一種內置分段鋼板?高強混凝土組合剪力墻及其建造方法
【專利摘要】本發明屬于結構工程技術領域，涉及一種內置分段鋼板?高強混凝土組合剪力墻及其建造方法。本發明提供一種內置分段鋼板?高強混凝土組合剪力墻，還進一步提供一種上述剪力墻的建造及施工方法。本發明提供的組合剪力墻及其建造方法，通過分段布置鋼板，可以方便混凝土的澆筑和拉結筋的布置，增強鋼板與混凝土的協同工作能力，在保證承載力的同時，提高組合剪力墻的變形能力和耗能能力。相比于外包鋼板的組合剪力墻，本發明提供的組合剪力墻具有更好的耐高溫能力，在火災發生時有更好的表現。同時，相較于整塊鋼板混凝土組合剪力墻，本發明通過減少分段鋼板的數量來實現層間轉換與過渡，使層間剛度過渡更平緩，構造也相對簡單。
【專利說明】
-種內置分段鋼板-高強混凝±組合剪力墻及其建造方法
技術領域
[0001] 本發明屬于結構工程技術領域，設及一種內置分段鋼板-高強混凝±組合剪力墻 及其建造方法。
【背景技術】
[0002] 隨著結構設計水平和施工技術的發展和進步，高層建筑的高度記錄不斷被刷新， 建筑結構的抗側力能力要求也越來越高。作為一種重要的抗側力構件，剪力墻被廣泛應用 到高層和超高層建筑中。
[0003] 高層建筑由于高度高自重大，剪力墻在承擔水平荷載作用的同時，也需承擔相當 巨大的豎向荷載作用。傳統的鋼筋混凝±剪力墻需增加其橫截面面積才能滿足要求，但同 時會減小建筑使用面積。組合剪力墻結合鋼材及混凝±兩種材料的優點，保證承載能力需 求的同時并不會減小建筑的使用面積。混凝±的約束作用可W防止鋼板過早屈曲；鋼材具 有較好的延性，可W增強剪力墻在大風及地震作用時的變形能力和耗能能力。由于高層建 筑的高度越來越高，荷載也越來越大，為減小構件尺寸獲得更多的使用空間，高強混凝±得 到了廣泛應用，有相當一部分高層建筑將高強混凝±應用到了組合剪力墻中。
[0004] 目前鋼板-混凝±組合剪力墻主要有內置鋼板-混凝±剪力墻、外包鋼板-混凝± 剪力墻兩種形式。相比于外包鋼板-混凝±剪力墻，內置鋼板-混凝±組合剪力墻具有用鋼 量小，耐火性能良好等優點。同時由于鋼板內置，無需涂刷防腐及防火涂料，大大減少了日 常的維護工作。根據混凝±的施工方式，內置鋼板-混凝±組合剪力墻分為現誘混凝±板組 合剪力墻和預制混凝±板組合剪力墻。預制混凝±板僅提供約束鋼板的作用，而現誘混凝 ±可^使混凝±和鋼板共同承擔水平及豎向荷載作用，從而使剪力墻具有更高的承載力。
[0005] 傳統的內置鋼板-混凝±組合剪力墻往往采用整塊鋼板，在鋼板不開孔時，拉結筋 不能連接位于鋼板兩側的分布筋，使得連接形式復雜，有時甚至影響鋼板與混凝±的整體 受力；鋼板開孔則增加了工作量，削弱了鋼板，拉結筋不一定能順利連接分布筋，給施工帶 來了較大難度;整塊鋼板則使剪力墻的混凝±分離，影響混凝±的誘筑，降低了剪力墻整體 協同工作性能;更重要的是整塊鋼板的使用會大大增加剪力墻的剛度，在層間轉換時，剛度 過渡不易控制，進而會影響結構的抗震性能。
【發明內容】
[0006] 鑒于W上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種內置分段鋼板-高強 混凝±組合剪力墻及其建造方法，用于解決現有技術中缺乏性能優異的內置鋼板-混凝± 組合剪力墻的技術難題。
[0007] 為實現上述目的及其他相關目的，本發明第一方面提供一種內置分段鋼板-高強 混凝±組合剪力墻，包括有頂梁、墻體、底梁、鋼板，所述頂梁、墻體、底梁由上到下連接為一 體，所述鋼板包括有多個分段鋼板區段，所述分段鋼板區段均豎向內嵌于頂梁、墻體、底梁 內且相互平行，所述鋼板板壁的前后兩側分別設有分布筋，所述分布筋在所述頂梁、墻體、 底梁內，所述頂梁、墻體、底梁內還設有多根拉結筋，所述拉結筋貫穿所述分段鋼板區段之 間的間隙，所述拉結筋兩端分別與鋼板板壁前后兩側的分布筋相連。
[0008] 優選地，所述頂梁、墻體、底梁通過現誘高強混凝±連接形成整體構件。
