專利名稱：內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體的制作方法及筒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體，屬于一種筒體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在高層建筑中，核心筒作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，約承擔(dān)著結(jié)構(gòu)整體80％的水平地震作用。研制抗震性能好的筒體，是高層建筑抗震設(shè)計(jì)的核心技術(shù)。怎樣使混凝土中型鋼充分發(fā)揮其功效，以改善筒體結(jié)構(gòu)綜合抗震性能，成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者和工程界十分關(guān)注的問題。
現(xiàn)有的改善混凝土筒體抗震性能的方案中，有在鋼筋混凝土筒體的剪力墻中加設(shè)鋼筋暗支撐的技術(shù)。其存在的問題是其斜向暗支撐核心部分為混凝土，抗拉、抗壓能力尚不足。
現(xiàn)有的改善混凝土筒體抗震性能的方案中還有一種在鋼筋混凝土筒體的剪力墻中加設(shè)鋼板支撐的技術(shù)。其存在問題是鋼板受力性能比其它型鋼弱，抗拉、抗壓能力不足，支撐端部易出現(xiàn)局部失穩(wěn)。
現(xiàn)有的改善混凝土筒體抗震性能的方案中，還有在鋼筋混凝土筒體的剪力墻中加設(shè)中心支撐鋼桁架的技術(shù)。其存在的問題是支撐與型鋼梁柱的節(jié)點(diǎn)連接，使節(jié)點(diǎn)受力較大，易造成節(jié)點(diǎn)先于構(gòu)件破壞，不符合強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的抗震設(shè)計(jì)原則；當(dāng)多個(gè)支撐同時(shí)處于同一節(jié)點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)的施工難度大，難以保證施工質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是顯著提高鋼筋混凝土筒體抗震能力的問題，為了解決這一問題，本發(fā)明提出了一種在筒體的剪力墻中內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架的制作方法，及根據(jù)此方法設(shè)計(jì)的內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體。
本發(fā)明所采用的內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體的制作方法，其順序如下1)在筒體底部四個(gè)角部的邊框柱中配置型鋼柱，型鋼柱外部配置鋼筋、箍筋，形成剪力墻暗柱；2)在相鄰的邊框型鋼之間配置型鋼梁，型鋼梁與型鋼柱固結(jié)，型鋼梁外配置縱筋、箍筋；3)在每一片剪力墻中配置偏心型鋼暗支撐，上下端分別與邊框梁中的型鋼固接，與型鋼柱、型鋼梁共同構(gòu)成偏心支撐鋼桁架；4)在型鋼暗支撐外配置鋼筋暗支撐以及支撐箍筋；5)在剪力墻邊角部配置固接鋼筋；6)配置筒體各面剪力墻的縱向和橫向分布鋼筋；7)將空間型偏心支撐鋼桁架及四面剪力墻的邊框和墻板配筋，通過澆搗混凝土一次成型為內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架的混凝土組合筒體的底部部分。
8)在已形成的筒體部分上部，多次重復(fù)以上7個(gè)步驟，形成內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架的混凝土組合筒體。
在配置每一片剪力墻中的偏心型鋼暗支撐時(shí)，型鋼暗支撐上端伸入上型鋼梁中部或端部，下端伸入下邊框梁的端部，使型鋼暗支撐與邊框梁柱節(jié)點(diǎn)形成偏心連接。偏心支撐與型鋼梁交點(diǎn)至柱之間的區(qū)段，在抗震中形成消能梁段。
在配置內(nèi)藏在筒體中的偏心支撐鋼桁架時(shí)，每一片剪力墻中的型鋼梁、型鋼柱及型鋼暗支撐的設(shè)計(jì)承載力應(yīng)滿足強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的要求，以保證隨著地震作用的增加，型鋼梁消能梁段首先達(dá)到受剪屈服，其余區(qū)段仍處于未屈服受力狀態(tài)。
