一種窗形鋼板混凝土剪力墻及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種窗形鋼板混凝土剪力墻，其特征在于：所述的剪力墻體兩側(cè)設(shè)置有雙鋼管混凝土柱，雙鋼管混凝土柱的外鋼管壁上固定設(shè)置有抗剪鍵，抗剪鍵轉(zhuǎn)角處設(shè)置有構(gòu)造鋼筋，在雙鋼管混凝土柱的預(yù)設(shè)的樓層層高位置處的外鋼管的兩側(cè)上固定設(shè)置有短鋼梁，相對的短鋼梁之間設(shè)置有型鋼梁，型鋼梁的兩端與短鋼梁固定連接，型鋼梁的外側(cè)綁扎鋼筋并澆筑混凝土，剪力墻體內(nèi)設(shè)置有窗形鋼板。窗形鋼板兩側(cè)綁扎鋼筋并澆筑混凝土。本發(fā)明優(yōu)點在于在保證帶邊框剪力墻延性、抗震耗能能力的同時改善其性能，提高抗側(cè)力體系的耐用性，提高雙鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土墻板之間、鋼板與鋼筋混凝土墻板之間的協(xié)同耗能作用，實現(xiàn)多道抗震防線。
【專利說明】一種窗形鋼板混凝土剪力墻及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑工程【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種窗形鋼板混凝土剪力墻及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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，因此要求剪力墻結(jié)構(gòu)的強度、剛度、傳力途徑直接簡捷并滿足抗震有關(guān)要求，同時宜有多道抗震防線，避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件連接失效而導(dǎo)致整個體系喪失抗震能力或喪失對重力荷載的承載能力。
[0003]鋼板剪力墻是近幾年發(fā)展起來的一種剪力墻形式，其是以鋼框架為基礎(chǔ)，內(nèi)嵌鋼板的結(jié)構(gòu)體系，主要用于抵抗風(fēng)或橫向地震力等側(cè)向力產(chǎn)生的層間剪力和傾覆彎矩，可以有效控制結(jié)構(gòu)的水平側(cè)移。鋼板剪力墻以較高的側(cè)向剛度和承載力、良好的延性、優(yōu)異的能量耗散能力和很高的安全儲備等優(yōu)點為高層建筑提供了一種新型、有效的選擇，并在工程實踐中得到越來越多的運用。
[0004]鋼筋混凝土墻板作為第一道防線延性較差，影響了整個剪力墻以至整個結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力能力?，F(xiàn)有剪力墻的端部設(shè)置單鋼管混凝土柱邊框，內(nèi)部設(shè)置整塊鋼板形成一種組合剪力墻，這種剪力墻的抗側(cè)力體系的耐用性不高，剪力墻的延性和耗能能力都不好。這就迫切需要一種新型剪力墻，在保證帶邊框剪力墻延性、抗震耗能能力的同時改善其性能，提高抗側(cè)力體系的耐用性，提高雙鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土墻板之間、鋼板與鋼筋混凝土墻板之間的協(xié)同耗能作用，實現(xiàn)多道抗震防線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種窗形鋼板混凝土剪力墻，能夠提高抗側(cè)力體系的耐用性，提高協(xié)同耗能作用。