[0009] 更優選地，所述高強混凝±為自密實混凝±，其骨料粒徑《25皿。所述高強混凝± 應具有較好的流動性，滿足標準《自密實混凝±應用技術規程》JGJ/T 283中的技術要求。
[0010] 優選地，所述分段鋼板區段均豎向內嵌于所述頂梁、墻體、底梁內的正中位置。所 述頂梁、墻體、底梁內的正中位置是指所述分段鋼板區段與所述頂梁、墻體、底梁的前后兩 側的水平距離相等，所述分段鋼板區段與所述頂梁、墻體、底梁的左右兩側的水平距離相 等。
[0011] 優選地，所述頂梁與底梁的截面高度為1.5~2倍墻體厚度，截面寬度為墻體厚度。 所述頂梁與底梁內的配筋按構造配置且應符合一般框架梁相應抗震等級的最小配筋要求。 所述頂梁與底梁內的髓筋的外皮與剪力墻豎向分布鋼筋外皮平齊。
[0012] 優選地，所述頂梁內設有頂部型鋼，所述頂部型鋼與所述多個分段鋼板區段的上 端相連接。
[0013] 更優選地，所述頂部型鋼與所述多個分段鋼板區段的上端垂直連接。
[0014] 更優選地，所述頂部型鋼內嵌于頂梁，且所述頂部型鋼與頂梁的幾何形屯、重合。
[0015] 優選地，所述底梁內設有底部型鋼，所述底部型鋼與所述多個分段鋼板區段的下 端相連接。
[0016] 更優選地，所述底部型鋼與所述多個分段鋼板區段的下端垂直連接。
[0017] 更優選地，所述底部型鋼內嵌于底梁，且所述底部型鋼與底梁的幾何形屯、重合。
[0018] 上述分段鋼板區段、頂部型鋼、底部型鋼之間采用焊接連接。
[0019] 優選地，所述分段鋼板區段之間的間隙距離s>300mm。所述分段鋼板區段的間隙 方便混凝±誘筑及拉結筋布置，間隙的大小應綜合考慮鋼筋分布及鋼板分布來確定。
[0020] 優選地，所述分段鋼板區段的數量沿墻寬為1個/1000mm。本發明中，所述分段鋼板 區段的數量根據實際墻體尺寸及承載力要求確定，不局限于本發明給出的示意圖中的數 量。
[0021] 優選地，所述分段鋼板區段上設有加勁肋，所述加勁肋包括有水平加勁肋和豎向 加勁肋，所述水平加勁肋和豎向加勁肋兩兩成對配置，水平加勁肋配置在分段鋼板區段的 板壁的前后兩側，豎向加勁肋配置在分段鋼板區段的板壁的左右兩側。所述加勁肋防止鋼 板在運輸、安裝時失穩。
[0022] 上述水平加勁肋、豎向加勁肋、分段鋼板區段之間采用焊接連接。所述豎向加勁肋 焊接在每塊分段鋼板區段的板壁的左右兩側，作用是防止平面外失穩。
[0023] 更優選地，所述水平加勁肋的間距應使水平加勁肋之間鋼板的長細比小于200。
[0024] 更優選地，所述水平加勁肋和豎向加勁肋的外伸寬度按公式（1)進行計算，所述公 式（1巧
，其中，bs為外伸寬度，mm;h日為分段鋼板區段寬度，mm。
[0025] 更優選地，所述水平加勁肋和豎向加勁肋的厚度按公式（2)進行計算，所述公式 (2)為
其中，ts為厚度，mm;bs為外伸寬度，mm。
[0026] 優選地，所述分段鋼板區段的板壁前后兩側設有栓釘，所述栓釘焊接在所述分段 鋼板區段的板壁的前后兩面。所述栓釘保證分段鋼板與混凝±的黏結。
[0027] 更優選地，所述栓釘的長度> 4倍栓釘直徑。
[0028] 更優選地，所述栓釘的間距> 6倍栓釘直徑，且《300mm。
[0029] 優選地，所述分布筋包括有水平分布筋和豎向分布筋，所述水平分布筋在所述鋼 板板壁的前后兩側對稱分布，所述豎向分布筋在所述鋼板板壁的前后兩側對稱分布，位于 所述鋼板板壁同側的水平分布筋和豎向分布筋交叉連接形成多個節點。
[0030] 更優選地，所述位于所述鋼板板壁同側的水平分布筋與豎向分布筋相互垂直交叉 連接形成多個節點。
[0031] 更優選地，所述豎向分布筋上下兩端分別伸入頂梁、底梁內錯固。
[0032] 更優選地，所述拉結筋兩端分別與所述鋼板板壁的前后兩側對稱分布的節點綁扎 連接。所述拉結筋按照"隔一拉一"的原則設置。
[0033] 更優選地，所述水平分布筋應繞過位于頂梁、墻體、底梁的左右兩側端部的分段鋼 板區段，繞過長度需滿足鋼筋錯固長度要求。
