多束狀超高性能混凝土約束普通混凝土z形柱及z形短肢剪力墻的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多束狀超高性能混凝土約束普通混凝土 Z形柱及Z形短肢剪力墻。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代文明催生了人們對事物審美觀念的轉(zhuǎn)變，作為框架結(jié)構(gòu)中的豎向承重構(gòu)件一一柱，其傳統(tǒng)形式為矩形截面，柱楞突出墻面影響了建筑功能的發(fā)揮和視覺感官的不適。異形柱結(jié)構(gòu)具有與填充墻等厚的特點，因此避免了柱楞突出墻面，增加房間的實際使用面積，提高“得房率”，深受業(yè)主和用戶的青睞。隨著住宅、辦公等商業(yè)建筑不斷向著高層及超高層的方向發(fā)展，異形柱結(jié)構(gòu)柱肢的寬度勢必要加大，由此產(chǎn)生了力學性能與建筑使用功能之間的矛盾，限制了異形柱結(jié)構(gòu)的推廣使用。
[0003]短肢剪力墻通常指墻肢截面高度與厚度之比為5?8的剪力墻，作為異形柱和一般剪力墻的過渡形式，其廣泛應用于高層住宅建筑和大型商業(yè)建筑，結(jié)構(gòu)的重要性不言而喻。與異形柱類似，短肢剪力墻的截面形式也是多種多樣的，目前主要以L、T、十、Z形截面形式布置在房間分隔墻的交點處。隨著城市人口的增長以及經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市建筑群也不斷向著高層及超高層建筑方向發(fā)展，然而用地緊張也需滿足人們對“得房率”的需求，這就向結(jié)構(gòu)提出了更為苛刻的要求，即在不過大增加短肢剪力墻截面寬度的前提下保證其承載能力的需求，該問題處理不當，則勢必限制短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的推廣使用。
[0004]為了滿足結(jié)構(gòu)承載能力的需求，諸多增強型措施被用于異形柱或短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，這些措施主要包括提高混凝土強度(如采用高強混凝土)、增加含鋼率(如采用型鋼混凝土)以及使用約束混凝土(如鋼管混凝土)等。高強混凝土異形柱或短肢剪力墻雖然能提高柱或墻本身的承載能力，但高強混凝土的脆性對結(jié)構(gòu)柱或墻體本身的抗震性能十分不利。當然內(nèi)置的型鋼可以在這方面彌補高強混凝土的不足，然而另一個顯著問題也隨之而來，即在細長的異形柱柱肢或短肢剪力墻墻肢內(nèi)布置較多的型鋼將對梁柱節(jié)點區(qū)或梁-墻節(jié)點區(qū)的鋼筋布置十分困難，由此導致節(jié)點區(qū)的空間更加狹小，這對混凝土澆筑時其中粗骨料的下降十分不利，易引起節(jié)點核心區(qū)出現(xiàn)空洞、蜂窩等現(xiàn)象。顯然，采用約束混凝土技術(shù)能更好地避免上述現(xiàn)象的產(chǎn)生，鋼管混凝土異形柱或短肢剪力墻秉承了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，但在鋼材使用量上則顯得不夠經(jīng)濟，更甚之處在于鋼管混凝土異形柱或短肢剪力墻容易出現(xiàn)90度陰角的現(xiàn)象，其可導致鋼管對混凝土的約束作用不強，組合性能變差。雖然相應的構(gòu)造措施(如設(shè)置加勁肋和約束拉桿)也被提出來用于改善鋼管混凝土異形柱或短肢剪力墻的性能，但是這些措施會對鋼管造成較大的損傷，并且加工成本也大幅度增加。此外，外包的鋼管在鋼管混凝土異形柱后期防腐、防火處理上也極為繁瑣，若處理不當，則十分不利于異形柱或短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的耐久性能和防火性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種構(gòu)造簡單、施工便捷、性能優(yōu)良、經(jīng)濟節(jié)約的多束狀超高性能混凝土約束普通混凝土 Z形柱及Z形短肢剪力墻。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:多束狀超高性能混凝土約束普通混凝土 Z形柱，包括Z形混凝土異形柱，Z形混凝土異形柱的柱體骨架包括包覆在異形柱外的外包板和分隔異形柱截面內(nèi)部空間的內(nèi)隔板，柱體骨架由超高性能混凝土澆筑成型，且構(gòu)成骨架的外包板和內(nèi)隔板相互貫通連接;外包板和內(nèi)隔板將異形柱截面分割成多個獨立的單元體，形成多個束狀的獨立分體柱;Z形混凝土異形柱的三個柱肢交匯區(qū)設(shè)置相應的正交內(nèi)隔板。
[0007]內(nèi)隔板垂直于異形柱各柱肢高度方向且平行于柱肢寬度方向。
[0008]在每個單元體內(nèi)放置鋼筋籠骨架，并采用普通混凝土將各單元體澆筑密實。
[0009]鋼筋籠骨架為矩形，由縱向鋼筋和水平箍筋綁扎而成。