在配置鋼筋暗支撐時(shí)，四根鋼筋圍繞型鋼暗支撐形成鋼筋暗支撐，鋼筋暗支撐繞過相連的型鋼梁，在上一層中形成新的鋼筋暗支撐，到達(dá)筒體頂部后，鋼筋暗支撐繞過頂層型鋼梁進(jìn)行錨固。在鋼筋支撐外固裝分布箍筋，當(dāng)澆注剪力墻混凝土后形成約束混凝土束。
配置固接鋼筋的方法為在暗支撐與邊框相交的節(jié)點(diǎn)處配置固接筋。
根據(jù)本發(fā)明的方法，采用的技術(shù)方案是內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體由四面剪力墻連接成封閉狀。相鄰的兩面剪力墻之間由共用的邊框柱連接。每片剪力墻均由邊框和剪力墻板構(gòu)成，在剪力墻板中配置由橫向和縱向分布鋼筋組成的鋼筋網(wǎng)，在鋼筋網(wǎng)之間用拉接鋼筋13拉接，其特征在于每片剪力墻中暗藏平面偏心支撐鋼桁架1。偏心支撐鋼桁架1由型鋼柱4、型鋼梁5和型鋼暗支撐10組成。在每一片剪力墻中，型鋼柱4暗藏于剪力墻兩端的邊框中，型鋼梁5暗藏于剪力墻的邊框梁中，型鋼暗支撐10與上下端的邊框中型鋼梁5連接，并且型鋼暗支撐10的周圍分布有鋼筋暗支撐17，鋼筋暗支撐17繞過邊框中型鋼梁5進(jìn)行錨固。型鋼柱4、型鋼梁5和型鋼暗支撐10的設(shè)計(jì)承載力應(yīng)滿足強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的要求，隨著地震作用的增加，型鋼梁中消能梁段首先達(dá)到受剪屈服，其余區(qū)段仍處于未屈服受力狀態(tài)。相鄰的兩面剪力墻中的平面鋼桁架之間由共用的型鋼柱4連接。形成內(nèi)藏在鋼筋混凝土筒體中的強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的偏心支撐空間型偏心支撐鋼桁架。
消能梁段的長(zhǎng)度不應(yīng)過大，以保證消能梁段形成剪切屈服型消能梁段；消能梁段的長(zhǎng)度也不應(yīng)過小，以避免塑性變形角過大導(dǎo)致過早塑性變形。消能梁段的長(zhǎng)度a滿足以下關(guān)系hb≤a≤1.5hb式中a-消能梁段的長(zhǎng)度，即型鋼暗支撐與型鋼梁交點(diǎn)至型鋼柱面的距離；hb-型鋼消能梁段的截面高度所述的內(nèi)藏偏心鋼桁架混凝土組合筒體，偏心支撐鋼桁架1內(nèi)的型鋼暗支撐10和鋼筋暗支撐17呈人字形，其上端伸入上邊框梁中與梁中型鋼梁5中點(diǎn)連接，下端伸入下邊框梁5的端部，與下邊框梁中型鋼梁5連接，型鋼暗支撐10和鋼筋暗支撐17、型鋼梁5和型鋼柱4組合，在混凝土筒體內(nèi)部形成強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的偏心支撐空間鋼桁架。
所述的內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體，偏心支撐鋼桁架1內(nèi)的型鋼暗支撐10和鋼筋暗支撐17呈X形，其上端伸入上邊框梁的端部?jī)?nèi)，與上邊框梁中型鋼梁5連接，下端伸入下邊框梁的端部與下邊框梁中型鋼梁5連接，型鋼暗支撐10和鋼筋暗支撐17、型鋼柱4和型鋼梁5組合，在鋼筋混凝土筒體內(nèi)部形成強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的空間型偏心支撐鋼桁架。
所述的內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體，偏心支撐鋼桁架1內(nèi)的型鋼暗支撐10和鋼筋暗支撐17呈八字形，其上端與梁中型鋼梁5連接，下端伸入下邊框梁的端部，與下邊框梁中型鋼梁5連接，型鋼暗支撐10和鋼筋暗支撐17、邊框梁中的型鋼梁5和剪力墻兩端的型鋼柱4組合，在鋼筋混凝土筒體內(nèi)部形成強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的空間型偏心支撐鋼桁架。
