專利名稱：型鋼疊合邊框柱內藏“多鋼板-支撐”組合剪力墻及作法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種疊合柱邊框組合剪カ墻，特別涉及ー種型鋼疊合邊框柱內藏“多鋼板-支撐”組合剪カ墻及作法。
背景技術：
當今社會的快速發(fā)展，高層建筑以及超高層建筑越來越多。鋼筋混凝土高層建筑通常由梁、柱、樓板和剪力墻及筒體構成。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，剪力墻結構的抗震性能對于高層建筑的安全可靠有著至關重要的作用。特別是近年來，追求個性化的大型復雜高層建筑日益增多，對剪カ墻及由剪力墻組成的筒體的抗震性能要求也越來越高。現有的鋼筋混凝土剪カ墻在地震作用下延性較差，容易發(fā)生脆性破壞，這對整體結構的抗震性能十分不利。
鋼管混凝土疊合柱是近幾年發(fā)展起來的ー種豎向抗側カ構件。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大軸壓比，從而減小柱的截面尺寸，増大建筑物的使用面積，取得較好的經濟效益，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，但是當將其作為剪カ墻的邊框柱時，由于剪カ墻中鋼筋混凝土墻板作為第一道防線延性較差，影響了整個剪カ墻以至整個結構的抗側力。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，如何顯著提高有邊框剪カ墻延性、抗震耗能能力的技術問題。為了解決這ー問題，本發(fā)明提出了ー種型鋼疊合邊框柱內蔵“多鋼板-支撐”組合剪力墻以及相應的制作方法。本發(fā)明采取了如下技術方案型鋼疊合邊框柱內藏“多鋼板-支撐”組合剪カ墻，其特征在于在墻體兩端設置型鋼疊合邊框柱,墻體內部多鋼板中加配暗支撐鋼板,剪力墻體兩端的型鋼疊合邊框柱中設置鋼管混凝土芯柱，鋼管混凝土芯柱是矩形的；型鋼疊合邊框柱通過在常規(guī)混凝土柱的中心增設鋼管混凝土芯柱構成；剪カ墻體包括三塊鋼板，在中間鋼板與外側鋼板之間分別設置斜向交叉的暗支撐鋼板，暗支撐鋼板交叉成X字形，直接穿過鋼管混凝土芯柱，其上端伸入上邊框梁中，下端伸入下邊框梁中。所述暗支撐鋼板為軟鋼耗能鋼板。所述墻體中中間鋼板和外側鋼板與鋼管混凝土芯柱的連接是在鋼管混凝土芯柱的鋼管上焊接豎向鋼板條，中間鋼板和外側鋼板再與豎向鋼板條焊接而成的。所述的暗支撐鋼板與鋼管混凝土芯柱的連接是暗支撐鋼板直接穿過鋼管混凝土芯柱的鋼管，然后與其焊接而成。根據本發(fā)明的技術方案，采用型鋼疊合邊框柱內蔵“多鋼板-支撐”組合剪カ墻的制作方法，其順序如下I)制作型鋼疊合邊框柱及鋼管混凝土芯柱，在鋼管混凝土芯柱的鋼管壁上預焊豎向鋼板條，以備中間鋼板和外側鋼板錨固；2)配置剪カ墻體的中間鋼板，并與鋼管混凝土芯柱的鋼管壁上預焊的豎向鋼板條焊接；3)在中間鋼板兩側分別配置暗支撐鋼板，暗支撐鋼板交叉成X字形，直接穿過鋼管混凝土芯柱，其上端伸入上邊框梁中，下端伸入下邊框梁中；4)在暗支撐鋼板兩側，配置外側鋼板，并與鋼管混凝土芯柱的鋼管壁上預焊的豎向鋼板條焊接；
