專利名稱：一種多室式雙鋼板混凝土組合剪力墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型剪力墻，尤其涉及一種多室式雙鋼板混凝土組合剪力墻，屬于土木工程結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近些年，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化大大加快。大量人口涌進(jìn)城市，以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使得土地資源日趨緊張。為緩和人地矛盾，住宅與商業(yè)建筑等都呈現(xiàn)出高層化、超高化的發(fā)展趨勢(shì)，這也對(duì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式提出了更高的要求，一是要求其有良好的力學(xué)性能，如抗側(cè)移剛度、極限承載力等；二是要求其有良好的延性和耗能能力，以使整棟建筑在較強(qiáng)烈地震荷載作用下，能發(fā)生較大變形，耗散較多能量，從而保證結(jié)構(gòu)不發(fā)生倒塌和顯著破壞，以有效保障人的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全；三是要求其具有良好的施工性，構(gòu)造簡(jiǎn)單。高層建筑中，常用的抗側(cè)力構(gòu)件有框架和剪力墻兩種，其中剪力墻的力學(xué)性能要優(yōu)于框架，建筑越高，剪力墻應(yīng)用越多，而傳統(tǒng)形式的剪力墻在力學(xué)性能、抗震性能和施工簡(jiǎn)易性上面或多或少都有一定的不足。I)鋼筋混凝土剪力墻和型鋼混凝土組合剪力墻鋼筋混凝土剪力墻和型鋼混凝土組合剪力墻雖然剛度大承載力高，但延性和耗能能力都存在嚴(yán)重的不足。2)鋼板剪力墻鋼板剪力墻理論上鋼板剪力墻無(wú)論力學(xué)性能還是滯回性能都比較理想，但由于其易發(fā)生面外屈曲，使得其構(gòu)造復(fù)雜和利用不充分。3)單鋼板混凝土組合剪力墻單鋼板混凝土組合剪力墻是在鋼板剪力墻上懸掛混凝土板，以防止鋼板的面外屈曲。相關(guān)試驗(yàn)表明，此種形式的剪力墻的滯回性能和力學(xué)性能較純鋼板剪力墻有一定提高，但由于混凝土板剛度大的原因，混凝土板很容易發(fā)生開裂，使得其不能有效防止鋼板屈曲，同時(shí)也很大程度影響其舒適性和適用性，另外，其施工也比較復(fù)雜。20世紀(jì)90年代興起了一種新型的組合剪力墻，即雙鋼板混凝土組合剪力墻。此種組合墻是由兩側(cè)的鋼板和內(nèi)部現(xiàn)澆的素混凝土墻體組成，鋼板與混凝土之間由大量的抗剪栓釘、加勁肋、豎向隔壁等連接，以保證二者之間的協(xié)同工作，素混凝土外側(cè)的兩塊鋼板則由對(duì)拉鋼筋、豎向隔板、加勁肋上焊接的綴板等連接，以抵抗墻體面外的剪力和約束混凝土變形，如圖1。雙鋼板混凝土組合剪力墻的試驗(yàn)研究表明，其初始剛度大，承載力高，延性較好，滯回曲線飽滿，耗能能力強(qiáng)，無(wú)屈曲聲響。在施工上，墻體外側(cè)雙鋼板相當(dāng)于模板，不用額外支模，而且雙鋼板外框架又可以在工廠模塊化加工，再在現(xiàn)場(chǎng)焊接，大大降低了其現(xiàn)場(chǎng)施工的難度，大大加快了施工速度。在耐火性能方面，雙鋼板混凝土組合剪力墻的耐火試驗(yàn)表明，這種墻體的防火性能較純鋼板剪力墻好，因?yàn)樵谑軣釙r(shí)，墻體外側(cè)的鋼板主要起到將熱傳導(dǎo)給內(nèi)部混凝土的作用，熱量不會(huì)在外側(cè)鋼板上累積，雖然如此，外側(cè)鋼板仍然直接裸露熱場(chǎng)中，鋼板溫度依然較高，其防火性仍然需要特殊處理。