專利名稱：一種帶豎縫混凝土剪力墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種新型帶豎縫混凝土剪カ墻，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
框架ー剪力墻結(jié)構(gòu)是ー種較好的抗側(cè)カ結(jié)構(gòu)體系，在高層建筑結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用。然而現(xiàn)澆整體剪カ墻存在抗側(cè)剛度大、吸收地震カ大、破壞呈脆性剪切破壞以及與鋼外框架的延性、剛度不匹配的問題。1967年，武藤清提出了“帶豎縫剪カ墻”，并將其應(yīng)用到霞關(guān)大廈中，取得了很好的效果。設(shè)計(jì)合理的帶豎縫混凝土剪カ墻側(cè)向荷載作用下呈延性的彎壓破壞，表現(xiàn)出較強(qiáng)的延性變形和耗能能力，因此是ー種抗震性能良好的結(jié)構(gòu)單元，并且與鋼外框架共同形成具有多道防線的抗震結(jié)構(gòu)體系。但是如果帶豎縫混凝土剪カ墻能夠傳遞大量的豎向力，其墻肢可能變?yōu)樾∑氖?壓構(gòu)件，延性和抗震性能顯著減低。因此作為影響墻體延性的重要因素，設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格限制帶豎縫混凝土剪カ墻的軸壓比。《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 99-98)規(guī)定，在進(jìn)行鋼框架內(nèi)嵌帶豎縫混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循“帶豎縫混凝土剪カ墻板只承受水平荷載產(chǎn)生的剪力，不考慮承受豎向荷載產(chǎn)生的壓力”的設(shè)計(jì)原則。然而，現(xiàn)有規(guī)范或規(guī)程中并沒有提出具體的構(gòu)造措施或建議，來(lái)避免豎向荷載產(chǎn)生的壓カ傳遞到帶豎縫混凝土剪カ墻。目前常用對(duì)策是待主結(jié)構(gòu)封頂和大部分豎向荷載施加完畢后，再完成墻板與周邊框架的牢靠連接，這樣勢(shì)必影響到施工進(jìn)度。而且，即使采用了上述延遲安裝的施工措施，在風(fēng)荷載和地震作用等側(cè)向力作用下，帶豎縫混凝土剪力墻板仍將承擔(dān)由于傾覆力矩產(chǎn)生的部分豎向應(yīng)力，造成延性和耗能能力的大打折扣。針對(duì)以上存在的問題，本發(fā)明提出了ー種新型帶豎縫混凝土剪カ墻，它由鋼筋混凝土墻通過魚尾板、預(yù)埋鋼板和栓釘與梯形波折鋼板剪力件組合形成帶豎縫混凝土剪力墻。梯形波折鋼板剪力件位于框架柱高度的1/2附近，即普通帶豎縫混凝土剪力墻板的反彎點(diǎn)處，梯形波折鋼板剪力件的存在并不影響帶豎縫混凝土剪力墻板的側(cè)向受カ狀態(tài)(與普通上下不分開的帶豎縫混凝土剪力墻板相比)；由于梯形波折鋼板剪力件是ー個(gè)整體，在相鄰鋼筋混凝土墻之間的開縫位置并不斷開，其抗剪即傳遞水平剪力的能力并不受影響。在此新型帶豎縫混凝土剪カ墻中，橫向放置梯形波折鋼板剪力件的豎向壓縮剛度很弱，因此能夠適應(yīng)結(jié)構(gòu)施工和使用過程中的豎向變形而不承受過大的軸向應(yīng)力，從而減弱或消除豎向軸向應(yīng)カ對(duì)帶豎縫混凝土剪力墻的不利影響，并且可與結(jié)構(gòu)主體的施工同步安裝。新型帶豎縫混凝土剪力墻與外圍鋼框架組成的抗側(cè)カ體系中，剪力墻和框架二者的受カ明確層剪カ按照二者的抗側(cè)剛度比值而分配，剪カ墻板只承受水平剪力的作用，豎向荷載和傾覆彎矩全部由外圍鋼框架承擔(dān)，這樣有利于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，避免帶豎縫混凝土剪カ墻承受過大的豎向荷載，提供ー種具有優(yōu)良延性及耗能能力、受カ明確、布置靈活的高效混凝土剪カ墻。