所述的內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體，其特征在于偏心支撐鋼桁架1內(nèi)的型鋼暗支撐10和鋼筋暗支撐17為單斜桿，其上端與梁中型鋼梁5連接，下端伸入下邊框梁的端部，與下邊框梁中型鋼梁5連接型鋼暗支撐10和鋼筋暗支撐17、邊框梁中的型鋼梁5和剪力墻兩端的型鋼柱4組合，在鋼筋混凝土剪力墻內(nèi)部形成強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的空間型偏心支撐鋼桁架。
筒體屬于空間受力結(jié)構(gòu)部件，與平面受力構(gòu)件剪力墻的受力特點(diǎn)有較大差異。在抗震設(shè)計(jì)中，筒體不僅要承受壓力、剪力、彎矩，還要承受扭矩。內(nèi)藏在筒體中的偏心支撐鋼桁架可以與鋼筋混凝土一起承受壓力、剪力、彎矩，更重要的是，內(nèi)藏在筒體中的偏心支撐鋼桁架組成了空間鋼桁架，能夠大大提高鋼筋混凝土的受扭能力。一方面筒體中的型鋼柱、型鋼梁、鋼筋—型鋼的復(fù)合偏心支撐均可以直接承受部分扭矩，其中復(fù)合偏心支撐與構(gòu)件軸線成一定的夾角，更接近主拉應(yīng)力方向，其抗扭作用更為明顯；另一方面偏心支撐鋼桁架能有效的限制在扭矩作用下沿筒體周邊形成平行的螺旋形斜裂縫，限制了斜裂縫的寬度；復(fù)合偏心支撐對(duì)混凝土起到的很強(qiáng)的銷栓作用，使裂縫間混凝土面積增大，提高混凝土參與抗扭的能力。
本發(fā)明的內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架組合筒體適用于混凝土墻板作為抗震的第一道防線的筒體結(jié)構(gòu)，當(dāng)墻板在抗震中破壞后，空間型偏心支撐鋼桁架仍然保持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)卣鹆^續(xù)增大時(shí)，在偏心支撐的偏心段，即消能梁段，出現(xiàn)屈服和塑性變形，以消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震能量。
本發(fā)明的內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架結(jié)構(gòu)是一個(gè)強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的空間桁架體系，暗支撐、型鋼柱的設(shè)計(jì)承載力高于消能梁段達(dá)到屈服時(shí)所對(duì)應(yīng)的承載力，當(dāng)消能梁段出現(xiàn)屈服和塑性變形時(shí)，型鋼梁的其余段、暗支撐、型鋼柱仍處于未屈服階段。
本發(fā)明的內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架中，暗支撐由型鋼暗支撐、鋼筋暗支撐、支撐箍筋、約束混凝土共同組成，提高了結(jié)構(gòu)的承載力，同時(shí)保證消能梁段出現(xiàn)屈服和塑性變形時(shí)桁架仍具有相對(duì)穩(wěn)定的滯回性能，改善了結(jié)構(gòu)的延性。
本發(fā)明降低了型鋼在混凝土中發(fā)生滑移破壞的程度。由于型鋼桁架自身形成一個(gè)幾何不變的傳力體系，在混凝土與型鋼共同工作的過程中，型鋼與混凝土的粘結(jié)力不起主要傳遞力作用，不易發(fā)生粘結(jié)破壞；另外，在型鋼暗支撐與鋼筋支撐共同形成的暗支撐中，鋼筋支撐繞過型鋼梁進(jìn)行錨固，大大增強(qiáng)了型鋼暗支撐與混凝土的粘結(jié)作用。
本發(fā)明的暗支撐均與型鋼梁連接，避免了內(nèi)藏中心支撐鋼桁架筒體節(jié)點(diǎn)施工過于復(fù)雜的缺點(diǎn)，節(jié)省了工期，降低了造價(jià)，保證了施工質(zhì)量。
本發(fā)明由內(nèi)藏的空間型偏心支撐鋼桁架與混凝土筒體組合形成，形成過程是兩者相加的過程，但組合后結(jié)構(gòu)的抗震能力顯著高于鋼桁架與筒體獨(dú)立工作的相加。原因在于組合結(jié)構(gòu)處分發(fā)揮了兩者各自的優(yōu)點(diǎn)，有效地彌補(bǔ)了兩者在抗震中的不足。對(duì)于混凝土筒體，內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架在不改變其外形尺寸的條件下，顯著地提高了其承載力，增大了其剛度，改善了其延性，增加了建筑使用面積，節(jié)約了建筑成本。對(duì)于暗藏于剪力墻中的偏心支撐鋼桁架，型鋼桿件受到鋼筋混凝土束的約束，不易發(fā)生失穩(wěn)破壞，承載力和延性都得到提高。