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種窗形鋼板混凝土剪力墻，所述的剪力墻體兩側(cè)設(shè)置有雙鋼管混凝土柱，雙鋼管混凝土柱由同心設(shè)置的內(nèi)鋼管和外鋼管、澆筑在內(nèi)鋼管內(nèi)的混凝土、澆筑在內(nèi)鋼管和外鋼管之間的混凝土組成，雙鋼管混凝土柱的外鋼管壁上固定設(shè)置有抗剪鍵，抗剪鍵轉(zhuǎn)角處設(shè)置有構(gòu)造鋼筋，在雙鋼管混凝土柱的預(yù)設(shè)的樓層層高位置處的外鋼管上固定設(shè)置有短鋼梁，相對的短鋼梁之間設(shè)置有型鋼梁，型鋼梁的端部與短鋼梁固定連接，型鋼梁的兩側(cè)設(shè)置有型鋼梁縱筋，型鋼梁縱筋外設(shè)置有型鋼梁箍筋，型鋼梁外側(cè)澆筑有混凝土，剪力墻體內(nèi)設(shè)置有窗形鋼板，窗形鋼板的左右兩側(cè)端和雙鋼管混凝土柱的外鋼管連接，窗形鋼板的上下端和型鋼梁連接，窗形鋼板由一組豎直鋼板和軟鋼耗能鍵組成，相鄰的豎直鋼板之間留有間隙并通過軟鋼耗能鍵連接，窗形鋼板兩側(cè)設(shè)置有墻板橫向鋼筋和墻板豎直鋼筋，墻板橫向鋼筋和墻板豎直鋼筋交叉成鋼筋網(wǎng)片，墻板橫向鋼筋的兩端與構(gòu)造鋼筋連接，窗形鋼板兩側(cè)的鋼筋網(wǎng)片之間通過拉結(jié)鋼筋連接，拉結(jié)鋼筋穿過豎直鋼板和軟鋼耗能鍵的交叉形成的洞口，窗形鋼板外澆筑有混凝土。[0007]所述的外鋼管和型鋼梁上焊接L形連接板，L形連接板位于外鋼管和型鋼梁相接拐角處，窗形鋼板和型鋼梁、雙鋼管混凝土柱的外鋼管之間通過連接板進行可靠剛性連接，型鋼梁與雙鋼管混凝土柱的外鋼管之間通過短鋼梁進行可靠剛性連接。
[0008]所述的抗剪鍵為角鋼，角鋼焊接在所述的雙鋼管混凝土柱的外鋼管上，所述的構(gòu)造鋼筋設(shè)置在角鋼的轉(zhuǎn)角處。
[0009]所述的雙鋼管混凝土柱的內(nèi)鋼管的橫截面為圓形，外鋼管的橫截面為矩形。
[0010]所述的型鋼梁為H型鋼梁或工字型鋼梁。
[0011]本發(fā)明的另一目的是提供一種窗形鋼板混凝土剪力墻的制作方法，依次按以下步驟進行:
O制作雙鋼管混凝土柱的內(nèi)鋼管和外鋼管，在外鋼管壁預(yù)焊短鋼梁，以備和型鋼梁連接，在外鋼管壁焊接角鋼作為抗剪鍵，抗剪鍵的轉(zhuǎn)角處設(shè)置豎向構(gòu)造鋼筋，用于墻板橫向鋼筋的綁扎；
2)制作型鋼梁，型鋼梁與雙鋼管混凝土柱的外鋼管通過短鋼梁進行可靠剛性連接，在型鋼梁和外鋼管相接拐角處預(yù)焊連接板，以備窗形鋼板的錨固；
3)制作窗形鋼板，豎直鋼板之間用軟鋼耗能鍵進行連接，豎直鋼板和軟鋼耗能鍵交叉形成帶洞口的窗形鋼板，窗形鋼板和型鋼梁、雙鋼管混凝土柱的外鋼管通過連接板進行可靠剛性連接；
4)在型鋼梁外側(cè)設(shè)置型鋼梁縱筋，并綁扎型鋼梁箍筋；
5)配置墻板橫向鋼筋和墻板豎向鋼筋，墻板橫向鋼筋與抗剪鍵轉(zhuǎn)角處的構(gòu)造鋼筋綁扎，墻板橫向鋼筋和墻板豎直鋼筋交叉成鋼筋網(wǎng)片，窗形鋼板兩側(cè)的鋼筋網(wǎng)片之間用穿過窗形鋼板洞口的拉結(jié)鋼筋連接；