[0010]Z形混凝土異形柱為異形柱框架結(jié)構(gòu)中的柱網(wǎng)軸線轉(zhuǎn)換柱。
[0011 ]多束狀超高性能混凝土約束普通混凝土 Z形短肢剪力墻，包括Z形混凝土短肢剪力墻，Z形混凝土短肢剪力墻的墻體骨架包括包覆在短肢剪力墻外的外包板和分隔短肢剪力墻截面內(nèi)部空間的內(nèi)隔板，墻體骨架由超高性能混凝土澆筑成型，且構(gòu)成骨架的外包板和內(nèi)隔板相互貫通連接;外包板和內(nèi)隔板將短肢剪力墻截面分割成多個獨立的單元體，形成多個束狀的獨立分體墻;Z形混凝土短肢剪力墻的兩個墻肢交匯區(qū)設(shè)置相應的正交內(nèi)隔板。
[0012]內(nèi)隔板垂直于短肢剪力墻各墻肢高度方向且平行于墻肢寬度方向。
[0013]在每個單元體內(nèi)放置鋼筋籠骨架，并采用普通混凝土將各單元體澆筑密實。
[0014]鋼筋籠骨架為矩形，由縱向鋼筋和水平箍筋綁扎而成。
[0015]針對現(xiàn)有Z形混凝土異形柱存在的不足，發(fā)明人設(shè)計了一種多束狀超高性能混凝土約束普通混凝土 Z形柱，包括Z形混凝土異形柱，Z形混凝土異形柱的柱體骨架包括包覆在異形柱外的外包板和分隔異形柱截面內(nèi)部空間的內(nèi)隔板，柱體骨架由超高性能混凝土澆筑成型；外包板和內(nèi)隔板將異形柱截面分割成多個獨立的單元體，形成多個束狀的獨立分體柱;Z形混凝土異形柱的三個柱肢交匯區(qū)設(shè)置相應的正交內(nèi)隔板。類似地，發(fā)明人還設(shè)計了一種多束狀超高性能混凝土約束普通混凝土 Z形短肢剪力墻。
[0016]本發(fā)明通過三方面實現(xiàn)了Z形柱或墻承載能力的大幅度提高:
[0017]〈1>使用高致密性和高強度的超高性能混凝土作為Z形柱或墻的外包板和內(nèi)隔板，形成內(nèi)部普通混凝土的約束骨架，而這兩個“高”恰恰促使了超高性能混凝土可取代傳統(tǒng)鋼管對混凝土的約束材料，克服了外包鋼管抗腐蝕性差、抗火性不良等缺陷，也有利于節(jié)約鋼材并降低工程造價和后期維護所需的費用；
[0018]〈2>超高性能混凝土沿襲了混凝土可澆注性的特點，將其作為內(nèi)隔板將Z形柱或墻的內(nèi)部空間進行分區(qū)，形成多個束狀的獨立分體柱或墻，更小的柱體或墻體截面可發(fā)揮約束緊致的作用，有利于對混凝土材料更強的約束效應;而且通過在三個柱肢或墻肢交匯區(qū)設(shè)置相應的正交內(nèi)隔板，可降低Z形柱或墻90度陰角對柱或墻承載能力的不利影響，大大提高Z形混凝土異形柱或Z形短肢剪力墻的承壓能力；
[0019]〈3>在各束獨立分體柱或墻內(nèi)可配置多種類型的加強措施，如鋼筋籠骨架、型鋼骨架、鋼管、PVC管以及高強混凝土等，方便滿足不同承載力需求的Z形柱或墻設(shè)計形式。
[0020]總之，本發(fā)明充分利用混凝土自約束功能(超高性能混凝土約束普通混凝土)，以此取代鋼材對混凝土的外包約束作用，節(jié)約鋼材并降低造價;基于超高性能混凝土優(yōu)良的密實性、可澆筑性以及高強度，多束狀能顯著提高異形柱或短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性能，具有結(jié)構(gòu)簡單、材料新穎、性能優(yōu)越等特點。此外，通過預制超高性能混凝土柱體或墻體骨架可實現(xiàn)建筑工業(yè)化的要求，同時輕薄高強的超高性能混凝土有利于機械化吊裝，能有效加快施工進度。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明多束狀超高性能混凝土約束普通混凝土Z形柱的柱體骨架或Z形短肢剪力墻的柱體或墻體骨架截面示意圖。
[0022]圖2是多束狀超高性能混凝土約束普通混凝土Z形柱或Z形短肢剪力墻的截面示意圖。
[0023]圖1和圖2中:I內(nèi)隔板一，2內(nèi)隔板二，3內(nèi)隔板三，4內(nèi)隔板四，5外包板，6縱向鋼筋，7水平箍筋，8普通混凝土。
【具體實施方式】
[0024]基本結(jié)構(gòu)
[0025]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的多束狀超高性能混凝土約束普通混凝土Z形柱，包括Z形混凝土異形柱(異形柱框架結(jié)構(gòu)中的柱網(wǎng)軸線轉(zhuǎn)換柱)，Z形混凝土異形柱的柱體骨架包括包覆在異形柱外的外包板和分隔異形柱截面內(nèi)部空間的內(nèi)隔板，柱體骨架是由超高性能混凝土一次性澆筑成型的預制構(gòu)件，且構(gòu)成骨架的外包板和內(nèi)隔板相互貫通連接；內(nèi)隔板按照一定間距垂直于異形柱各柱肢高度方向且平行于柱肢寬度方向布置于各柱肢內(nèi)，外包板和內(nèi)隔板將異形柱截面分割成多個獨立的單元體，形成多個束狀的獨立分體柱;Z形混凝土異形柱的三個柱肢交匯區(qū)設(shè)置相應的正交內(nèi)隔板。在每個單元體內(nèi)放置適度配筋的鋼筋籠骨架，并采用普通混凝土將各單元體澆筑密實。
[0026]類似的，如圖1和圖2所示，本發(fā)明的多束狀超高性能混凝土