另外，普通偏心支撐鋼桁架在抗震中消能梁段發(fā)生塑性變形后，易造成樓板破壞，中震后難以修復(fù)，而本發(fā)明的第一道抗震防線是剪力墻，消能梁段作為組合結(jié)構(gòu)第二道抗震防線在大震中屈服。與帶鋼板暗支撐筒體結(jié)構(gòu)、帶鋼筋混凝土暗支撐型鋼筒體結(jié)構(gòu)、內(nèi)藏中心支撐暗桁架混凝土組合筒體等組合結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明承載能力提高，承載力和剛度衰減慢，后期抗震性能相對(duì)穩(wěn)定，底部剪切滑移破壞減輕。
由于筒體結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)的核心抗側(cè)力部件，提高了型鋼剪力墻的抗震能力，也就提高了型鋼剪力墻結(jié)構(gòu)的整體抗震能力，當(dāng)建筑物遭遇強(qiáng)烈地震時(shí)，可減輕其震害，防止其倒塌。


圖1是本發(fā)明內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體中型鋼暗支撐和鋼筋暗支撐呈人字形時(shí)，暗支撐的示意圖，其中A1-B1-C1-D1-A2-B2-C2-D2、A2-B2-C2-D2-A3-B3-C3-D3、A3-B3-C3-D3-A4-B4-C4-D4、A4-B4-C4-D4-A5-B5-C5-D5分別代表筒體的一個(gè)結(jié)構(gòu)單元。E1-F1-G2、E2-F2-G3、E3-F3-G4為一片剪力墻中的人字形暗支撐；圖2是本發(fā)明內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體的型鋼暗支撐和鋼筋暗支撐呈人字形時(shí)，一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中一片剪力墻結(jié)構(gòu)配筋示意圖，其它三個(gè)側(cè)面的配筋示意圖與本圖相同；圖3是圖2中A-A剖面放大示意圖；圖4是圖2中B B剖面放大示意圖；圖5是本發(fā)明內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體中型鋼暗支撐和鋼筋暗支撐呈X形時(shí)，一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中一片剪力墻的配筋示意圖；圖6是本發(fā)明內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體中型鋼暗支撐和鋼筋暗支撐呈八字形時(shí)，一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中一片剪力墻的結(jié)構(gòu)配筋示意圖；圖7是本發(fā)明內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體中型鋼暗支撐和鋼筋暗支撐為單斜桿時(shí)，一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中一片剪力墻的結(jié)構(gòu)配筋示意圖；圖8是本發(fā)明內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體中型鋼暗支撐和鋼筋暗支撐呈人字形網(wǎng)狀布置時(shí)，一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中一片剪力墻的結(jié)構(gòu)配筋示意圖；圖9是本發(fā)明內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體中型鋼暗支撐和鋼筋暗支撐呈X形網(wǎng)狀布置時(shí)，一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中一片剪力墻的結(jié)構(gòu)配筋示意圖；圖10是本發(fā)明內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體中型鋼暗支撐和鋼筋暗支撐呈八字形網(wǎng)狀布置時(shí)，一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中一片剪力墻的結(jié)構(gòu)配筋示意圖；其中，圖中1-偏心支撐鋼桁架，2-邊框柱鋼筋，3-邊框柱箍筋，4-型鋼柱，5-型鋼梁，6-邊框梁鋼筋，7-邊框梁箍筋，8-剪力墻墻板橫向鋼筋，9-剪力墻墻板豎向鋼筋，10-型鋼暗支撐，11-第一固接筋，12-第二固接筋，13-拉接筋，14-第三固接筋，15-第四固接筋，17-鋼筋暗支撐，18-暗支撐箍筋。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