5)綁扎剪力墻鋼筋混凝土下邊框梁的鋼筋，并將型鋼疊合邊框柱、中間鋼板、暗支撐鋼板插入下邊框梁的鋼筋籠內，澆注下邊框梁的混凝土，混凝土養(yǎng)護固結后，使下邊框梁與型鋼疊合邊框柱、鋼管混凝土芯柱、剪カ墻體內中間鋼板的底部實現剛性連接；6)制作上邊框梁，與型鋼疊合邊框柱、外側鋼板和中間鋼板及暗支撐鋼板進行可靠連接；7)型鋼疊合邊框柱外側留保護層厚度，支模板；8)進行鋼管混凝土芯柱內的混凝土、型鋼疊合邊框柱內部的混凝土、剪カ墻體與上邊框梁混凝土和下邊框梁內部的混凝土澆筑，成型后即為型鋼疊合邊框柱內蔵“多鋼板-支撐”組合剪カ墻。本發(fā)明中，作為抗震第一道防線的多鋼板混凝土剪カ墻板部分，其內藏的暗支撐鋼板對提高剪力墻的抗剪承載力、延性以及耗能能力十分有利，也利于剪カ墻和型鋼疊合邊框柱二者承受的荷載重分布，將剪カ墻承擔的一部分壓カ轉移到型鋼疊合邊框柱中，減少剪カ墻中的軸壓比，從而使剪カ墻可以設計的較薄，増加建筑的使用面積。當剪力墻板在抗震中破壞后，暗支撐鋼板與上、下邊框梁、型鋼疊合邊框邊框柱中的鋼管混凝土芯柱形成的桁架結構是ー個幾何不變體系，鋼桁架自身能夠形成很好的傳カ體系，從而保持結構的整體穩(wěn)定性。與普通鋼管混凝土邊框剪カ墻相比，承載能力提高，承載カ和剛度衰減變慢，后期抗震性能相對穩(wěn)定，底部剪切滑移破壞減輕。由于剪カ墻是建筑結構的核心抗側カ部件，提高了剪力墻的抗震能力，也就提高了結構的整體抗震能力，當建筑物遭遇強烈地震時，可減輕其震害，防止其倒塌。


圖I是型鋼疊合柱邊框內蔵“多鋼板-支撐”混凝土組合剪力墻配鋼及配筋2是組合剪力墻立面示意3是組合剪力墻墻體水平剖面圖附圖代號說明1_鋼管混凝土芯柱，2-疊合柱箍筋，3-型鋼疊合邊框柱，4-中間鋼板，5-外側鋼板，6-暗支撐鋼板，7-下邊框梁，8-上邊框梁，9-豎向鋼板條。
具體實施例方式下面結合附圖I 圖3對本發(fā)明作進ー步說明實施例I
型鋼疊合邊框柱內藏“多鋼板-支撐”組合剪力墻如圖I 圖3。本實施例的型鋼疊合邊框柱內藏“多鋼板-支撐”組合剪カ墻,包括型鋼疊合邊框柱3、剪力墻體和暗支撐鋼板6。型鋼疊合邊框柱3內設置鋼管混凝土芯柱1，在鋼管混凝土芯柱I周圍設置疊合柱箍筋2，在鋼管混凝土芯柱I的鋼管壁上焊接豎向鋼板條9 ;剪カ墻體包括三塊鋼板，分別為中間鋼板4和外側鋼板5，中間鋼板4與鋼管混凝土芯柱I上的豎向鋼板條9焊接錨固；在中間鋼板4兩側分別設置暗支撐鋼板6，暗支撐鋼板6包括兩塊軟鋼鋼板，兩塊軟鋼鋼板交叉成X字形，斜向穿過鋼管混凝土芯柱1，在與鋼管混凝土芯柱I接觸的地方與其焊接，暗支撐鋼板6上部插入上邊框梁8，下部插入下邊框梁7 ;在暗支撐鋼板6兩側布置外側鋼板5，外側鋼板5與鋼管混凝土芯柱I上預焊的豎向鋼板條9焊接，上、下分別與上邊框梁8、下邊框梁7錨固，在外側鋼板5內部澆筑混凝土即形成剪カ墻體，形象的稱為“三明治”形式；型鋼疊合邊框柱3上端伸入上邊框梁8，與其進行可靠性連接，其下端伸入下邊框梁7中，與其進行剛性連接。型鋼疊合邊框柱3、鋼管混凝土芯柱I、上邊框梁8、下邊框梁7及剪カ墻體內部澆搗混凝土成型，即構成型鋼疊合邊框柱內蔵“多鋼板-支撐”組合剪カ墻。
