一種外包鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種外包鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻。
【背景技術(shù)】
[0002]剪力墻是抵抗水平荷載的抗側(cè)力構(gòu)件，尤其在地震荷載下承擔(dān)了大部分地震剪力，其抗震性能直接決定整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震能力。因此，剪力墻抗震性能的研宄對(duì)于高層、超尚層結(jié)構(gòu)的整體抗震能力提尚有重要意義。
[0003]普通高強(qiáng)混凝土剪力墻是一種較好的高層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，但在超高層結(jié)構(gòu)中由于剪力墻的工作狀態(tài)為高軸壓比、較大剪力并存的狀態(tài)，使得在地震荷載作用下剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)內(nèi)普通混凝土開裂、失效過早，且維修難度大。存在剪力墻底部區(qū)域抗剪、抗拉強(qiáng)度不足或相對(duì)不足，易造成墻底截面軸壓承載力削弱，因而降低了高強(qiáng)混凝土剪力墻抗震性能。
[0004]對(duì)鋼板混凝土剪力墻底部需加強(qiáng)區(qū)域進(jìn)行有限元分析，發(fā)現(xiàn)應(yīng)力狀態(tài)比較復(fù)雜，由于在混凝土中配置加勁肋等加強(qiáng)措施，受區(qū)域性和方向性限制，所以采取配筋方式抵抗復(fù)雜應(yīng)力并不是最有效的方法。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種外包鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻，該組合剪力墻能夠提高墻底混凝土抗剪能力，從而大幅度提高鋼板剪力墻的抗震性能。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種外包鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻，包括由外包鋼板單元圍合而成的剪力墻外包模板，剪力墻外包模板的兩端用加勁板形成封閉箱型空間，封閉箱型空間的底部加強(qiáng)區(qū)域澆筑有鋼纖維混凝土，其他區(qū)域澆筑有普通混凝土，形成端柱；端柱外部的剪力墻外包模板的內(nèi)表面上設(shè)置有若干列帶孔加勁肋，且端柱外部的剪力墻外包模板的底部加強(qiáng)區(qū)域澆筑有鋼纖維混凝土，其他區(qū)域澆筑有普通混凝土。
[0008]所述的底部加強(qiáng)區(qū)域?yàn)榧袅Φ撞克苄糟q區(qū)。
[0009]所述的帶孔加勁肋上開設(shè)有若干通孔。
[0010]所述的帶孔加勁肋沿剪力墻外包模板的全高布置。
[0011]所述的加勁板沿剪力墻外包模板的全高布置。
[0012]其截面含鋼率為0.04?0.2。
[0013]所述的外包鋼板單元為外包雙層鋼板。
[0014]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果為:
[0015]本實(shí)用新型提供的外包鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻，是在普通高強(qiáng)混凝土鋼板剪力墻的基礎(chǔ)上提出的新型剪力墻形式，是一種適用于高層及超高層建筑的新型組合剪力墻。鋼纖維混凝土中的鋼纖維亂向分布與混凝土中，是抵御復(fù)雜應(yīng)力的較理想材料。本實(shí)用新型以鋼纖維混凝土代替現(xiàn)有剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)域的普通混凝土，鋼纖維的阻裂效應(yīng)抑制了裂縫的發(fā)展，緩和了裂縫尖端的應(yīng)力集中小程度，使應(yīng)力比不變，提高了開裂承載力，塑性變形能力及疲勞承載能力顯著提高。這樣就能充分利用鋼纖維的抗拉強(qiáng)度、變形能力、耐動(dòng)荷能力，相比普通混凝土，鋼纖維混凝土能更有效的阻止鋼板的屈曲，而帶孔加勁肋的耦合，使剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)域的鋼板屈曲得到推遲。因此，本實(shí)用新型能在更大概率下保證剪力墻達(dá)到彈塑性狀態(tài)，充分利用鋼纖維混凝土的抗壓能力，提高鋼板剪力墻的極限抗剪承載力。本實(shí)用新型提供的組合剪力墻中用帶孔加勁肋取代傳統(tǒng)的栓釘來增強(qiáng)混凝土與鋼板之間的耦合、協(xié)同作用，可以有效的增強(qiáng)剪力墻體系受力過程中的阻尼效果，具有較好的延性。相對(duì)于栓釘而言，帶孔加勁肋的加工質(zhì)量更易于控制，方便操作，并且?guī)Э准觿爬吒欣趬w內(nèi)部管線的通過。本實(shí)用新型中在剪力墻的兩端構(gòu)建端柱，能夠承擔(dān)更多的軸力，有效減小剪力墻的軸壓比。在強(qiáng)震作用后期，當(dāng)剪力墻性能下降后，端柱作為第二道抗震防線可以有效避免墻體倒塌。