ー種新型帶豎縫混凝土剪カ墻，其特征在干，它由框架梁、框架柱、鋼筋混凝土墻、梯形波折鋼板剪力件、預(yù)埋鋼板、栓釘、魚尾板和端板組成。所述混凝土剪力墻中留有均勻分布的豎直開縫，并且與左右框架柱留有間隔。所述鋼筋混凝土墻沿豎直方向在所述框架柱高度的1/2附近，被所述梯形波折鋼板剪力件分為上下兩部分，通過其內(nèi)部的預(yù)埋鋼板和栓釘，分別與上下框架梁上焊接的魚尾板進(jìn)行焊接連接。所述梯形波折鋼板剪力件位于所述上下兩部分的鋼筋混凝土墻之間，數(shù)量若干并橫向放置，即鋼板的波折方向沿豎直方向，并且在相鄰所述鋼筋混凝土墻之間的開縫位置不斷開。所述梯形波折鋼板剪力件的上下端部與所述端板的焊接成整體。所述端板的另一面上焊接有所述栓釘，井伸入鋼筋混凝土墻中，與鋼筋混凝土墻連成整體，共同受カ。本發(fā)明提出的新型帶豎縫混凝土剪カ墻，一方面梯形波折鋼板剪力件在相鄰鋼筋混凝土墻之間的開縫位置并不斷開，形成一個(gè)整體的抗剪連接構(gòu)件，并位于框架柱高度的1/2附近，能夠有效地傳遞框架與墻板之間的水平剪力。另ー方面橫向放置梯形波折鋼板剪力件的豎向壓縮剛度很弱，能夠適應(yīng)結(jié)構(gòu)施工和使用過程中的豎向變形而不承受過大的軸向應(yīng)力，從而減弱或消除豎向軸向應(yīng)カ對(duì)帶豎縫混凝土剪カ墻的不利影響。所述新型帶豎縫混凝土剪力墻與外圍鋼框架組成的抗側(cè)カ體系中，剪力墻和框架二者的受カ明確層剪 カ按照二者的抗側(cè)剛度比值而分配，剪カ墻板只承受水平剪力的作用，豎向荷載和傾覆彎矩全部由外圍鋼框架承擔(dān)。從施工安裝來(lái)看，所述新型帶豎縫混凝土剪カ墻可與結(jié)構(gòu)主體的施工同步安裝，加快了施工效率；由干與外圍框架柱之間可設(shè)置間隔，因此在布置上更為靈活；同時(shí)鋼筋混凝土墻與上下框架梁通過預(yù)埋鋼板和魚尾板進(jìn)行焊接連接，避免了螺栓連接需要精確對(duì)位的問題。


圖I為新型帶豎縫混凝土剪力墻的立面示意圖；圖2為新型帶豎縫混凝土剪カ墻的A-A剖面示意圖；圖3為新型帶豎縫混凝土剪カ墻的A-A剖面中鋼筋混凝土墻與框架梁的連接，以及鋼筋混凝土墻與梯形波折鋼板剪力件的連接詳圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖I 3，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。如圖所示，ー種新型帶豎縫混凝土剪カ墻包括以下部件I——框架梁；2-框架柱；3——鋼筋混凝土墻；4——梯形波折鋼板剪力件；5——預(yù)埋鋼板；6——栓釘；7——魚尾板；8——端板；9——豎縫；
10——鋼筋。本發(fā)明提出的ー種新型帶豎縫混凝土剪カ墻，由框架梁(I)、框架柱(2)、鋼筋混凝土墻(3)、梯形波折鋼板剪力件(4)、預(yù)埋鋼板(5)、栓釘(6)、魚尾板(7)和端板(8)組成。鋼筋混凝土墻(3 )內(nèi)配有鋼筋(10 )，并開豎縫(9 )。所述鋼筋混凝土剪カ墻(3)中留有均勻分布的豎直開縫，并且與左右框架柱(2)留有間隔。所述鋼筋混凝土墻(3)沿豎直方向在所述框架柱(2)高度的1/2附近，被所述梯形波折鋼板剪力件(4)分為上下兩部分，通過其內(nèi)部的預(yù)埋鋼板(5)和栓釘(6)，分別與上下框架梁(I)上焊接的魚尾板(7)進(jìn)行焊接連接。所述梯形波折鋼板剪力件(4)位于所述上下兩部分的鋼筋混凝土墻(3)之間，數(shù)量若干并橫向放置，即鋼板的波折方向沿豎直方向，并且在相鄰所述鋼筋混凝土墻(3)之間的開縫位置連續(xù)。所述梯形波折鋼板剪力件(4)的上下端部與所述端板(8)的焊接成整體。所述端板(8)的另一面上焊接有所述栓釘(6)， 井伸入所述鋼筋混凝土剪カ墻(3)中，與鋼筋混凝土墻連成整體，共同受カ。所述新型帶豎縫混凝土剪カ墻的設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)有以下兩個(gè)方面(I)梯形波折鋼板剪力件的板厚、數(shù)量、高度，及其波折面的波長(zhǎng)和波幅。其中，剪力件的高度、波折面的波長(zhǎng)和波幅的選擇對(duì)于保證梯形波折鋼板剪力件的抗剪連接有效性以及豎向變形適應(yīng)能力至關(guān)重要。計(jì)算表明，剪力件的高度越小，波折面的波長(zhǎng)越小、波幅越小其抗剪連接有效性越好，但豎向變形適應(yīng)能力降低。因此，設(shè)計(jì)時(shí)要權(quán)衡梯形波折鋼板剪力件的水平和豎向兩方面的受カ性能，選取合適的參數(shù)組合，以達(dá)到最佳性能。此外，梯形波折鋼板剪力件的板厚、數(shù)量主要由剪カ墻板需要承受的最大水平剪力而確定，并與所述鋼筋混凝土墻的抗側(cè)能力相匹配。