[0034] 優選地，所述頂梁、墻體、底梁的左右兩側端部設有端柱縱筋和端柱髓筋，所述端 柱縱筋和端柱髓筋形成端柱，并與所述分布筋相連接。所述端柱中的端柱縱筋和端柱髓筋 的配置要求，應符合《高層建筑混凝±結構技術規程》JGJ3的規定。所述端柱髓筋穿透頂梁、 墻體、底梁的左右兩側端部的分段鋼板區段。
[0035] 優選地，所述頂梁內還設有梁縱筋和梁髓筋，所述梁縱筋和梁髓筋在所述頂部型 鋼的外側圍成鋼筋籠，并與所述分布筋相連接。
[0036] 優選地，所述底梁內還設有梁縱筋和梁髓筋，所述梁縱筋和梁髓筋在所述底部型 鋼的外側圍成鋼筋籠，并與所述分布筋相連接。
[0037] 優選地，所述內置分段鋼板-高強混凝±組合剪力墻與樓板相互垂直連接。
[0038] 本發明第二方面提供一種內置分段鋼板-高強混凝±組合剪力墻在結構工程中的 用途。
[0039] 優選地，所述結構工程為高層建筑剪力墻結構。
[0040] 本發明第=方面提供一種內置分段鋼板-高強混凝±組合剪力墻的建造方法，具 體包括W下步驟：
[0041] 1)對鋼板進行預加工:將鋼板切割成多個分段鋼板區段，在分段鋼板區段上焊接 水平加勁肋、豎向加勁肋和栓釘，在多個分段鋼板區段上端共同焊接頂部型鋼，在多個分段 鋼板區段下端共同焊接底部型鋼；
[0042] 2)安裝鋼板:在底梁上綁扎梁縱筋和梁髓筋制作底梁鋼筋籠，再將步驟1)中預加 工后的分段鋼板區段安裝在底梁鋼筋籠上，綁扎鋼板板壁前后兩側的分布筋，并通過拉結 筋進行連接，再在頂梁上綁扎梁縱筋和梁髓筋制作頂梁鋼筋籠，同時在鋼板板壁左右兩端 綁扎端柱縱筋和端柱髓筋制作端柱；
[0043] 3)混凝±誘筑:依次采用混凝±誘筑底梁、墻體、頂梁，從而獲得所需剪力墻。
[0044] 優選地，所述一種內置分段鋼板-高強混凝±組合剪力墻的建造方法，還包括W下 條件：
[0045] A)在混凝±組合剪力墻建造中，所述內置分段鋼板-高強混凝±組合剪力墻會偏 屯、受壓，所述剪力墻正截面受壓承載力中所述混凝±、分段鋼板區段、豎向分布筋、端柱縱 筋、端柱中分段鋼板區段上的豎向加勁肋的貢獻按公式(3)、（4)進行計算，
[0046] 所述公式（3)為：N《aifc(b油廣bwhf+Cbwhw〇)+f' aA' a+f' yA' s-OaAji-OsAs+Nsw+Npw，
[0047] 所述公式(4)為：
[004引
[0049] 式(3)、(4)中，
[0050] N-剪力墻軸向壓力設計值，N;
[0051] e-軸向力作用點到縱向受拉鋼筋合力點的距離，mm;所述e按公式(5)進行計算， 所述公式(5)為
，其中，eo-軸向壓力對截面重屯、的偏屯、距，mm;
[0052] ai-受壓區混凝上壓應力影響系數，按現行混凝上結構設計規范取值；
[0化3] fc-混凝±抗壓強度設計值，N/mm2;
[0化4] bw、bf-剪力墻腹板、邊緣構件截面厚度，mm;
[0化日]hw、hf-剪力墻截面、邊緣構件截面高度，mm;
[0056] hw日一剪力墻截面有效高度，mm;
[0057] 剪力墻端部豎向加勁肋的抗拉、抗壓強度設計值，N/mm2;
[005引fy、f/-剪力墻受拉端、受壓端配置的縱向鋼筋抗拉、抗壓強度設計值，N/mm2;
[0059] As、A^ S-剪力墻受拉端、受壓端配置的縱向鋼筋全部截面面積，mm2;
[0060] Aa、A^ a-剪力墻受拉端、受壓端配置的豎向加勁肋全部截面面積，mm2;
[0061] 相對受壓區高度;所述C按公式(6)進行計算，所述公式(6)為:C = xAw〇,其中，X 為受壓區高度，mm;
[00創當X《礎wO時，為大偏屯、構件，取0s = fy，0a = f a ;
[00 創當 X>CbhwO 時，為小偏屯、構件，取 0s = fy(C-01)/(Cb-01)，0a = fa(C-01)/(Cb-01);其 中，Cb為相對界限受壓區高度。上述Cb按公式(7)進行計算，所述公式(7)為：
[0064]
Es為鋼材彈性模量，N/mm2;
[0065] 〇s、〇' S-縱向鋼筋受拉、受壓應力，N/mm2;
[0066] 〇a、〇' a-端柱中加勁肋受拉、受壓應力，N/mm2.