本實(shí)用新型中端柱和剪力墻形成整體來共同承擔(dān)剪力和彎矩，使得本實(shí)用新型提供的組合剪力墻可以獲得更好的承載力及變形性能。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有鋼板混凝土剪力墻內(nèi)包混凝土無法檢測(cè)、修復(fù)的缺點(diǎn)，鋼纖維的存在增加了鋼板與混凝土之間的耦合作用，使兩者能夠更好的協(xié)同工作。由于鋼纖維的造價(jià)過高，只在剪力墻底加強(qiáng)部區(qū)域澆筑即可以充分發(fā)揮其變形性能、耐疲勞能力，其余部位使用普通高強(qiáng)混凝土恰可利用其軸壓能力，從而達(dá)到提高剪力墻的抗震性能的目的，創(chuàng)造更多更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本實(shí)用新型在剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)域應(yīng)用鋼纖維混凝土，可以在不擴(kuò)大墻底截面的前提下擴(kuò)大此結(jié)構(gòu)的使用范圍，使其在高地震烈度地區(qū)高層、超高層建筑中得以應(yīng)用推廣。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型提供的組合剪力墻上部普通區(qū)域的橫截面示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型提供的組合剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)域的橫截面示意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型提供的組合剪力墻中帶孔加勁肋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型提供的組合剪力墻的立體示意圖；
[0020]其中:1為外包鋼板單元，2為帶孔加勁肋，3為普通混凝土，4為鋼纖維混凝土，5為端柱，6為加勁板。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]參見圖1至圖4，本實(shí)用新型提供的外包鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻，包括由外包鋼板單元I圍合而成的剪力墻外包模板，外包鋼板單元I為外包雙層鋼板，剪力墻外包模板的內(nèi)表面上設(shè)置有若干列帶孔加勁肋2，帶孔加勁肋2上均勻開設(shè)有若干橢圓形通孔，帶孔加勁肋2沿剪力墻外包模板的全高布置，通過設(shè)置帶孔加勁肋2來增強(qiáng)混凝土與剪力墻外包模板之間的連接作用。剪力墻外包模板的底部加強(qiáng)區(qū)域澆筑有鋼纖維混凝土4，其中底部加強(qiáng)區(qū)域?yàn)榧袅Φ撞克苄糟q區(qū)。剪力墻外包模板內(nèi)的其他區(qū)域澆筑有普通混凝土 3。剪力墻外包模板的兩端用加勁板6形成封閉箱型空間，封閉箱型空間的底部加強(qiáng)區(qū)域澆筑有鋼纖維混凝土 4，封閉箱型空間的其他區(qū)域澆筑有普通混凝土 3，以形成端柱5，加勁板6沿剪力墻外包模板的全高布置。本實(shí)用新型提供的外包鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻的截面含鋼率為0.04?0.2。
[0023]剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)域?yàn)榻孛鎻澗?、剪力最大部位，易在反?fù)荷載作用下形成交叉斜裂縫，一般可取剪力墻總高度的1/8和底部?jī)蓪佣叩妮^大值，當(dāng)剪力墻的高度超過150m時(shí)，可取墻肢總高度的1/10，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)底部澆筑高度可取為框支層加上框支層以上兩層的高度及墻肢總高度的1/8 二者的較大值。加勁板在剪力墻兩側(cè)外包鋼板單元之間設(shè)置，在兩側(cè)外包鋼板單元內(nèi)從上至下貫通，焊接于兩側(cè)外包鋼板單元上，形成封閉箱型空間，鋼纖維混凝土澆筑區(qū)為兩側(cè)封閉箱型空間底部上述高度，其余部分澆筑普通混凝土。
[0024]本實(shí)用新型提供的組合剪力墻的多腔鋼板由外包鋼板單元和加勁板組成，外包鋼板單元根據(jù)需要由相應(yīng)規(guī)格的鋼板焊接而成，外包鋼板單元與加勁板和帶孔加勁肋的連接也是采用焊接，事先在專業(yè)化的鋼構(gòu)公司生產(chǎn)，然后運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)，在指定位置安裝就位后，向剪力墻外包模板內(nèi)澆筑鋼纖維混凝土，鋼纖維混凝土與普通混凝土之間接茬無需處理，即可直接澆筑普通混凝土，工序簡(jiǎn)單，待混凝土固化后，即在指定位置砌筑好了本實(shí)用新型提供的組合剪力墻。