實(shí)施例1制作方法如下1)在筒體底部四個(gè)角部的邊框柱中配置型鋼柱，型鋼柱外部配置鋼筋、箍筋，形成剪力墻暗柱；2)在相鄰的邊框型鋼之間配置型鋼梁，型鋼梁與型鋼柱固結(jié)，型鋼梁外配置縱筋、箍筋；3)在每一片剪力墻中配置偏心型鋼暗支撐，上端與上邊框梁的中點(diǎn)固接，下端下邊框梁中的型鋼端部固接，形成人字形暗支撐，與型鋼柱、型鋼梁共同構(gòu)成偏心支撐鋼桁架；4)在型鋼暗支撐外配置鋼筋暗支撐以及支撐箍筋；5)在剪力墻邊角部配置固接鋼筋；6)配置剪力墻的縱向和橫向分布鋼筋；7)將內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架及四面剪力墻的邊框和墻板配筋，通過澆搗混凝土一次成型為內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架的混凝土組合筒體的底部部分。
8)在已形成的筒體部分上部，多次重復(fù)以上7個(gè)步驟，形成內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架的混凝土組合筒體。
內(nèi)藏人字形偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體的結(jié)構(gòu)配筋示意圖如圖1、圖2、圖3和圖4所示，由帶人字形型鋼暗支撐10的空間型偏心支撐鋼桁架1和4面帶人字形鋼筋暗支撐17的混凝土剪力墻板組合構(gòu)成。相鄰的兩面剪力墻共用一根邊框柱。邊框柱內(nèi)的型鋼暗藏工字形型鋼柱4，配筋是每邊有兩根鋼筋2，沿柱縱筋分布地綁扎著四邊形箍筋3，其箍筋分布貫通至梁與柱相接的節(jié)點(diǎn)內(nèi)區(qū)域；其矩形截面邊框梁的型鋼梁為工字型鋼5，配筋是每邊有等距離的兩根縱筋6，沿梁縱筋分布地綁扎著矩形箍筋7，邊框梁的箍筋分布至梁端；四面剪力墻的配筋是，在兩側(cè)沿橫向及豎向分別均勻地布置剪力墻板橫向鋼筋8和豎向鋼筋9，并在交叉點(diǎn)綁扎固定，形成兩片鋼筋網(wǎng)，橫向鋼筋8和豎向鋼筋9的兩端分別插入邊框柱和邊框梁中，并使其分別滿足錨固長(zhǎng)度的要求。四根鋼筋圍繞著型鋼支撐10形成鋼筋暗支撐17，鋼筋暗支撐17繞過邊框梁中的型鋼梁錨固，鋼筋暗支撐17外均勻的固裝著箍筋18。型鋼暗支撐10上端伸入上邊框梁與梁中型鋼5連接，其下端伸入下邊框梁的端部，與下邊框梁中型鋼梁5連接，形成偏心支撐鋼桁架1。四根鋼筋繞過型鋼梁5進(jìn)行錨固，或形成相鄰結(jié)構(gòu)單元的鋼筋暗支撐。其它構(gòu)造配筋有，在暗支撐與邊框梁相交的節(jié)點(diǎn)處分別固接著第一固接筋11和第二固接筋12。每片剪力墻的兩片鋼筋網(wǎng)之間用間距小于或等于600mm的拉接筋13相連。最后將偏心支撐鋼桁架及四面剪力墻的邊框和墻板配筋，通過澆搗混凝土一次成型為內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架的混凝土組合筒體。
實(shí)施例2內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體的第二種結(jié)構(gòu)形式如圖5所示，偏心支撐鋼桁架的型鋼暗支撐10和鋼筋暗支撐17為X形，其上端伸入上邊框梁的端部，與上邊框梁中型鋼梁5連接。下端伸入下邊框梁的端部中，與下邊框梁中型鋼梁5連接。在暗支撐與邊框梁相交的節(jié)點(diǎn)處分別固接著第三固接筋14和第四固接筋15，其它方面與第一種形式相同。
實(shí)施例3內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體的第三種結(jié)構(gòu)形式如圖6所示，四面剪力墻中，墻板的兩片鋼筋網(wǎng)內(nèi)側(cè)設(shè)置八字形型鋼暗支撐10和鋼筋暗支撐17，其上端伸入上邊框梁與梁中型鋼梁5連接，其下端伸入下邊框梁的端部，與下邊框梁中型鋼梁5連接。在暗支撐與邊框梁相交的節(jié)點(diǎn)處分別固接著第五固接筋11和第六固接筋16，其它方面與第一種形式相同。