上述型鋼疊合邊框柱內蔵“多鋼板-支撐”組合剪カ墻的制作方法，該方法包括以下步驟I)制作型鋼疊合邊框柱3及鋼管混凝土芯柱I，在鋼管混凝土芯柱I的鋼管壁上預焊豎向鋼板條9，以備中間鋼板4和外側鋼板5錨固；2)配置剪カ墻體的中間鋼板4，并與鋼管混凝土芯柱I的鋼管壁上預焊的豎向鋼板條9焊接；3)在中間鋼板4兩側分別配置暗支撐鋼板6，暗支撐鋼板6包括兩塊軟鋼鋼板，兩塊軟鋼鋼板交叉成X字形，直接穿過鋼管混凝土芯柱I，其上端伸入上邊框梁8中，下端伸入下邊框梁7中；4)在暗支撐鋼板6兩側，配置外側鋼板5，外側鋼板5包括兩塊鋼板，分別與鋼管混凝土芯柱I的鋼管壁上預焊的豎向鋼板條9焊接；5)綁扎剪力墻鋼筋混凝土下邊框梁7的鋼筋籠，并將型鋼疊合邊框柱3、鋼管混凝土芯柱I、中間鋼板4、兩側鋼板5、暗支撐鋼板6插入下邊框梁7的鋼筋籠內，澆注下邊框梁7的混凝土，混凝土養(yǎng)護固結后，使下邊框梁7與型鋼疊合邊框柱3、鋼管混凝土芯柱I、中間鋼板4的底部實現剛性連接；6)制作上邊框梁8，與型鋼疊合邊框柱3、外側鋼板5、中間鋼板4和暗支撐鋼板6進行可靠連接；7)型鋼疊合邊框柱3外側留保護層厚度，支模板；8)進行鋼管混凝土芯柱I內的混凝土、型鋼疊合邊框柱3混凝土、剪力墻體與上邊框梁8混凝土和下邊框梁7內部的混凝土澆筑，成型后即為型鋼疊合邊框柱內蔵“多鋼板-支撐”組合剪カ墻。
權利要求
1.型鋼疊合邊框柱內藏“多鋼板-支撐”組合剪力墻，包括型鋼疊合邊框柱(3)、剪力墻體和暗支撐鋼板(6)。型鋼疊合邊框柱(3)內設置鋼管混凝土芯柱(1)，在鋼管混凝土芯柱(I)周圍設置疊合柱箍筋(2)，在鋼管混凝土芯柱(I)的鋼管壁上焊接豎向鋼板條(9);剪力墻體包括三塊鋼板，分別為中間鋼板(4)和外側鋼板(5)，中間鋼板(4)與鋼管混凝土芯柱(I)上的豎向鋼板條(9)焊接錨固；在中間鋼板(4)兩側分別設置暗支撐鋼板(6)，暗支撐鋼板(6)包括兩塊軟鋼鋼板，兩塊軟鋼鋼板交叉成X字形，斜向穿過鋼管混凝土芯柱(I )，在與鋼管混凝土芯柱(I)接觸的地方與其焊接，暗支撐鋼板(6)上部插入上邊框梁(8)，下部插入下邊框梁(7);在暗支撐鋼板(6)兩側布置外側鋼板(5)，外側鋼板(5)與鋼管混凝土芯柱(I)上預焊的豎向鋼板條(9)焊接，上、下分別與上邊框梁(8)、下邊框梁(7)錨固，在外側鋼板(5)內部澆筑混凝土即形成剪力墻體，形象的稱為“三明治”形式；型鋼疊合邊框柱(3)上端伸入上邊框梁(8)，與其進行可靠性連接，其下端伸入下邊框梁(7)中，與其進行剛性連接。型鋼疊合邊框柱(3)、鋼管混凝土芯柱(I)、上邊框梁(8)、下邊框梁(7)及剪力墻體內部澆搗混凝土成型，即構成型鋼疊合邊框柱內藏“多鋼板-支撐”組合剪力墻。
2.根據權利要求I所述的型鋼疊合柱邊框內藏“多鋼板-支撐”組合剪力墻，其特征在于所述暗支撐鋼板(6)為碳含量小于O. 25%的低碳鋼。
3.根據權利I要求所述的型鋼疊合柱邊框內藏“多鋼板-支撐”組合剪力墻，其特征在于所述型鋼疊合邊框柱(3)為疊合鋼管混凝土柱，或為疊合型鋼混凝土柱；所述的鋼管混凝土芯柱(I)的截面為圓形截面，或為矩形截面，或為T形、十字形、L形截面鋼管混凝土 ；鋼管混凝土芯柱(I)為單腔體鋼管混凝土，或為多腔體鋼管混凝土。