[0067] as、a/s-縱向受拉鋼筋合力點、縱向受壓鋼筋合力點至混凝±截面近邊的距離， mm；
[0068] Nsw-剪力墻豎向分布鋼筋所承擔的軸向力，N。所述Nsw按公式(8)進行計算，所述 公式(8)為：
，當 時，取 Nsw = fywAsw;
[0069] Npw-剪力墻截面內配置鋼板所承擔的軸向力，N。所述Npw按公式(9)進行計算，所 述公式(9)為
，當寸，取Npw=fpAp;
[0070] Msw-剪力墻截面配置分段鋼板合力對受拉端柱截面重屯、的力矩，N ? mm。所述Msw 按公式（10)進行計算，所述公式（10)為：
；當|>01時，取Msw= 0 . SfywAswhsw；
[0071] Mpw-剪力墻豎向分布鋼筋合力對受控端柱截面重屯、的力矩，N ? mm。所述Mpw按公 式（11)進行計算，所述公式（11)為
，當1>目1時，取Mpw二 0.5f pAphpw;
[0072] Asw-剪力墻豎向分布鋼筋全部截面面積，mm2;
[0073] fyw-剪力墻豎向分布鋼筋強度設計值，N/mm2;
[0074] Ap-剪力墻截面內配置的鋼板截面面積，mm2;
[0075] fp-剪力墻截面內配置鋼板的抗拉強度設計值，N/mm2;
[0076] 執一受壓區混凝±應力圖形影響系數，按現行混凝±結構設計規范取值；
[0077] ?s-剪力墻截面豎向分布鋼筋配置高度hsw與截面有效高度hwo的比值；
[0078] Op-剪力墻截面豎向分布鋼筋配置高度hpw與截面有效高度hwo的比值；
[0079] B)在混凝±組合剪力墻建造中，所述內置分段鋼板-高強混凝±組合剪力墻會偏 屯、受壓，所述剪力墻斜截面受剪承載力中所述混凝±、水平分布筋及分段鋼板區段的貢獻 按公式(12)進行計算，
[0080] 所述公式（12))
[0081] 式中，
[0082] V-剪力墻截面剪力設計值，N;
[0083] A-計算截面處的剪跨比，當入<1.5時，取入=1.5，當入>2.2時，取入=2.2;
[0084] ft-混凝±軸屯、抗拉強度設計值，N/mm2;
[0085] bw-剪力墻腹板截面厚度，mm;
[0086] hw日一剪力墻截面有效高度，mm;
[0087] N-組合剪力墻的軸向壓力設計值，N，當N〉0.2fcbwhw時，取0.2fcbwhw;
[0088] A-組合剪力墻截面面積，mm2;
[0089] Aw-T形或者I形截面剪力墻腹板的面積，mm2,矩形時取A;
[0090] fyv-橫向鋼筋抗拉強度設計值，N/mm2;
[0091] Ash-配置在同一水平截面內的水平分布鋼筋的全部截面面積，mm2;
[0092] S-剪力墻水平分布鋼筋間距，mm;
[0093] fp-剪力墻截面內配置鋼板的強度設計值，N/mm2;
[0094] Ap-剪力墻截面內配置的鋼板截面面積，mm2;
[00%] C)在混凝±組合剪力墻建造中，所述分段鋼板區段的板壁前后兩側設置的栓釘數 量按公式(13)進行計算，
[0096] 所述公式(13)為：
[0097] 式中，
[0098] nf-鋼板兩側應設置的栓釘總數量；
[0099] Vew-組合剪力墻中鋼筋混凝±部分承受的剪力值，N;所述Vew按公式（14)進行計 算，所述公式(14)為：
[0100] Vp-組合剪力墻中鋼板部分承受的總剪力值，N;所述Vp按公式（15)進行計算，所述 公式(15)為:Vp = 0.5fpAp;
[0101] 成一一個栓釘的抗剪承載力，N，按標準《鋼結構設計規范》GB 50017相關規定計 算。
[0102] 如上所述，本發明的一種內置分段鋼板-高強混凝±組合剪力墻及其建造方法，提 出一種新型內置鋼板-高強混凝±組合剪力墻，采用新的鋼板布置方案，使混凝±、鋼板及 分布筋更好地協同工作，增強組合剪力墻的整體性，在保證承載力的同時使組合剪力墻具 有適宜的剛度。本發明通過分段布置鋼板，可W方便混凝±的誘筑和拉結筋的布置，在保證 抗剪承載力的同時，增強了組合剪力墻的變形能力和耗能能力。通過高強混凝±的支撐，鋼 板不易發生屈曲，另外相較于外包鋼板的組合剪力墻，該剪力墻具有較好的耐高溫能力，在 火災發生時有良好的表現。相較于整塊鋼板混凝±組合剪力墻，本發明通過減少分段鋼板 的數量來實現層間轉換與過渡，使層間剛度過渡更平緩，構造也相對簡單。
【附圖說明】
[0103] 圖1顯示為本發明中分段鋼板的結構示意圖。
[0104] 圖2顯示為本發明中現誘混凝±部分(包括墻體、頂梁、底梁)的結構示意圖。
[0105] 圖3顯示為本發明中一種內置分段鋼板-高強混凝±組合剪力墻的側視圖。