實(shí)施例4內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體的第四種結(jié)構(gòu)形式如圖7所示，偏心支撐鋼桁架1內(nèi)的型鋼暗支撐10和鋼筋暗支撐17為單斜桿，其上端與梁中型鋼梁5端部連接，下端伸入下邊框梁的端部，與下邊框梁中型鋼梁5連接，在暗支撐與邊框梁相交的節(jié)點(diǎn)處分別固接著第三固接筋14和第四固接筋15，其它方面與第一種形式相同。
另外，本發(fā)明的型鋼暗支撐和鋼筋暗支撐還可呈人字、X、八字形網(wǎng)狀布置，分別參見圖8、圖9和圖10。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體的制作方法，是一種筒體的制作方法，其特征在于制作的順序如下1)在筒體底部四個(gè)角部的邊框柱中配置型鋼柱，型鋼柱外部配置鋼筋、箍筋，形成剪力墻暗柱；2)在相鄰的邊框型鋼之間配置型鋼梁，型鋼梁與型鋼柱固結(jié)，型鋼梁外配置縱筋、箍筋；3)在每一片剪力墻中配置偏心型鋼暗支撐，上下端分別與邊框梁中的型鋼固接，與型鋼柱、型鋼梁共同構(gòu)成偏心支撐鋼桁架；4)在型鋼暗支撐外配置鋼筋暗支撐以及支撐箍筋；5)在剪力墻邊角部配置固接鋼筋；6)配置剪力墻的縱向和橫向分布鋼筋；7)將空間型偏心支撐鋼桁架及四面剪力墻的邊框和墻板配筋，通過澆搗混凝土一次成型為內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架的混凝土組合筒體的底部部分；8)在已形成的筒體部分上部，多次重復(fù)以上7個(gè)步驟，形成內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架的混凝土組合筒體；其中，在配置每一片剪力墻中的偏心型鋼暗支撐時(shí)，型鋼暗支撐上端伸入上邊框梁中的型鋼梁中部或端部，下端伸入下邊框梁的端部，使型鋼暗支撐與邊框梁柱節(jié)點(diǎn)形成偏心連接；偏心支撐與型鋼梁交點(diǎn)至柱之間的區(qū)段，在抗震中形成消能梁段；每一片剪力墻中，構(gòu)成偏心支撐鋼桁架的型鋼梁、型鋼柱及型鋼暗支撐的設(shè)計(jì)承載力滿足強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的要求；配置固接鋼筋的方法為在暗支撐與邊框相交的節(jié)點(diǎn)處配置固接筋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合剪力墻的制作方法，其特征在于在配置鋼筋暗支撐時(shí)，四根鋼筋圍繞型鋼暗支撐形成鋼筋暗支撐，鋼筋暗支撐繞過邊框梁中的型鋼梁錨固，并在鋼筋支撐外固裝分布箍筋，當(dāng)澆注剪力墻混凝土后形成約束混凝土束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法設(shè)計(jì)的內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體，由四面剪力墻連接成封閉狀，相鄰的兩面剪力墻之間由共用的邊框柱連接，每片剪力墻均由邊框和剪力墻板構(gòu)成，在剪力墻板中配置由橫向和縱向分布鋼筋組成的鋼筋網(wǎng)，在鋼筋網(wǎng)之間用拉接鋼筋(13)拉接，其特征在于每片剪力墻中內(nèi)暗藏偏心支撐鋼桁架(1)；偏心支撐鋼桁架(1)由型鋼柱(4)、型鋼梁(5)和型鋼暗支撐(10)組成；在每一片剪力墻中，型鋼柱(4)暗藏于剪力墻兩端的邊框中，型鋼梁(5)暗藏于剪力墻的邊框梁中，型鋼暗支撐(10)與上下端的邊框中型鋼梁(5)連接，并且型鋼暗支撐(10)的周圍分布有鋼筋暗支撐(17)，鋼筋暗支撐(17)繞過邊框中型鋼梁(5)進(jìn)行錨固；型鋼柱(4)、型鋼梁(5)和型鋼暗支撐(10)的設(shè)計(jì)承載力滿足強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的要求；相鄰的兩面剪力墻中的平面偏心支撐鋼桁架之間由共用的型鋼柱(4)連接；在混凝土剪力墻內(nèi)部形成內(nèi)藏在筒體中的強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的空間型偏心支撐鋼桁架。