本實(shí)用新型中的剪力墻外包模板可以直接用作施工階段混凝土澆筑的模板，從而節(jié)省模板的制作，能夠在大量節(jié)省耗材的同時(shí)使施工變得簡(jiǎn)單方便，可以加快施工進(jìn)度，提高施工效率，創(chuàng)造更多更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0025]本實(shí)用新型提供的組合剪力墻通過在剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)域澆筑鋼纖維混凝土替代現(xiàn)行的普通混凝土，從而提高混凝土的抗拉強(qiáng)度、斷裂韌性和疲勞等性能，使屬于脆性材料的混凝土抗震性能獲得顯著改善。在組合剪力墻中易損部位采用此種高性能混凝土，推遲了鋼板內(nèi)混凝土的開裂時(shí)間，提高了極限抗剪承載力，可拓展結(jié)構(gòu)正常使用狀態(tài)的工作范圍，提高其使用性能和耐久性，有利于發(fā)揮結(jié)構(gòu)的承載潛力。本實(shí)用新型提供的組合剪力墻具有初始剛度大、承載力和剛度衰減慢、整體抗震性能好，后期抗震性能更穩(wěn)定等特點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種外包鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻，其特征在于:包括由外包鋼板單元(I)圍合而成的剪力墻外包模板，剪力墻外包模板的兩端用加勁板(6)形成封閉箱型空間，封閉箱型空間的底部加強(qiáng)區(qū)域澆筑有鋼纖維混凝土(4)，其他區(qū)域澆筑有普通混凝土(3)，形成端柱(5);端柱外部的剪力墻外包模板的內(nèi)表面上設(shè)置有若干列帶孔加勁肋(2)，且端柱外部的剪力墻外包模板的底部加強(qiáng)區(qū)域澆筑有鋼纖維混凝土(4)，其他區(qū)域澆筑有普通混凝土
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外包鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻，其特征在于:所述的底部加強(qiáng)區(qū)域?yàn)榧袅Φ撞克苄糟q區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外包鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻，其特征在于:所述的帶孔加勁肋(2)上開設(shè)有若干通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外包鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻，其特征在于:所述的帶孔加勁肋(2)沿剪力墻外包模板的全高布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外包鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻，其特征在于:所述的加勁板(6)沿剪力墻外包模板的全高布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外包鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻，其特征在于:其截面含鋼率為0.04?0.2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外包鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻，其特征在于:所述的外包鋼板單元(I)為外包雙層鋼板。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種外包鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻，包括由外包鋼板單元圍合而成的剪力墻外包模板，澆筑于剪力墻外包模板的底部加強(qiáng)區(qū)域的鋼纖維混凝土及澆筑于其他區(qū)域的普通混凝土；剪力墻外包模板的內(nèi)表面上設(shè)置有若干列帶孔加勁肋，剪力墻外包模板的兩端用加勁板形成端柱。本實(shí)用新型在剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)域通過鋼纖維混凝土代替普通混凝土與鋼板共同抵抗剪力，提高了墻底抗剪承載力。并且本實(shí)用新型中用帶孔加勁肋將剪力墻外包模板與混凝土緊密耦合，同時(shí)鋼纖維混凝土顯著提高了剪力墻底部混凝土抗裂能力，抗疲勞及韌性也得到了較大幅度的改善，有利于剪力墻結(jié)構(gòu)體系在滿足抗震性能的要求下減小墻體截面，使其在高墻中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更加明顯。
【IPC分類】E04B2-58, E04B1-98
【公開號(hào)】CN204401821
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420859008
【發(fā)明人】馬愷澤, 劉超, 闕昂, 劉伯權(quán)
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)安大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日