[0106] 圖4顯示為本發明中墻體橫截面結構示意圖。
[0107] 圖5顯示為本發明中組合剪力墻正截面偏屯、受壓承載力結構計算示意圖。
[0108] 圖6顯示為本發明中組合剪力墻的滯回曲線圖6a、6b，其中，圖6a為實施例1的滯回 曲線，圖化為對比例1的滯回曲線。
[0109] 附圖標記
[0110] 1 分段鋼板區段
[0111] 2 墻體
[0112] 3 豎向加勁肋
[011；3] 4 栓釘
[0114] 5 拉結筋
[011引6 豎向分布筋
[0116] 7 水平分布筋
[0117] 8 水平加勁肋 [011引 9 頂部型鋼
[0119] 10底部型鋼
[0120] 11端柱髓筋
[0121] 12端柱縱筋
[0122] 13 頂梁
[0123] 14 底梁
[0124] 15梁縱筋
[0125] 16梁髓筋
[0126] 17 樓板
【具體實施方式】
[0127] W下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人±可由本說明 書所掲露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。
[0128] 請參閱圖1至圖6。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用W 配合說明書所掲示的內容，W供熟悉此技術的人±了解與閱讀，并非用W限定本發明可實 施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調 整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所掲示的技 術內容得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如"上"、"下"、"左"、"右"、"中間"及 "一"等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用W限定本發明可實施的范圍，其相對關系的 改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施的范疇。
[0129] 如圖1-4所示，本發明提供一種內置分段鋼板-高強混凝±組合剪力墻，包括有頂 梁、墻體、底梁、鋼板，所述頂梁、墻體、底梁由上到下連接為一體，所述鋼板包括有多個分段 鋼板區段，所述分段鋼板區段均豎向內嵌于頂梁、墻體、底梁內且相互平行，所述鋼板板壁 的前后兩側分別設有分布筋，所述分布筋在所述頂梁、墻體、底梁內，所述頂梁、墻體、底梁 內還設有多根拉結筋，所述拉結筋貫穿所述分段鋼板區段之間的間隙，所述拉結筋兩端分 別與鋼板板壁前后兩側的分布筋相連。
[0130] 在一個優選的實施例中，如圖2所示，所述頂梁、墻體、底梁通過高強混凝±現誘連 接形成整體構件。所述高強混凝±為自密實混凝±，其骨料粒徑《25皿。所述高強混凝±應 具有較好的流動性，滿足標準《自密實混凝±應用技術規程》JGJ/T 283中的技術要求。
[0131] 在一個優選的實施例中，如圖3所示，所述分段鋼板區段均豎向內嵌于所述頂梁、 墻體、底梁內的正中位置。
[0132] 在一個優選的實施例中，所述頂梁與底梁的截面高度為1.5~2倍墻體厚度，截面 寬度為墻體厚度。所述頂梁與底梁內的配筋按構造配置且應符合一般框架梁相應抗震等級 的最小配筋要求。所述頂梁與底梁內的髓筋的外皮與剪力墻豎向分布鋼筋外皮平齊。
[0133] 在一個優選的實施例中，如圖1所示，所述頂梁內設有頂部型鋼，所述頂部型鋼與 所述多個分段鋼板區段的上端相連接，優選為垂直連接。所述頂部型鋼內嵌于頂梁，且所述 頂部型鋼與頂梁的幾何形屯、重合。所述底梁內設有底部型鋼，所述底部型鋼與所述多個分 段鋼板區段的下端相連接，優選為垂直連接。所述底部型鋼內嵌于底梁，且所述底部型鋼與 底梁的幾何形屯、重合。
[0134] 在一個優選的實施例中，如圖4所示，所述分段鋼板區段之間的間隙距離3> 300mm。所述分段鋼板區段的數量沿墻寬為1個AOOOmm。
[0135] 在一個優選的實施例中，如圖3-4所示，所述分段鋼板上設有加勁肋，所述加勁肋 包括有水平加勁肋和豎向加勁肋，所述水平加勁肋和豎向加勁肋兩兩成對配置，水平加勁 肋配置在分段鋼板區段的板壁的前后兩側，豎向加勁肋配置在分段鋼板區段的板壁的左右 兩側。所述水平加勁肋的間距應使水平加勁肋之間鋼板的長細比小于200。所述豎向加勁肋 通長布置。所述水平加勁肋和豎向加勁肋的外伸寬度按公式：6、>^ + 4()inm進行計算;所 述水平加勁肋和豎向加勁肋的厚度按公式進行計算。