6)澆筑混凝土，成型后即完成窗形鋼板混凝土剪力墻。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點在于在將雙鋼管混凝土柱、鋼板剪力墻、普通混凝土剪力墻的優(yōu)勢進行了組合，將鋼板剪力墻進行了結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換，一塊鋼板分割成了幾段豎直鋼板，豎直鋼板組之間用軟鋼耗能鍵連接，形成了窗形；窗形鋼板兩側(cè)的分布鋼筋可使用拉結(jié)鋼筋通過窗形鋼板上的洞口進行拉結(jié)；鋼板四周分別和雙鋼管混凝土柱及型鋼梁連接；雙鋼管混凝土柱外鋼管壁相對側(cè)焊接角鋼作為抗剪鍵，加強窗形鋼板和雙鋼管混凝土柱的連接，同時角鋼轉(zhuǎn)角處布置一根豎向構(gòu)造鋼筋，用于墻板橫向鋼筋的綁扎。剪力墻的兩側(cè)設(shè)置雙鋼管混凝土柱邊框，內(nèi)部設(shè)置窗形鋼板形成一種組合剪力墻抗側(cè)力體系,增加了剪力墻的延性和耗能能力，雙鋼管混凝土柱相對于普通單鋼管混凝土柱，具有耐火性能好、承載力高、抗震性能好等優(yōu)點。采用雙鋼管混凝土柱可以實現(xiàn)大軸壓比，從而減小柱的截面尺寸，增大建筑物的使用面積，取得較好的經(jīng)濟效益，同時還能在較大程度上改善柱的抗震性能。當(dāng)鋼筋混凝土墻板作為第一道抗震防線破壞后，作為第二道抗震防線的軟鋼耗能鍵開始發(fā)揮作用，由于其強度較鋼板低，會先于鋼板屈服；耗能鍵屈服后，結(jié)構(gòu)開始變?yōu)橛射摪?、雙鋼管混凝土柱以及型鋼梁組成的框架體系繼續(xù)承受荷載，此為該剪力墻的第三道抗震防線。該剪力墻承載力高、后期剛度大，整個受力過程也體現(xiàn)了隱形“強柱弱梁”的特點，多道抗震防線也使剪力墻延性和耗能性能得到提高。
【專利附圖】

【附圖說明】[0013]圖1是本發(fā)明一種窗形鋼板混凝土剪力墻一個結(jié)構(gòu)單元的示意圖；
圖2是圖1中A —A首I]面放大意圖；
圖3是圖1中B —B首I]面放大不意圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1、圖2和圖3所示，一種窗形鋼板混凝土剪力墻一個結(jié)構(gòu)單元，剪力墻體兩側(cè)設(shè)置有雙鋼管混凝土柱1，雙鋼管混凝土柱I由同心設(shè)置的內(nèi)鋼管15和外鋼管6、澆筑在內(nèi)鋼管15內(nèi)的混凝土 17、澆筑在內(nèi)鋼管15和外鋼管6之間的混凝土 16組成，雙鋼管混凝土柱I的外鋼管6壁上焊接角鋼作為抗剪鍵7，抗剪鍵7轉(zhuǎn)角處設(shè)置有構(gòu)造鋼筋8，在雙鋼管混凝土柱I的預(yù)設(shè)的樓層層高位置處的外鋼管6的上固定設(shè)置有短鋼梁4，相對的兩個短鋼梁4之間設(shè)置有型鋼梁9，型鋼梁9的兩端與短鋼梁4固定連接，型鋼梁9的兩側(cè)設(shè)置有型鋼梁縱筋10，型鋼梁縱筋10外套置有型鋼梁箍筋11，型鋼梁9外側(cè)澆筑有混凝土梁18，剪力墻體內(nèi)設(shè)置有窗形鋼板20，窗形鋼板20的左右兩側(cè)端和雙鋼管混凝土柱I的外鋼管6連接，窗形鋼板20的上下端和型鋼梁9連接，窗形鋼板20由一組豎直鋼板2和軟鋼耗能鍵3組成，相鄰的豎直鋼板2之間留有間隙并通過軟鋼耗能鍵3連接，窗形鋼板20兩側(cè)設(shè)置有墻板橫向鋼筋12和墻板豎直鋼筋13，墻板橫向鋼筋12和墻板豎直鋼筋13交叉成鋼筋網(wǎng)片，墻板橫向鋼筋12的兩端與構(gòu)造鋼筋8連接，窗形鋼板兩側(cè)的鋼筋網(wǎng)片之間通過拉結(jié)鋼筋14連接，拉結(jié)鋼筋14穿過豎直鋼板2和軟鋼耗能鍵3的交叉形成的洞口，窗形鋼板外澆筑有混凝土墻19。外鋼管6和型鋼梁9上焊接L形連接板5，L形連接板5位于外鋼管6和型鋼梁9相接拐角處，窗形鋼板20和型鋼梁9、雙鋼管混凝土柱I的外鋼管3之間通過連接板5進行可靠剛性連接，型鋼梁9與雙鋼管混凝土柱I的外鋼管6之間通過短鋼梁4進行可靠剛性連接，內(nèi)鋼管15的橫截面為圓形，外鋼管6的橫截面為矩形，型鋼梁9采用H型鋼梁或工字型鋼梁。