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體，其特征在于消能梁段的長(zhǎng)度滿足以下關(guān)系hb≤a≤1.5hb式中a-消能梁段的長(zhǎng)度，即型鋼支撐與型鋼梁交點(diǎn)至型鋼柱面的距離；hb-型鋼消能梁段的截面高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體，其特征在于偏心支撐鋼桁架(1)內(nèi)的型鋼暗支撐(10)和鋼筋暗支撐(17)呈人字形，其上端伸入上邊框梁中與梁中型鋼梁(5)中點(diǎn)連接，下端伸入下邊框梁(5)的端部，與下邊框梁中型鋼梁(5)連接，型鋼暗支撐(10)和鋼筋暗支撐(17)、型鋼梁(5)和剪力墻兩端的型鋼柱(4)組合，在鋼筋混凝土筒體內(nèi)部形成強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的空間型偏心支撐鋼桁架。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體，其特征在于偏心支撐鋼桁架(1)內(nèi)的型鋼暗支撐(10)和鋼筋暗支撐(17)呈X形，其上端伸入上邊框梁的端部?jī)?nèi)，與上邊框梁中型鋼梁(5)連接，下端伸入下邊框梁的端部與下邊框梁中型鋼梁(5)連接，型鋼暗支撐(10)和鋼筋暗支撐(17)、剪力墻兩端的型鋼柱(4)和邊框梁中的型鋼梁(5)組合，在鋼筋混凝土筒體內(nèi)部形成強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的空間型偏心支撐鋼桁架。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體，其特征在于鋼桁架(1)內(nèi)的型鋼暗支撐(10)和鋼筋暗支撐(17)呈八字形，其上端伸入上邊框梁內(nèi)，與上邊框梁中型鋼梁(5)連接，下端伸入下邊框梁的端部，與下邊框梁中型鋼梁(5)連接，型鋼暗支撐(10)和鋼筋暗支撐(17)、邊框梁中的型鋼梁(5)和剪力墻兩端的型鋼柱(4)組合，在鋼筋混凝土筒體內(nèi)部形成強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的空間型偏心支撐鋼桁架。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體，其特征在于偏心支撐鋼桁架(1)內(nèi)的型鋼暗支撐(10)和鋼筋暗支撐(17)為單斜桿，其上端伸入上邊框梁內(nèi)，與梁中型鋼梁(5)連接，下端伸入下邊框梁的端部，與下邊框梁中型鋼梁(5)連接，型鋼暗支撐(10)和鋼筋暗支撐(17)、邊框梁中的型鋼梁(5)和剪力墻兩端的型鋼柱(4)組合，在鋼筋混凝土筒體內(nèi)部形成強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的空間型偏心支撐鋼桁架。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)藏偏心支撐鋼桁架混凝土組合筒體及其制作方法。這種筒體由四面剪力墻板封閉連接而成。每片剪力墻中配置兩片分布鋼筋組成的鋼筋網(wǎng)，其特征在于混凝土筒體內(nèi)暗藏偏心支撐空間鋼桁架(1)，鋼桁架(1)由型鋼柱(4)、型鋼梁(5)和型鋼支撐(10)組成，設(shè)計(jì)承載力應(yīng)滿足強(qiáng)柱、強(qiáng)撐、弱消能梁段的要求，即滿足消能梁段達(dá)到受剪屈服時(shí)，其余區(qū)段仍處于未屈服受力狀態(tài)。鋼筋暗支撐(17)分布于型鋼暗支撐周圍，繞過型鋼梁進(jìn)行錨固；暗藏桁架的偏心型鋼支撐和鋼筋暗支撐組合成型鋼混凝土暗支撐，其形狀可呈人字形、X形或八字形。本發(fā)明的筒體比現(xiàn)有筒體的初始剛度大、承載能力高、抗震防線多、延性好、整體抗震耗能能力強(qiáng)。
文檔編號(hào)E04C5/00GK1737279SQ20051009833
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者曹萬林, 常衛(wèi)華 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)