[0136] 在一個優選的實施例中，如圖1、3-4所示，所述分段鋼板區段的板壁前后兩側設有 栓釘，所述栓釘焊接在所述分段鋼板區段的板壁的前后兩面。所述栓釘的長度>4倍栓釘直 徑。所述栓釘的間距> 6倍栓釘直徑且《300mm，所述栓釘之間的間距優選為300mm X 300mm。
[0137] 在一個優選的實施例中，如圖2-4所示，所述分布筋包括有水平分布筋和豎向分布 筋，所述水平分布筋在所述鋼板板壁的前后兩側對稱分布，所述豎向分布筋在所述鋼板板 壁的前后兩側對稱分布，位于所述鋼板板壁同側的水平分布筋和豎向分布筋交叉連接形成 多個節點。優選地，所述位于所述鋼板板壁同側的水平分布筋與豎向分布筋相互垂直交叉 連接形成多個節點。所述豎向分布筋上下兩端分別伸入頂梁、底梁內錯固。所述拉結筋兩端 分別與所述鋼板板壁的前后兩側對稱分布的節點綁扎連接。所述水平分布筋應繞過位于頂 梁、墻體、底梁的左右兩側端部的分段鋼板區段，繞過長度需滿足鋼筋錯固長度要求。
[0138] 在一個優選的實施例中，如圖4所示，所述頂梁、墻體、底梁的左右兩側端部設有端 柱縱筋和端柱髓筋，所述端柱縱筋和端柱髓筋形成端柱，并與所述分布筋相連接。所述端柱 髓筋穿透頂梁、墻體、底梁的左右兩側端部的分段鋼板區段。
[0139] 在一個優選的實施例中，如圖3所示，所述頂梁內還設有梁縱筋和梁髓筋，所述梁 縱筋和梁髓筋在所述頂部型鋼的外側圍成鋼筋籠，并與所述分布筋相連接。所述底梁內還 設有梁縱筋和梁髓筋，所述梁縱筋和梁髓筋在所述底部型鋼的外側圍成鋼筋籠，并與所述 分布筋相連接。所述內置分段鋼板-高強混凝±組合剪力墻與樓板相互垂直連接。
[0140] 本發明在建造內置分段鋼板-高強混凝±組合剪力墻時，具體包括W下步驟：
[0141] 1)對鋼板進行預加工:將鋼板切割成多個分段鋼板區段，在分段鋼板區段上焊接 水平加勁肋、豎向加勁肋和栓釘，在多個分段鋼板區段上端共同焊接頂部型鋼，在多個分段 鋼板區段下端共同焊接底部型鋼；
[0142] 2)安裝鋼板:在底梁上綁扎梁縱筋和梁髓筋制作底梁鋼筋籠，再將步驟1)中預加 工后的鋼板安裝在底梁鋼筋籠上，綁扎鋼板板壁前后兩側的分布筋，并通過拉結筋進行連 接，再在頂梁上綁扎梁縱筋和梁髓筋制作頂梁鋼筋籠，同時在鋼板板壁左右兩端綁扎端柱 縱筋和端柱髓筋制作端柱；
[0143] 3)混凝±誘筑:依次采用混凝±誘筑底梁、墻體、頂梁，從而獲得所需剪力墻。
[0144] 在一個優選的實施例中，如圖5所示，在建造內置分段鋼板-高強混凝±組合剪力 墻時，當組合剪力墻偏屯、受壓時，按下述公式計算組合剪力墻(高強混凝±、分段鋼板區段、 豎向分布筋、端柱縱筋、端柱中分段鋼板區段上的豎向加勁肋）的正截面受壓承載力：
[0145]
[0146]
[0147] 按下述公式計算組合剪力墻（高強混凝±、分段鋼板區段、水平分布筋）的斜截面 受壓承載力：
[014 引
[0149] 按下述公式計算分段鋼板區段的板壁前后兩側設置的栓釘數量：
[0150]
[0151] 實施例1
[0152] 通過模型試驗，相似比選為1/3,設計并測試兩個組合剪力墻。取3個分段鋼板區 段，尺寸規格均為3mm X 172mm，分段鋼板區段之間的間隙距離為100mm。在每塊分段鋼板區 段上焊接加勁肋和栓釘，加勁肋包括有水平加勁肋和豎向加勁肋，水平加勁肋和豎向加勁 肋兩兩成對配置，水平加勁肋和豎向加勁肋圍接在分段鋼板的外側面上。豎向加勁肋尺寸 規格為4mm X 40mm，水平加勁肋的尺寸規格為4mm X 20mm，間距為500mm，加勁肋之間鋼板的 長細比為70。栓釘焊接在水平加勁肋所在分段鋼板的側面上。栓釘之間的橫向間距為 100mm，縱向間距為100mm，栓釘的尺寸規格為4mm X 20mm，栓釘的長度為5倍栓釘直徑，栓釘 的間距為25倍栓釘直徑。在多個分段鋼板區段上端共同焊接頂部型鋼，在多個分段鋼板區 段下端共同焊接底部型鋼，頂部與頂部型鋼的尺寸規格均為冊0mm X 40mm X 4mm X 4mm。端柱 縱筋為lOClOmm，端柱髓筋為A6@100mm。
[0153] 在底梁上綁扎鋼筋制作底梁鋼筋籠，梁縱筋為4C20mm，梁髓筋為A8@100mm。將預加 工后的鋼板安裝在底梁鋼筋籠上，綁扎鋼板兩側的水平分布筋和豎向分布筋，拉結筋貫穿 所述分段鋼板之間的間隙，與鋼板兩側的分布筋相連接。拉結筋按照"隔一拉一"的原則設 置。分布筋的尺寸規格為A6@100mm。拉結筋的尺寸規格為A6@200mm。再在頂梁上綁扎鋼筋制 作頂梁鋼筋籠，頂梁鋼筋布置同底梁。最后，依次采用高強混凝±誘筑底梁、墻體、頂梁，從 而獲得所需剪力墻樣品1#。