[0015]本實施例還公開了上述窗形鋼板混凝土剪力墻的制作方法，該方法依次按以下步驟進行:
1)制作雙鋼管混凝土柱I的內(nèi)鋼管15和外鋼管6，在外鋼管6壁預(yù)焊短鋼梁4，以備和型鋼梁9連接，在外鋼管6壁焊接角鋼作為抗剪鍵7，抗剪鍵7的轉(zhuǎn)角處設(shè)置豎向構(gòu)造鋼筋8，用于墻板橫向鋼筋12的綁扎；
2)制作型鋼梁9，型鋼梁9與雙鋼管混凝土柱I的外鋼管6通過短鋼梁4進行可靠剛性連接，在型鋼梁9和外鋼管6相接拐角處預(yù)焊連接板5，以備窗形鋼板20的錨固；
3)制作窗形鋼板20，豎直鋼板2之間用軟鋼耗能鍵3進行連接，豎直鋼板2和軟鋼耗能鍵3交叉形成帶洞口的窗形鋼板20，窗形鋼板20和型鋼梁9、外鋼管6通過連接板5進行可靠剛性連接；
4)在型鋼梁9外側(cè)設(shè)置型鋼梁縱筋10，并綁扎型鋼梁箍筋11；
5)配置剪力墻的墻板橫向鋼筋12和墻板豎向鋼筋13，墻板橫向鋼筋12與抗剪鍵7轉(zhuǎn)角處的構(gòu)造鋼筋8綁扎，墻板橫向鋼筋12和墻板豎直鋼筋13交叉成鋼筋網(wǎng)片，窗形鋼板20兩側(cè)的鋼筋網(wǎng)片之間用穿過窗形鋼板20的洞口的拉結(jié)鋼筋14連接；
6)在內(nèi)鋼管15內(nèi)、內(nèi)鋼管15和外鋼管6之間同時澆筑混凝土16、17，在型鋼梁9外側(cè)澆筑混凝土 18，混凝土 18把型鋼梁縱筋10和型鋼梁箍筋11包裹，在窗形鋼板20外側(cè)澆筑混凝土 19，混凝土 19把墻板橫向鋼筋12、墻板豎直鋼筋13、拉結(jié)鋼筋14包裹，在成型后即為窗形鋼板混凝土剪力墻。
[0016]本實施例并沒有對本發(fā)明的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種窗形鋼板混凝土剪力墻，其特征在于:所述的剪力墻體兩側(cè)設(shè)置有雙鋼管混凝土柱(1)，雙鋼管混凝土柱(I)由同心設(shè)置的內(nèi)鋼管(15)和外鋼管(6)、澆筑在內(nèi)鋼管(15)內(nèi)的混凝土(17)、澆筑在內(nèi)鋼管(15)和外鋼管(6)之間的混凝土(16)組成，雙鋼管混凝土柱(I)的外鋼管(6)壁上固定設(shè)置有抗剪鍵(7)，抗剪鍵(7)轉(zhuǎn)角處設(shè)置有構(gòu)造鋼筋(8)，在雙鋼管混凝土柱(I)的預(yù)設(shè)的樓層層高位置處的外鋼管(6)上固定設(shè)置有短鋼梁(4)，相對的短鋼梁(4)之間設(shè)置有型鋼梁(9)，型鋼梁(9)的端部與短鋼梁(4)固定連接，型鋼梁(9)的兩側(cè)設(shè)置有型鋼梁縱筋(10)，型鋼梁縱筋(10)外設(shè)置有型鋼梁箍筋(11)，型鋼梁(9)外側(cè)澆筑有混凝土(18)，剪力墻體內(nèi)設(shè)置有窗形鋼板(20)，窗形鋼板(20)的左右兩側(cè)端和雙鋼管混凝土柱(I)的外鋼管(6)連接，窗形鋼板(20)的上下端和型鋼梁(9)連接，窗形鋼板(20)由一組豎直鋼板(2)和軟鋼耗能鍵(3)組成，相鄰的豎直鋼板(2)之間留有間隙并通過軟鋼耗能鍵(3)連接，窗形鋼板(20)兩側(cè)設(shè)置有墻板橫向鋼筋(12)和墻板豎直鋼筋(13)，墻板橫向鋼筋(12)和墻板豎直鋼筋(13)交叉成鋼筋網(wǎng)片，墻板橫向鋼筋(12)的兩端與構(gòu)造鋼筋(8)連接，窗形鋼板(20)兩側(cè)的鋼筋網(wǎng)片之間通過拉結(jié)鋼筋(14)連接，拉結(jié)鋼筋(14)穿過豎直鋼板(2)和軟鋼耗能鍵(3)交叉形成的洞口，窗形鋼板(20)外澆筑有混凝土(19) 。