖2中圓形疊合柱邊框的其它結(jié)構(gòu)形式；其中1-型鋼，2-軟鋼耗能鋼板，3-剪力墻鋼板，4-橫向分布鋼筋，5-縱向分布鋼筋，6-拉接鋼筋，7-豎向鋼筋，8-箍筋，9-地面或者基礎(chǔ)頂面。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本實用新型做進一步說明實施例I如圖1、3、4所示，本實用新型的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，包括型鋼混凝土疊合邊框柱、軟鋼耗能鋼板2和剪力墻墻板，剪力墻墻板中設(shè)置有剪力墻鋼板3，在剪力墻鋼板3的兩側(cè)的剪力墻墻板中設(shè)置有由橫向分布鋼筋4和縱向分布鋼筋5組成的鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)之間用拉接鋼筋6相互拉接；型鋼混凝土疊合邊框柱設(shè)置于剪力墻墻板兩端并與中間的剪力墻鋼板3連接為一體；型鋼混凝土疊合邊框柱中的型鋼I的底部外側(cè)疊合設(shè)置有軟鋼耗能鋼板2，軟鋼耗能鋼板2伸進下部的地面或者基礎(chǔ)頂面9并與其錨固。其中，型鋼混凝土疊合邊框柱為矩形截面，型鋼混凝土疊合邊框柱中的軟鋼耗能鋼板2高出地面或者基礎(chǔ)頂面9的高度為I. Oh，其中，h為矩形型鋼混凝土疊合邊框柱的長邊尺寸或者圓形型鋼混凝土疊合邊框柱的直徑。型鋼混凝土疊合邊框柱中的型鋼I為鋼骨。軟鋼耗能鋼板2的厚度大于等于型鋼混凝土疊合邊框柱中的鋼骨的壁厚。剪力墻鋼板3為雙層。剪力墻鋼板3上設(shè)置有與拉接鋼筋6對應(yīng)穿過的孔。在軟鋼耗能鋼板2和型鋼混凝土疊合邊框柱內(nèi)部的型鋼I相對應(yīng)疊加的位置雙向開設(shè)有螺栓孔，并通過螺栓相互連接，軟 鋼耗能鋼板2上的螺栓孔直徑稍大于螺栓的直徑，螺栓的直徑不小于軟鋼耗能鋼板2和型鋼I的厚度；螺栓孔的數(shù)量應(yīng)根據(jù)實際工程需要設(shè)置，而且不少于兩排，每排螺栓孔的水平和豎向間距均不大于200mm。本實施例中的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻可以按如下方法制作I)按照要求制作軟鋼耗能鋼板2、剪力墻鋼板3以及型鋼混凝土疊合邊框柱的型鋼1，并在軟鋼耗能鋼板2和構(gòu)成型鋼混凝土疊合邊框柱的型鋼I上預(yù)留螺栓孔，在剪力墻鋼板3上預(yù)留箍筋穿孔和拉接鋼筋穿孔；2)焊接型鋼以使其形成邊框柱的鋼骨架，將制作好的軟鋼耗能鋼板2疊合設(shè)置在型鋼I底部外側(cè)，用螺栓將其連接為一體；3)將剪力墻鋼板3和邊框柱型鋼I焊接在一起；4)綁扎鋼混凝土疊合邊框柱的豎向鋼筋7和箍筋8以及位于剪力墻鋼板3兩側(cè)的橫向分布鋼筋4和縱向分布鋼筋5，綁扎拉接鋼筋6，形成鋼筋網(wǎng)；5)在鋼筋網(wǎng)外側(cè)預(yù)留一定的保護層厚度，支模板；6)在模板內(nèi)灌注混凝土，成型后即為底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力
工回o實施例2底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻及作法的另一種結(jié)構(gòu)形式如圖2、圖3和圖4所示，其邊框柱為圓形截面鋼管混凝土柱，其它結(jié)構(gòu)形式和制作方法和實施例I基本相同。實施例3底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻及作法的其它結(jié)構(gòu)形式如圖5-圖10所示，其邊框柱分別為圓形或矩形截面，型鋼I分別為工字鋼、圓鋼管或方鋼管，其它結(jié)構(gòu)形式和制作方法和實施例I基本相同。以上是本實用新型的典型實施例，本實用新型的實施不限于此。
權(quán)利要求1.底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，其特征在于所述剪力墻包括型鋼混凝土疊合邊框柱、軟鋼耗能鋼板(2)和剪力墻墻板，剪力墻墻板中設(shè)置有剪力墻鋼板(3 )，在剪力墻鋼板(3 )的兩側(cè)的剪力墻墻板中設(shè)置有由橫向分布鋼筋(4 )和縱向分布鋼筋(5)組成的鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)之間用拉接鋼筋(6)相互拉接；型鋼混凝土疊合邊框柱設(shè)置于剪力墻墻板兩端并與中間的剪力墻鋼板(3)連接為一體；型鋼混凝土疊合邊框柱中的型鋼(I)的底部外側(cè)疊合設(shè)置有軟鋼耗能鋼板(2)，軟鋼耗能鋼板(2)伸進下部的地面或者基礎(chǔ)頂面(9)并與其錨固。
2.如權(quán)利要求I所述的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，其特征在于型鋼混凝土疊合邊框柱為矩形、圓形或乒乓球拍形截面。
3.如權(quán)利要求2所述的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，其特征在于型鋼混凝土疊合邊框柱中的軟鋼耗能鋼板(2)高出地面或者基礎(chǔ)頂面(9)的高度為I. Oh,其中，h為矩形型鋼混凝土疊合邊框柱的長邊尺寸或者圓形型鋼混凝土疊合邊框柱的直徑。
4.如權(quán)利要求I所述的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，其特征在于型鋼混凝土疊合邊框柱中的型鋼(I)為鋼管或鋼骨。
5.如權(quán)利要求4所述的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，其特征在于軟鋼耗能鋼板(2)的厚度大于等于型鋼混凝土疊合邊框柱中的鋼管或鋼骨的壁厚。
6.如權(quán)利要求I所述的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，其特征在于剪力墻鋼板(3)為單層或雙層。
7.如權(quán)利要求I所述的底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，其特征在于剪力墻鋼板(3)上設(shè)置有與拉接鋼筋(6)對應(yīng)穿過的孔。
專利摘要本實用新型涉及一種底部雙重疊合型鋼混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻，由型鋼混凝土疊合邊框柱、軟鋼耗能鋼板和剪力墻鋼板組成。其是外貼軟鋼耗能鋼板和鋼管混凝土柱的疊合以及鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土柱的疊合的雙重疊合柱；是鋼筋和混凝土的組合、鋼板和混凝土的組合、型鋼混凝土邊框柱和鋼板剪力墻的組合的多重組合體。本實用新型的剪力墻比現(xiàn)有剪力墻的初始剛度大、承載能力高、承載力和剛度衰減慢、整體抗震耗能性能好，后期抗震性能相對穩(wěn)定，底部剪切滑移破壞較輕，加設(shè)軟鋼套管后，外側(cè)軟鋼套管首先屈服，消耗地震輸入結(jié)構(gòu)的能量，直至破壞都可以發(fā)揮其抗力和延性作用，起到了防止和延緩高強度鋼板的過早損傷和破壞。
文檔編號E04B2/56GK202380606SQ20112048222
公開日2012年8月15日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者惠存, 曹萬林, 王智慧 申請人:北京工業(yè)大學(xué)