另外，雙鋼板混凝土組合剪力墻和其他鋼結(jié)構(gòu)一樣，需要做特殊的防腐處理，以提高結(jié)構(gòu)的耐久性。因此，可以說(shuō)雙鋼板混凝土組合剪力墻是一種非常理想的抗側(cè)力構(gòu)件，但在實(shí)際應(yīng)用中，它仍存在剛度過(guò)大和延性不十分理想的缺點(diǎn)。過(guò)大的剛度不便于結(jié)構(gòu)的剛度分配和調(diào)整，導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度過(guò)分集中于雙鋼板混凝土組合剪力墻，不便于實(shí)現(xiàn)規(guī)范中提倡的多重抗震防線和整體承載。延性不十分理想不利于雙鋼板混凝土組合剪力墻的本身抗震。另外，剛度過(guò)大會(huì)使結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力特別大，從而使其喪失一部分承載力。本發(fā)明(圖2和圖3)多室式雙鋼板混凝土組合剪力墻即是針對(duì)以上兩個(gè)缺點(diǎn)，對(duì)雙鋼板混凝土組合剪力墻的一種改進(jìn)和突破，從而形成的一種新型雙鋼板混凝土組合剪力墻。它是通過(guò)豎向隔板將普通雙鋼板混凝土組合剪力墻沿墻高方向分倉(cāng)室，再在部分倉(cāng)室內(nèi)澆筑混凝土，另一部分倉(cāng)室不澆筑混凝土或放置泡沫鋁等耗能材料，從而將原本一體的墻體分割為并列的方鋼管混凝土柱，使墻體的抗側(cè)機(jī)制 由整體剪切變形為主轉(zhuǎn)變?yōu)椴⒘蟹戒摴苤膹澢鷱澢冃螢橹?，達(dá)到降低墻體抗側(cè)移剛度和進(jìn)一步增加延性的目的，這和帶豎縫鋼筋混凝土剪力墻的工作機(jī)理相類似。需要特殊說(shuō)明的是，多室式雙鋼板混凝土組合剪力墻中的有混凝土倉(cāng)室與無(wú)混凝土倉(cāng)室，不等寬，一般有混凝土倉(cāng)室包括一個(gè)以上倉(cāng)室，要比無(wú)混凝土倉(cāng)室多，而且寬，整體上是有混凝土倉(cāng)室與無(wú)混凝土倉(cāng)室交錯(cuò)分布。為保證無(wú)混凝土倉(cāng)室的鋼板不屈曲，無(wú)混凝土倉(cāng)室的鋼板寬度要滿足穩(wěn)定性驗(yàn)算，如果不滿足，需采取加勁肋等加強(qiáng)措施。整體上講，多室式雙鋼板混凝土組合剪力墻可以進(jìn)一步改善雙鋼板混凝土組合剪力墻的力學(xué)性能和抗震性能。

發(fā)明內(nèi)容
I 發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種多室式雙鋼板混凝土組合剪力墻。它是為了降低雙鋼板混凝土組合剪力墻的剛度，增加雙鋼板混凝土組合剪力墻的延性，從而進(jìn)一步提高雙鋼板混凝土組合剪力墻的適用性能。2.技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案如圖2，其整體由兩塊墻體表面鋼板6和墻體內(nèi)部素混凝土 7組成，二者之間由焊接在鋼板上的栓釘2、對(duì)拉鋼筋I(lǐng)和豎向隔板4等實(shí)現(xiàn)連接，以保證二者之間的協(xié)同工作。并利用豎向隔板4，將兩鋼板之間的墻體空間分倉(cāng)室，然后在一部分倉(cāng)室內(nèi)澆筑混凝土，形成混凝土倉(cāng)室8，另一部分倉(cāng)室則保持空倉(cāng)和填充泡沫鋁等多孔耗能材料，形成空倉(cāng)室9和耗能材料填充倉(cāng)室10，從而形成混凝土倉(cāng)室8與空倉(cāng)室9和耗能材料填充倉(cāng)室10的交替分布。