4.根據權利I要求所述型鋼疊合柱邊框內藏“多鋼板-支撐”組合剪力墻，其特征在于所述豎向鋼板條(9)的鋼板采用與鋼管混凝土邊框芯柱(I)中的鋼板相同強度鋼材，并應與鋼管混凝土邊框芯柱(I)鋼板焊接。
5.如權利要求1-4中任一權利要求所述的型疊合柱邊框內藏“多鋼板-支撐”混凝土組合剪力墻的制作方法，其特征在于，該方法是按以下順序進行的 1)制作型鋼疊合邊框柱(3)及鋼管混凝土芯柱(I)，在鋼管混凝土芯柱(I)的鋼管壁上預焊豎向鋼板條(9)，以備中間鋼板(4)和外側鋼板(5)錨固； 2)配置剪力墻體的中間鋼板(4)，并與鋼管混凝土芯柱(I)的鋼管壁上預焊的豎向鋼板條(9)焊接； 3)在中間鋼板(4)兩側分別配置暗支撐鋼板(6)，暗支撐鋼板(6)包括兩塊軟鋼鋼板，兩塊軟鋼鋼板交叉成X字形，直接穿過鋼管混凝土芯柱(I )，其上端伸入上邊框梁(8)中，下端伸入下邊框梁(7)中； 4)在暗支撐鋼板(6)兩側，配置外側鋼板(5)，外側鋼板(5)包括兩塊鋼板，分別與鋼管混凝土芯柱(I)的鋼管壁上預焊的豎向鋼板條(9)焊接； 5)綁扎剪力墻鋼筋混凝土下邊框梁(7)的鋼筋籠，并將型鋼疊合邊框柱(3)、鋼管混凝土芯柱(I)、中間鋼板(4)、兩側鋼板(5)、暗支撐鋼板(6)插入下邊框梁(7)的鋼筋籠內，澆注下邊框梁(7)的混凝土，混凝土養(yǎng)護固結后，使下邊框梁(7)與型鋼疊合邊框柱(3)、鋼管混凝土芯柱(I)、中間鋼板(4)的底部實現剛性連接； 6)制作上邊框梁(8)，與型鋼疊合邊框柱(3)、外側鋼板(5)、中間鋼板(4)和暗支撐鋼板(6)進行可靠連接；7)型鋼疊合邊框柱(3)外側留保護層厚度，支模板； 8)進行鋼管混凝土芯柱(I)內的混凝土、型鋼疊合邊框柱(3)內的混凝土、剪力墻體與上邊框梁(8)混凝土和下邊框梁(7)內部的混凝土澆筑，成型后即為型鋼疊合邊框柱內藏“多鋼板-支撐”組合剪力墻。
全文摘要
型鋼疊合邊框柱內藏“多鋼板-支撐”組合剪力墻及作法，屬于建筑施工技術領域，在墻體兩端設置型鋼疊合邊框柱，墻體內部多鋼板中加配暗支撐鋼板，剪力墻體兩端的型鋼疊合邊框柱中設置鋼管混凝土芯柱，鋼管混凝土芯柱是矩形的；型鋼疊合邊框柱通過在常規(guī)混凝土柱的中心增設鋼管混凝土芯柱構成；剪力墻體包括三塊鋼板，在中間鋼板與外側鋼板之間分別設置斜向交叉的暗支撐鋼板，暗支撐鋼板交叉成X字形，直接穿過鋼管混凝土芯柱，其上端伸入上邊框梁中，下端伸入下邊框梁中。本發(fā)明承載能力提高，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，提高了結構的整體抗震能力，當建筑物遭遇強烈地震時，可減輕震害，防止倒塌。
文檔編號E04B1/98GK102704594SQ20121016735
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權日2012年5月25日
發(fā)明者曹萬林, 武海鵬, 董宏英, 韓麗 申請人:北京工業(yè)大學