專利名稱：疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻，屬于一種鋼筋混凝 土高層建筑中使用的剪力墻。
背景技術(shù)：
隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和人們生活的需要，高層建筑越來越多。量大面廣 的鋼筋混凝土高層建筑通常由梁、柱、樓板和剪力墻及筒體構(gòu)成。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。特別是近年來，追求個性化的 大型復(fù)雜高層建筑日益增多，對剪力墻及由剪力墻組成的筒體的抗震性能要 求也越來越高。現(xiàn)有的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，這對整體結(jié)構(gòu)的抗震性能十分不利。
鋼管混凝土疊合柱是近幾年發(fā)展起來的一種豎向抗側(cè)力構(gòu)件。疊合柱由 核心鋼管高強混凝土和外圍鋼筋混凝土疊合而成。通過核心鋼管混凝土和外 圍混凝土分階段施工，使疊合柱具有核心鋼管混凝土的軸壓比高、外圍混凝土 的軸壓比低的特點。采用疊合柱可以實現(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。盡管鋼管混凝土疊合柱具有較好的耗能能力，但是當(dāng)將其作 為剪力墻的邊框柱時，由于 剪力墻中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，即抗震能力。
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，如何顯著提高有邊框剪力墻延性、 抗震耗能能力的技術(shù)問題。為了解決這一問題，本實用新型提出了一種疊合 邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻。
本實用新型采用的技術(shù)方案是 一種疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻， 由外框和剪力墻板構(gòu)成，外框由邊框柱和邊框梁組成，剪力墻板中鋼筋配置 采用兩片雙向分布的鋼筋網(wǎng)，并在鋼筋網(wǎng)之間設(shè)置拉結(jié)鋼筋；在剪力墻的兩 片鋼筋網(wǎng)之間加配型鋼暗支撐，其特征在于邊框梁中設(shè)置型鋼梁，剪力墻 兩端的邊框柱設(shè)置為鋼管混凝土疊合柱，鋼管混凝土疊合柱通過在常規(guī)混凝 土柱的中心增設(shè)鋼管混凝土芯柱構(gòu)成；型鋼梁、鋼管混凝土疊合柱、型鋼暗 支撐組合，形成內(nèi)藏鋼桁架。
所述的疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻，其特征在于鋼管混凝土疊合 柱內(nèi)的鋼管混凝土芯柱為圓形或矩形。
所述的疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻，其特征在于在剪力墻板鋼筋 網(wǎng)內(nèi)固裝的型鋼暗支撐呈人字形，其上端伸入上部邊框梁中，與邊框梁中的 型鋼梁連接，下端伸入下部邊框梁與鋼管混凝土疊合柱的節(jié)點中，與鋼管混 凝土疊合柱、下部邊框梁中型鋼梁同時連接；人字形型鋼暗支撐、邊框梁中 的型鋼梁和剪力墻兩端的鋼管混凝土疊合柱組合，形成內(nèi)藏鋼桁架。
所述的疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻，其特征在于在剪力墻板鋼筋 網(wǎng)內(nèi)固裝的型鋼暗支撐呈X形，其上端伸入上部邊框梁和鋼管混凝土疊合柱的節(jié)點中，與鋼管混凝土疊合柱、上部邊框梁中型鋼梁同時連接，下端伸入 下部邊框梁與鋼管混凝土疊合柱的節(jié)點中，與鋼管混凝土疊合柱、下部邊框
梁中型鋼梁同時連接；X形型鋼暗支撐、剪力墻兩端的鋼管混凝土疊合柱和
邊框梁中的型鋼梁組合，形成內(nèi)藏鋼桁架。
所述的疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻，其特征在于在剪力墻板鋼筋 網(wǎng)內(nèi)固裝的型鋼暗支撐呈八字形，其上端伸入上部邊框梁中，與邊框梁中的 型鋼梁連接，下端伸入下部邊框梁與鋼管混凝土疊合柱的節(jié)點中，與鋼管混 凝土疊合柱、下部邊框梁中型鋼梁同時連接，八字形型鋼暗支撐、邊框梁中 的型鋼梁和剪力墻兩端的鋼管混凝土疊合柱組合，在混凝土剪力墻內(nèi)部形成 內(nèi)藏鋼桁架。
本實用新型中，作為抗震第一道防線的鋼筋混凝土剪力墻板部分，其內(nèi) 藏鋼桁架的斜支撐對提高剪力墻的抗剪承載力、延性以及耗能能力十分有利， 也利于剪力墻和鋼管混凝土疊合柱二者承受的荷載重分布，將剪力墻承擔(dān)的 一部分壓力轉(zhuǎn)移到鋼管混凝土疊合柱中，減少剪力墻中的軸壓比，從而使剪 力墻可以設(shè)計的較薄，增加建筑的使用面積。當(dāng)剪力墻板在抗震中破壞后， 型鋼暗支撐與上、下邊框梁、鋼管混凝土疊合柱形成的桁架結(jié)構(gòu)是一個幾何 不變體系，鋼桁架自身能夠形成很好的傳力體系，從而保持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定 性。與普通鋼管混凝土邊框剪力墻相比，承載能力提高，承載力和剛度衰減 變慢，后期抗震性能相對穩(wěn)定，底部剪切滑移破壞減輕。