[0154] 對比例1
[015日]取整塊鋼板3mm X 712mm，在鋼板板壁左右兩側焊接豎向加勁肋4mm X 40mm，無水平 加勁肋。拉結筋通過鋼板穿孔，連接分布鋼筋，拉結筋間距為200mmX200mm。其它包括栓釘 布置、頂梁與底梁型鋼布置及縱筋和髓筋布置、分布筋布置、端柱縱筋、端柱髓筋布置等與 實施例1相同。截面含鋼量包括鋼板與豎向加勁肋，與實施例1相同。最后采用相同配比高強 混凝±誘筑，從而獲得剪力墻樣品1*。
[0156] 將實施例1與對比例1中獲得的剪力墻樣品1#與剪力墻樣品1*，按照標準《建筑抗 震試驗規程KJGJT 101-2015)進行性能測試，具體結果如表1，滯回曲線如圖6a、6b所示。
[0157] 表1 [015 引
[0159]由表1可知，當組合剪力墻截面含鋼量相同時，實施例1從屈服點到峰值點的剛度 退化更小，延性更好，相比對比例1中樣品，實施例1中樣品的延性提高了28%。由圖6可知， 實施例1相比對比例1的滯回曲線更為飽滿，在結構進入較高非線性階段時有更好的表現。 同時，實施例1由于鋼板分段布置，減少了鋼板的開孔，方便了拉結筋的布置，從而降低了施 工難度，節省工期。
[0160] 所W，本發明有效克服了現有技術中的一些缺點而具高度產業利用價值。
[0161] 上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟 悉此技術的人±皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因 此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所掲示的精神與技術思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1. 一種鋼板-混凝土組合剪力墻，其特征在于，包括有頂梁（13)、墻體(2)、底梁（14)、鋼 板，所述頂梁（13)、墻體(2)、底梁（14)由上到下連接為一體，所述鋼板包括有多個分段鋼板 區段(1)，所述分段鋼板區段(1)均豎向內嵌于頂梁（13)、墻體(2)、底梁（14)內且相互平行， 所述鋼板板壁的前后兩側分別設有分布筋(6、7)，所述分布筋(6、7)在所述頂梁（13)、墻體 (2)、底梁（14)內，所述頂梁（13)、墻體(2)、底梁（14)內還設有多根拉結筋（5)，所述拉結筋 (5)貫穿所述分段鋼板區段（1)之間的間隙，所述拉結筋(5)兩端分別與鋼板板壁前后兩側 的分布筋(6、7)相連。2. 根據權利要求1所述的一種鋼板-混凝土組合剪力墻，其特征在于，所述頂梁（13)內 設有頂部型鋼(9)，所述頂部型鋼(9)與所述多個分段鋼板區段(1)的上端相連接;所述底梁 (14)內設有底部型鋼(10)，所述底部型鋼(10)與所述多個分段鋼板區段(1)的下端相連接。3. 根據權利要求1所述的一種鋼板-混凝土組合剪力墻，其特征在于，所述分段鋼板區 段(1)上設有加勁肋(3、8)，所述加勁肋(3、8)包括有水平加勁肋(8)和豎向加勁肋(3)，所述 水平加勁肋(8)和豎向加勁肋(3)兩兩成對配置，水平加勁肋(8)配置在分段鋼板區段（1)的 板壁的前后兩側，豎向加勁肋(3)配置在分段鋼板區段(1)的板壁的左右兩側。4. 根據權利要求1所述的一種鋼板-混凝土組合剪力墻，其特征在于，所述分段鋼板區 段(1)的板壁前后兩側設有栓釘(4)，所述栓釘(4)焊接在所述分段鋼板區段（1)的板壁的前 后兩面。5. 根據權利要求1所述的一種鋼板-混凝土組合剪力墻，其特征在于，所述分布筋(6、7) 包括有水平分布筋(7)和豎向分布筋(6)，所述水平分布筋(7)在所述鋼板板壁的前后兩側 對稱分布，所述豎向分布筋(6)在所述鋼板板壁的前后兩側對稱分布，位于所述鋼板板壁同 側的水平分布筋(7)和豎向分布筋(6)交叉連接形成多個節點。6. 根據權利要求1所述的一種鋼板-混凝土組合剪力墻，其特征在于，所述頂梁（13)、墻 體(2)、底梁（14)的左右兩側端部設有端柱縱筋（12)和端柱箍筋（11)，所述端柱縱筋（12)和 端柱箍筋（11)形成端柱，并與所述分布筋(6、7)相連接。7. 根據權利要求1所述的一種鋼板-混凝土組合剪力墻，其特征在于，所述頂梁（13)內 還設有梁縱筋（15)和梁箍筋（16)，所述梁縱筋（15)和梁箍筋（16)在所述頂部型鋼(9)的外 側圍成鋼筋籠，并與所述分布筋(6、7)相連接;所述底梁（14)內還設有梁縱筋（15)和梁箍筋 (16)，所述梁縱筋（15)和梁箍筋（16)在所述底部型鋼（10)的外側圍成鋼筋籠，并與所述分 布筋(6、7)相連接。