另外，當(dāng)空倉(cāng)室9滿足穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，空倉(cāng)室9處墻體表面鋼板6上可不設(shè)置加勁肋3，當(dāng)空倉(cāng)室9不滿足穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，空倉(cāng)室9處墻體表面鋼板6上需按計(jì)算設(shè)置加勁肋3。在整體構(gòu)造上，空倉(cāng)室9和耗能材料填充倉(cāng)室10的寬度不大于兩鋼板之間的墻體厚度的兩倍，混凝土倉(cāng)室8的寬度不大于兩鋼板之間的墻體厚度的4倍；空倉(cāng)室9和耗能材料填充倉(cāng)室10離墻體端部的距離不小于墻體所在樓層層高的1/8 ;當(dāng)有門窗洞口時(shí)，空倉(cāng)室9和耗能材料填充倉(cāng)室10離門窗等洞口邊緣的距離不小于洞口高度的1/8。鋼板、栓釘、對(duì)拉鋼筋、豎向隔板和加勁肋等的尺寸應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)的計(jì)算要求。3 優(yōu)點(diǎn)及功效
與傳統(tǒng)的雙鋼板混凝土組合剪力墻(圖1)相比，本發(fā)明(圖2和圖3)有如下優(yōu)點(diǎn)和功效I)適度降低了剛度，便于結(jié)構(gòu)的剛度調(diào)整，并且有效減小溫度應(yīng)力；2)改變結(jié)構(gòu)變形型式，進(jìn)而改善結(jié)構(gòu)延性；3)在無(wú)混凝土倉(cāng)室可以放置泡沫鋁等耗能材料，進(jìn)一步增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的抗震性能；4)減小了混凝土用量?？傊?，本發(fā)明一方面改善了雙鋼板混凝土組合剪力墻的力學(xué)性能和抗震性能，另一方面又基本不增加施工難度，經(jīng)濟(jì)性能也基本不變，可以說(shuō)，較為可行。


圖1雙鋼板混凝土組合剪力墻軸測(cè)示意2本發(fā)明軸測(cè)示意3本發(fā)明豎向剖面示意中標(biāo)記I—對(duì)拉鋼筋；2—栓釘；3—加勁肋；4—豎向隔板；5—一泡沫鋁等多孔耗能材料；6—墻體表面鋼板；7—墻體內(nèi)部素混凝土 ；8—混凝土倉(cāng)室；9—空倉(cāng)室；10——耗能材料填充倉(cāng)室。
具體實(shí)施例方式圖1是傳統(tǒng)的雙鋼板混凝土組合剪力墻軸測(cè)圖。見(jiàn)圖2、圖3，本發(fā)明一種多室式雙鋼板混凝土組合剪力墻，其整體由兩塊墻體表面鋼板6和墻體內(nèi)部素混凝土 7組成，二者之間由焊接在鋼板上的栓釘2、對(duì)拉鋼筋I(lǐng)和豎向隔板4等實(shí)現(xiàn)連接，以保證二者之間的協(xié)同工作。并利用豎向隔板4，將兩鋼板之間的墻體空間分倉(cāng)室，然后在一部分倉(cāng)室內(nèi)澆筑混凝土，形成混凝土倉(cāng)室8，另一部分倉(cāng)室則保持空倉(cāng)和填充泡沫鋁等多孔耗能材料5，形成空倉(cāng)室9和耗能材料填充倉(cāng)室10，從而形成混凝土倉(cāng)室8與空倉(cāng)室9和耗能材料填充倉(cāng)室10的交替分布。另外，當(dāng)空倉(cāng)室9滿足穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，空倉(cāng)室9處墻體表面鋼板6上可不設(shè)置加勁肋3，當(dāng)空倉(cāng)室9不滿足穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，空倉(cāng)室9處墻體表面鋼板6上需按計(jì)算設(shè)置加勁肋3。在整體構(gòu)造上，空倉(cāng)室9和耗能材料填充倉(cāng)室10的寬度不大于兩鋼板之間的墻體厚度的兩倍，混凝土倉(cāng)室8的寬度不大于兩鋼板之間的墻體厚度的4倍；空倉(cāng)室9和耗能材料填充倉(cāng)室10離墻體端部的距離不小于墻體所在樓層層高的1/8 ;當(dāng)有門窗洞口時(shí)，空倉(cāng)室9和耗能材料填充倉(cāng)室10離門窗等洞口邊緣的距離不小于洞口高度的1/8。鋼板、栓釘、對(duì)拉鋼筋、豎向隔板和加勁肋等的尺寸應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)的計(jì)算要求。