由于剪力墻是建筑結(jié)構(gòu)的核心抗側(cè)力部件，提高了剪力墻的抗震能力，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，
防止其倒塌。


圖1是疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻中的型鋼暗支撐呈人字形設(shè)置 時， 一個剪力墻結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)配筋示意圖； 圖2是圖1中A—A剖面放大示意圖； 圖3是圖1中B^B剖面放大示意圖4是疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻中的型鋼暗支撐呈X形設(shè)置時， 一個剪力墻結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)配筋示意圖5是疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻中的型鋼暗支撐呈八字形設(shè)置 時， 一個剪力墻結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)配筋示意圖6是疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻中的型鋼暗支撐呈人字形組合設(shè) 置時， 一個剪力墻結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)配筋示意圖7是疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻中的型鋼暗支撐呈X形組合設(shè)置 時， 一個剪力墻結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)配筋示意圖8是疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻中的型鋼暗支撐呈八字形組合設(shè) 置時， 一個剪力墻結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)配筋示意圖中，2-型鋼暗支撐，3-鋼管混凝土疊合柱，4-型鋼梁，5-墻板橫向鋼筋， 6-墻板豎向鋼筋，7-縱筋，8-矩形箍筋，9-鋼管，10-疊合柱箍筋ll-拉接鋼筋。
具體實施方式
實施例1
疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻一個結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)配筋示意圖如圖 1、圖2和圖3所示。鋼管混凝土疊合柱3內(nèi)設(shè)置鋼管混凝土芯柱；剪力墻邊
框梁為型鋼梁4外圍布置縱筋7，沿梁縱筋7均勻地綁扎著矩形箍筋8，邊框
梁的矩形箍筋8均勻分布至梁端；剪力墻板的配筋是在墻板寬度方向的兩
側(cè)沿橫向及豎向分別均勻地布置剪力墻板橫向鋼筋5和豎向鋼筋6，并在交叉 點綁扎固定，形成兩片鋼筋網(wǎng)，橫向鋼筋5和豎向鋼筋6的兩端分別與鋼管
混凝土疊合柱3的鋼管混凝土芯柱柱上的豎板焊接錨固，并在邊框梁中錨固；
剪力墻兩片鋼筋網(wǎng)之間用間距小于或等于600mm的拉接鋼筋11相連。型鋼 暗支撐2上端伸入上部邊框梁與梁中型鋼梁4連接，其下端伸入邊框柱和下 部邊框梁的節(jié)點中，與鋼管混凝土疊合柱3、下部邊框梁中型鋼梁4連接，形 成內(nèi)藏鋼桁架。最后將鋼管混凝土疊合柱3、邊框梁及剪力墻板整體一次澆搗 混凝土成型，即構(gòu)成疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻。 制作方法
1. 制作鋼管混凝土疊合柱3的鋼管9，配置邊框梁和鋼管混凝土疊合柱3 節(jié)點處的預(yù)制構(gòu)件，包括在邊框梁和鋼管混凝土疊合柱3節(jié)點處鋼管9內(nèi)設(shè) 隔板，鋼管混凝土疊合柱3外焊短鋼梁，并在鋼管壁預(yù)焊豎板，以備橫向鋼 筋5焊接錨固；
2. 制作邊框梁中的型鋼梁4,型鋼梁4的邊緣與鋼管混凝土疊合柱3預(yù) 設(shè)短鋼梁的翼緣焊接，型鋼梁的腹板與短鋼梁的腹板用雙夾板高強度螺栓摩擦型連接；
3. 配置型鋼暗支撐2，上、下端分別與邊框梁中的型鋼梁4、鋼管混凝土
疊合柱3焊接；
4. 型鋼暗支撐2、鋼管混凝土疊合柱3、型鋼梁4共同構(gòu)成內(nèi)藏鋼桁架，
并在鋼管混凝土疊合柱外側(cè)均勻綁扎疊合柱箍筋10;
5. 配置剪力墻的墻板橫向鋼筋5和墻板豎向鋼筋6，墻板橫向鋼筋5與
鋼管混凝土疊合柱3的豎板焊接；
6. 在剪力墻板和邊框梁外側(cè)留一定保護層厚度，支模板；
7. 澆筑鋼管內(nèi)的混凝土、鋼管混凝土疊合柱3混凝土、剪力墻板與邊框梁
的混凝土，成型后即為疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻。
實施例2
疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻的第二種結(jié)構(gòu)形式如圖4所示，是在剪 力墻板兩片鋼筋網(wǎng)內(nèi)側(cè)設(shè)置X形型鋼暗支撐2，其上端伸入鋼管混凝土疊合 柱3與上部邊框梁的節(jié)點中，與鋼管混凝土疊合柱3、上部邊框梁中型鋼梁4 連接。下端伸入鋼管混凝土疊合柱3和下部邊框梁的節(jié)點中，與鋼管混凝土 疊合柱3、下部邊框梁中型鋼梁4連接。其它方面與第一種形式相同。 實施例3
疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻的第三種結(jié)構(gòu)形式如圖5所示，是在剪 力墻板兩片鋼筋網(wǎng)內(nèi)側(cè)設(shè)置八字形型鋼暗支撐2，其上端伸入上部邊框梁與梁 中型鋼梁4連接，其下端伸入鋼管混凝土疊合柱3和下部邊框梁的節(jié)點中，與鋼管混凝土疊合柱3、下部邊框梁中型鋼梁4連接。其它方面與第一種形式 相同。
實施例4、 5、 6
當(dāng)剪力墻高寬比較小于1時，采用多個復(fù)合暗支撐網(wǎng)狀布置效果較好。 疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻的第四、五、六種結(jié)構(gòu)形式分別如圖6、
圖7、圖8所示，此時剪力墻高寬比均較小于l，墻板中內(nèi)藏鋼桁架的方式可
選上述三種方式之一，其它結(jié)構(gòu)與第一種方式相同。
權(quán)利要求1.一種疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻，由外框和剪力墻板構(gòu)成，外框由邊框柱和邊框梁組成，剪力墻板中鋼筋配置采用兩片雙向分布的鋼筋網(wǎng)，并在鋼筋網(wǎng)之間設(shè)置拉結(jié)鋼筋(11)；在剪力墻的兩片鋼筋網(wǎng)之間加配型鋼暗支撐(2)，其特征在于邊框梁中設(shè)置型鋼梁(4)，剪力墻兩端的邊框柱設(shè)置為鋼管混凝土疊合柱(3)，鋼管混凝土疊合柱(3)通過在常規(guī)混凝土柱的中心增設(shè)鋼管混凝土芯柱構(gòu)成；型鋼梁(4)、鋼管混凝土疊合柱(3)、型鋼暗支撐(2)組合，形成內(nèi)藏鋼桁架。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻，其特征在于 鋼管混凝土疊合柱(3)內(nèi)的鋼管混凝土芯柱為圓形或矩形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻，其特征在于 在剪力墻板鋼筋網(wǎng)內(nèi)固裝的型鋼暗支撐(2)呈人字形，其上端伸入上部邊框 梁中，與邊框梁中的型鋼梁(4)連接，下端伸入下部邊框梁與鋼管混凝土疊 合柱(3)的節(jié)點中，與鋼管混凝土疊合柱(3)、下部邊框梁中型鋼梁(4) 同時連接；人字形型鋼暗支撐(2)、邊框梁中的型鋼梁(4)和剪力墻兩端的 鋼管混凝土疊合柱(3)組合，形成內(nèi)藏鋼桁架。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻，其特征在于 在剪力墻板鋼筋網(wǎng)內(nèi)固裝的型鋼暗支撐(2)呈X形，其上端伸入上部邊框梁 和鋼管混凝土疊合柱(3)的節(jié)點中，與鋼管混凝土疊合柱(3)、上部邊框梁 中型鋼梁(4)同時連接，下端伸入下部邊框梁與鋼管混凝土疊合柱(3)的 節(jié)點中，與鋼管混凝土疊合柱(3)、下部邊框梁中型鋼梁(4)同時連接；X形型鋼暗支撐(2)、剪力墻兩端的鋼管混凝土疊合柱(3)和邊框梁中的型鋼 梁(4)組合，形成內(nèi)藏鋼桁架。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻，其特征在于 在剪力墻板鋼筋網(wǎng)內(nèi)固裝的型鋼暗支撐(2)呈八字形，其上端伸入上部邊框梁中，與邊框梁中的型鋼梁(4)連接，下端伸入下部邊框梁與鋼管混凝土疊 合柱(3)的節(jié)點中，與鋼管混凝土疊合柱(3)、下部邊框梁中型鋼梁(4) 同時連接，八字形型鋼暗支撐(2)、邊框梁中的型鋼梁(4)和剪力墻兩端的 鋼管混凝土疊合柱(3)組合，在混凝土剪力墻內(nèi)部形成內(nèi)藏鋼桁架。
專利摘要本實用新型涉及一種疊合邊框-鋼撐-混凝土組合剪力墻。這種剪力墻由邊框和剪力墻板構(gòu)成，在剪力墻板中配置雙向分布鋼筋網(wǎng)，在鋼筋網(wǎng)之間設(shè)拉結(jié)鋼筋(11)，在兩排鋼筋網(wǎng)之間加配型鋼暗支撐(2)，其特征在于邊框梁中設(shè)置型鋼梁(4)，剪力墻兩端的邊框柱設(shè)置為鋼管混凝土疊合柱(3)，型鋼梁(4)、鋼管混凝土疊合柱(3)、型鋼暗支撐(2)組合，在混凝土剪力墻內(nèi)部形成內(nèi)藏鋼桁架；這種型鋼暗支撐組合可呈人字、X形或八字形。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，底部剪切滑移破壞減輕。
文檔編號E04B2/56GK201343799SQ200820124608
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者周中一, 張建偉, 張文江, 曹萬林, 楊亞彬, 董宏英 申請人:北京工業(yè)大學(xué)