8. 根據權利要求1-7任一所述的一種鋼板-混凝土組合剪力墻在結構工程中的用途。9. 一種鋼板-混凝土組合剪力墻的建造方法，其特征在于，具體包括以下步驟： 1) 對鋼板進行預加工:將鋼板切割成多個分段鋼板區段，在分段鋼板區段上焊接水平 加勁肋、豎向加勁肋和栓釘，在多個分段鋼板區段上端共同焊接頂部型鋼，在多個分段鋼板 區段下端共同焊接底部型鋼； 2) 安裝鋼板:在底梁上綁扎梁縱筋和梁箍筋制作底梁鋼筋籠，再將步驟1)中預加工后 的分段鋼板區段安裝在底梁鋼筋籠上，綁扎鋼板板壁前后兩側的分布筋，并通過拉結筋進 行連接，再在頂梁上綁扎梁縱筋和梁箍筋制作頂梁鋼筋籠，同時在鋼板板壁左右兩端綁扎 端柱縱筋和端柱箍筋制作端柱； 3) 混凝土澆筑:依次采用混凝土澆筑底梁、墻體、頂梁，從而獲得所需剪力墻。10.根據權利要求9所述的一種鋼板-混凝土組合剪力墻的建造方法，其特征在于，還包 括以下條件中任一項或多項： A) 在鋼板-混凝土組合剪力墻建造中，所述剪力墻正截面受壓承載力中所述混凝土、分 段鋼板區段、豎向分布筋、端柱縱筋、端柱中分段鋼板區段上的豎向加勁肋的貢獻按公式 (1)、（11)進行計算， 所述公式（I )為：N<aifc(bfh 廠 bwhf+|bwhwQ)+f ' aA' a+f yA' s-〇aAa_〇sAs+Nsw+Npw， 所述公式(II)為：式(I)、（II)中， N-剪力墻軸向壓力設計值，N; e-軸向力作用點到縱向受拉鋼筋合力點的距離，mm; W-受壓區混凝土壓應力影響系數； bw、bf-剪力墻腹板、邊緣構件截面厚度，mm; hw、hf-剪力墻截面、邊緣構件截面高度，mm; hw〇-剪力墻截面有效高度，mm; ^^^一剪力墻端部豎向加勁肋的抗拉^允壓強度設計值，…?2; -剪力墻受拉端、受壓端配置的縱向鋼筋抗拉、抗壓強度設計值，N/mm2; 1、六\一剪力墻受拉端、受壓端配置的縱向鋼筋全部截面面積，mm2; Aa、f 剪力墻受拉端、受壓端配置的豎向加勁肋全部截面面積，mm2; i一相對受壓區尚度； 〇s、V s-縱向鋼筋受拉、受壓應力，N/mm2; 〇a、(^ a-端柱中加勁肋受拉、受壓應力，N/mm2; ahYs-縱向受拉鋼筋合力點、縱向受壓鋼筋合力點至混凝土截面近邊的距離，mm; Nsw-剪力墻豎向分布鋼筋所承擔的軸向力，N; NPW-剪力墻截面內配置鋼板所承擔的軸向力，N; Msw-剪力墻截面配置分段鋼板合力對受拉端柱截面重心的力矩，N ? mm; MPW-剪力墻豎向分布鋼筋合力對受拉端柱截面重心的力矩，N ? mm; B) 在鋼板-混凝土組合剪力墻建造中，所述剪力墻斜截面受剪承載力中所述混凝土、水 平分布筋及分段鋼板區段的貢獻按公式(III)進行計算，所述公式(III)為：式(III)中， V-剪力墻截面剪力設計值，N; 入一計算截面處的剪跨比； ft 一混凝土軸心抗拉強度設計值，N/mm2; bw-剪力墻腹板截面厚度，mm; hw〇-剪力墻截面有效高度，mm; N-組合剪力墻的軸向壓力設計值，N; A-組合剪力墻截面面積，mm2; Aw+T形或者I形截面剪力墻腹板的面積，mm2; fyv-橫向鋼筋抗拉強度設計值，N/mm2; Ash-配置在同一水平截面內的水平分布鋼筋的全部截面面積，mm2; s-剪力墻水平分布鋼筋間距，mm; fP-剪力墻截面內配置鋼板的強度設計值，N/mm2; AP-剪力墻截面內配置的鋼板截面面積，mm2;C)在鋼板-混凝土組合剪力墻建造中，所述分段鋼板區段的板壁前后兩側設置的栓釘 數量按公式(IV)進行計算，所述公式(IV)為： 式(IV)中， M-鋼板兩側應設置的栓釘總數量； V?-組合剪力墻中鋼筋混凝土部分承受的剪力值，N; VP-組合剪力墻中鋼板部分承受的總剪力值，N; 一一個栓釘的抗剪承載力，N。
【文檔編號】E04B2/56GK106049708SQ201610587206
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月25日 公開號201610587206.8, CN 106049708 A, CN 106049708A, CN 201610587206, CN-A-106049708, CN106049708 A, CN106049708A, CN201610587206, CN201610587206.8
【發明人】肖建莊, 謝青海, 謝文剛
【申請人】同濟大學