權(quán)利要求
1.一種多室式雙鋼板混凝土組合剪力墻，其特征在于其整體由兩塊墻體表面鋼板(6)和墻體內(nèi)部素混凝土(7)組成，二者之間由焊接在鋼板上的栓釘(2)、對(duì)拉鋼筋(I)和豎向隔板(4)實(shí)現(xiàn)連接，以保證二者之間的協(xié)同工作，并利用豎向隔板(4)，將兩鋼板之間的墻體空間分倉(cāng)室，然后在一部分倉(cāng)室內(nèi)澆筑混凝土，形成混凝土倉(cāng)室(8)，另一部分倉(cāng)室則保持空倉(cāng)和填充泡沫鋁多孔耗能材料，形成空倉(cāng)室(9)和耗能材料填充倉(cāng)室(10)，從而形成混凝土倉(cāng)室(8 )與空倉(cāng)室(9 )和耗能材料填充倉(cāng)室(10 )的交替分布；另外，當(dāng)空倉(cāng)室(9 ) 滿足穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，空倉(cāng)室(9)處墻體表面鋼板(6)上不設(shè)置加勁肋(3)，當(dāng)空倉(cāng)室(9)不滿足穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，空倉(cāng)室(9)處墻體表面鋼板(6)上需按計(jì)算設(shè)置加勁肋(3);在整體構(gòu)造上，空倉(cāng)室(9)和耗能材料填充倉(cāng)室(10)的寬度不大于兩鋼板之間的墻體厚度的兩倍， 混凝土倉(cāng)室(8)的寬度不大于兩鋼板之間的墻體厚度的4倍；空倉(cāng)室(9)和耗能材料填充倉(cāng)室(10)離墻體端部的距離不小于墻體所在樓層層高的1/8 ;當(dāng)有門窗洞口時(shí)，空倉(cāng)室(9) 和耗能材料填充倉(cāng)室(10)離門窗洞口邊緣的距離不小于洞口高度的1/8 ;鋼板、栓釘、對(duì)拉鋼筋、豎向隔板和加勁肋的尺寸應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)的計(jì)算要求。
全文摘要
一種多室式雙鋼板混凝土組合剪力墻，其整體由兩塊墻體表面鋼板(6)和墻體內(nèi)部素混凝土(7)組成，二者之間由焊接在鋼板上的栓釘(2)、對(duì)拉鋼筋(1)和豎向隔板(4)實(shí)現(xiàn)連接，以保證二者之間的協(xié)同工作，并利用豎向隔板(4)，將兩鋼板之間的墻體空間分倉(cāng)室，然后在一部分倉(cāng)室內(nèi)澆筑混凝土，形成混凝土倉(cāng)室(8)，另一部分倉(cāng)室則保持空倉(cāng)和填充泡沫鋁多孔耗能材料，形成空倉(cāng)室(9)和耗能材料填充倉(cāng)室(10)，從而形成混凝土倉(cāng)室(8)與空倉(cāng)室(9)和耗能材料填充倉(cāng)室(10)的交替分布。它降低了雙鋼板混凝土組合剪力墻的剛度，增加了雙鋼板混凝土組合剪力墻的延性，從而進(jìn)一步提高雙鋼板混凝土組合剪力墻的適用性能。
文檔編號(hào)E04B1/98GK103015566SQ20121055348
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者郭全全, 黃澤宇, 趙唯以, 譚力 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)