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窗形鋼板混凝土剪力墻，其特征在于:所述的外鋼管(6)和型鋼梁(9)上焊接L形連接板(5)，L形連接板(5)位于外鋼管(6)和型鋼梁(9)相接拐角處，窗形鋼板(20)和型鋼梁(9)、雙鋼管混凝土柱(I)的外鋼管(6)之間通過連接板(5)進行可靠剛性連接，型鋼梁(9)與雙鋼管混凝土柱(I)的外鋼管(6)之間通過短鋼梁(4)進行可靠剛性連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的窗形鋼板混凝土剪力墻，其特征在于:所述的抗剪鍵(7)為角鋼，角鋼焊接在所述的雙鋼管混凝土柱(I)的外鋼管(6)上，所述的構(gòu)造鋼筋(8)設(shè)置在角鋼的轉(zhuǎn)角處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的窗形鋼板混凝土剪力墻，其特征在于:所述的雙鋼管混凝土柱(I)的內(nèi)鋼管(15)的橫截面為圓形，外鋼管(6)的橫截面為矩形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的窗形鋼板混凝土剪力墻，其特征在于:所述的型鋼梁(9)為H型鋼梁或工字型鋼梁。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的窗形鋼板混凝土剪力墻的制作方法，其特征在于依次按以下步驟進行: 1)制作雙鋼管混凝土柱(I)的內(nèi)鋼管(15)和外鋼管(6)，在外鋼管(6)壁預(yù)焊短鋼梁(4)，以備和型鋼梁(9)連接，在外鋼管(6)壁焊接角鋼作為抗剪鍵(7)，抗剪鍵(7)的轉(zhuǎn)角處設(shè)置豎向構(gòu)造鋼筋(8)，用于墻板橫向鋼筋(12)的綁扎； 2)制作型鋼梁(9)，型鋼梁(9)與雙鋼管混凝土柱(I)的外鋼管(6)通過短鋼梁(4)進行可靠剛性連接，在型鋼梁(9)和外鋼管(6)相接拐角處預(yù)焊L形連接板(5)，以備窗形鋼板(20)的錨固； 3)制作窗形鋼板(20)，豎直鋼板(2)之間用軟鋼耗能鍵(3)進行連接，豎直鋼板(2)和軟鋼耗能鍵(3)交叉形成帶洞口的窗形鋼板(20)，窗形鋼板(20)和型鋼梁(9)、雙鋼管混凝土柱(I)的外鋼管(6 )通過連接板(5 )進行可靠剛性連接； 4)在型鋼梁(9)外側(cè)設(shè)置型鋼梁縱筋(10)，并綁扎型鋼梁箍筋(11);5)配置墻板橫向鋼筋(12 )和墻板豎向鋼筋(13 )，墻板橫向鋼筋(12 )與抗剪鍵(7 )轉(zhuǎn)角處的構(gòu)造鋼筋(8)綁扎，墻板橫向鋼筋(12)和墻板豎直鋼筋(13)交叉成鋼筋網(wǎng)片，窗形鋼板(20)兩側(cè)的鋼筋網(wǎng)片之間用穿過窗形鋼板(20)洞口的拉結(jié)鋼筋(14)連接； 6)澆筑混凝土，成型后即 完成窗形鋼板混凝土剪力墻。
【文檔編號】E04B2/60GK103485443SQ201310444011
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】楊亞彬 申請人:華北水利水電大學(xué)