(2)鋼筋混凝土墻的配筋，以及連接板件如魚尾板、端板和栓釘?shù)脑O(shè)計(jì)。本發(fā)明提出的一種改進(jìn)型波折鋼板組合剪カ墻中，由于鋼筋混凝土墻的水平受剪和受彎特點(diǎn)與普通豎縫混凝土剪カ墻接近(區(qū)別僅在于不承受豎向荷載)，因此混凝土墻板的配筋以及相應(yīng)的連接板件如魚尾板、端板和栓釘，可按照相關(guān)規(guī)范中的一般規(guī)定來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。制作和安裝時(shí)，首先所述魚尾板(7)預(yù)先與上下框架梁(I)焊接完畢。所述鋼筋混凝土墻(3)(包括內(nèi)部縱筋)、梯形波折鋼板剪力件(4)、預(yù)埋鋼板(5)、栓釘(6)和端板(8)所組成的帶豎縫混凝土剪力墻板在エ廠中加工完成后運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)輸過程中以進(jìn)行臨時(shí)加固以保證墻板的面外剛度。然后，所述帶豎縫混凝土剪力墻板的上下邊與所述框架梁
(I)上焊接的魚尾板(7)采用焊接連接。由于無(wú)需考慮豎向變形產(chǎn)生壓應(yīng)カ對(duì)剪カ墻抗側(cè)性能的不利影響，因此上述帶豎縫混凝土剪力墻板的安裝可與框架等主體結(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行，大大加快了施工進(jìn)度。
權(quán)利要求
1.ー種帶豎縫混凝土剪カ墻，其特征在干，它由框架梁(I)、框架柱(2)、鋼筋混凝土墻(3)、梯形波折鋼板剪力件(4)、預(yù)埋鋼板(5)、栓釘(6)、魚尾板(7)和端板(8)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶豎縫混凝土剪カ墻，其特征在于，所述鋼筋混凝土墻(3)中留有均勻分布的豎直開縫，并且與左右框架柱(2)留有間隔；所述鋼筋混凝土墻(3)通過其內(nèi)部的所述預(yù)埋鋼板(5)和栓釘(6)，分別與上下所述框架梁(I)上焊接的魚尾板(8)進(jìn)行焊接連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶豎縫混凝土剪カ墻，其特征在于，所述鋼筋混凝土墻(3)沿豎直方向在所述框架柱(2)高度的1/2處，被所述梯形波折鋼板剪力件(4)分為上下兩部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶豎縫混凝土剪カ墻，其特征在于，所述梯形波折鋼板剪力件(4)位于所述上下兩部分的鋼筋混凝土墻(3)之間，數(shù)量若干并橫向放置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶豎縫混凝土剪カ墻，其特征在于，所述梯形波折鋼板剪力件(4)在相鄰所述鋼筋混凝土墻(3)之間的開縫位置連續(xù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶豎縫混凝土剪カ墻，其特征在于，所述梯形波折鋼板剪力件(4)的上下端部與所述端板(9)的焊接成整體；所述端板(9)的另一面上焊接有所述栓釘(6)，井伸入鋼筋混凝土墻(3)中，與鋼筋混凝土墻(3)連成整體。
全文摘要
一種帶豎縫混凝土剪力墻，其特征在于，它主要由框架梁、框架柱、鋼筋混凝土墻、梯形波折鋼板剪力件、預(yù)埋鋼板組成。所述混凝土剪力墻中留有均勻分布的豎直開縫，并且與左右框架柱留有間隔。所述鋼筋混凝土墻沿豎直方向在框架柱高度的1/2處，被梯形波折鋼板剪力件分為上下兩部分，通過其內(nèi)部的預(yù)埋鋼板和栓釘，分別與上下框架梁上焊接的魚尾板進(jìn)行焊接連接。所述梯形波折鋼板剪力件位于上下兩部分的鋼筋混凝土墻之間。所述梯形波折鋼板剪力件的上下端部與端板的焊接成整體。本發(fā)明提出的帶豎縫混凝土剪力墻有效地避免了在施工和使用過程中剪力墻板承受過大的壓力而損害其延性和耗能能力，并且受力明確，是一種優(yōu)秀的新型抗側(cè)力構(gòu)件。
文檔編號(hào)E04B2/56GK102828568SQ20121032094
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者竇超, 郭彥林, 劉鋒, 趙思遠(yuǎn), 張博浩 申請(qǐng)人:清華大學(xué)