鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及混凝土剪力墻領域，特別是指一種鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻。
【背景技術】
[0002]把建筑中承重墻布置在合適位置，能夠非常有效地抵抗風和地震所引起的水平荷載，并承擔水平荷載所引起的大部分水平剪力，因此這些墻體就被稱為剪力墻。目前，混凝土剪力墻主要分為現澆混凝土剪力墻、全預制混凝土剪力墻(即工廠預制、現場裝配)和半預制混凝土疊合剪力墻(即工廠預制一部分，現場澆筑一部分)，本實用新型涉及半預制混凝土疊合剪力墻。
[0003]半預制混凝土疊合剪力墻的兩側鋼筋混凝土面板為工廠預制，面板中間為空腔，運輸吊裝至工地現場后在空腔內澆筑混凝土形成整體，這種剪力墻豎向連接等同現澆，整體性及抗震性較好，而且省模板，現場濕作業少。但半預制混凝土疊合剪力墻的疊合面新老混凝土粘結性能對其受力性能有較大影響，若疊合面的粗糙度不夠，則極易發生疊合開裂從而使得疊合剪力墻的承載力顯著降低。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻，本實用新型安裝方便;矩形鋼管和預制混凝土面板連接可靠，整體性好;水平極限承載力及延性好，抗震性能優越;新老混凝土疊合面不易開裂。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型提供技術方案如下:
[0006]本實用新型提供一種鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻，包括兩塊相對設置的預制混凝土面板、位于所述預制混凝土面板兩側的兩個矩形鋼管和位于所述預制混凝土面板之間的至少一個拉結件，其中:
[0007]所述預制混凝土面板和矩形鋼管合圍，中間形成空腔，所述拉結件的兩端分別預埋在所述預制混凝土面板內；
[0008]所述預制混凝土面板內設有水平鋼筋和豎向鋼筋，所述水平鋼筋的兩端分別與所述矩形鋼管焊接在一起；
[0009]所述空腔和所述矩形鋼管的中空部分用于施工時現場澆筑混凝土。
[0010]進一步的，所述拉結件為Z型鋼板帶、C型鋼板帶或H型鋼板帶，所述Z型鋼板帶、C型鋼板帶或H型鋼板帶的兩個翼緣分別預埋在所述預制混凝土面板內，所述Z型鋼板帶、C型鋼板帶或H型鋼板帶的腹板上開有孔洞，所述孔洞為圓孔、長圓孔、方孔和/或菱形孔。
[0011]進一步的，所述Z型鋼板帶、C型鋼板帶或H型鋼板帶的厚度為0.5-3mm，所述Z型鋼板帶、C型鋼板帶或H型鋼板帶的兩個翼緣預埋在所述預制混凝土面板內的厚度不小于20mm ο
[0012]進一步的，所述矩形鋼管面向所述空腔一側的表面上設置有抗剪栓釘。
[0013]進一步的，所述豎向鋼筋伸出所述預制混凝土面板的上端面，伸出距離應滿足所述豎向鋼筋所要求的搭接長度。
[0014]進一步的，所述豎向鋼筋伸出所述預制混凝土面板的上端面的距離不小于1.2倍所述豎向鋼筋所要求的搭接長度與樓板厚度的總和。
[0015]進一步的，所述預制混凝土面板的厚度不少于50mm，所述矩形鋼管的材質為Q235B及以上等級鋼材，所述預制混凝土面板中的混凝土以及現場施工時的混凝土的等級為C30及以上等級。
[0016]本實用新型具有以下有益效果:
[0017]本實用新型的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻安裝方便。在安裝時，將其吊裝至指定位置，然后向空腔內和矩形鋼管的中空部分澆筑混凝土，同時澆筑樓板的混凝土，完成本層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的安裝。在安裝下一層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻時，將新的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻吊裝至已經澆筑的樓板上方，并將上下兩層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻連接，最后向新的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的空腔和矩形鋼管的中空部分澆筑混凝土。
[0018]本實用新型的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻中的水平鋼筋與矩形鋼管直接焊接成整體，使得矩形鋼管和預制混凝土面板連接可靠，整體性好。
[0019]本實用新型的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻采用矩形鋼管+混凝土進行邊緣約束，將鋼材的延性很好地運用到混凝土結構中，能大大提高水平極限承載力及延性，抗震性能優越。
[0020]本實用新型的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻采用拉結件拉結兩側的預制鋼筋混凝土面板，在剪力的作用下，鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻整體受力，并且拉結件能夠阻止新老混凝土疊合面出現開裂。
[0021]綜上所述，本實用新型的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻安裝方便;矩形鋼管和預制混凝土面板連接可靠，整體性好;水平極限承載力及延性好，抗震性能優越;新老混凝土疊合面不易開裂。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的一個實施例的立體圖；
[0023]圖2為本實用新型中的拉結件的三種具體結構示意圖；
[0024]圖3為本實用新型的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的一個實施例的主體圖；
[0025]圖4為本實用新型的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的一個實施例的左體圖；
[0026]圖5為圖3的A-A向剖視圖；
[0027]圖6為本實用新型的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的制備方法的一個實施例的示意圖；
[0028]圖7為圖6的B-B向剖視圖；
[0029]圖8為圖6的C-C向剖視圖；
[0030]圖9為本實用新型的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的制備方法的另一個實施例的一個步驟示意圖；
[0031]圖10為本實用新型的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的制備方法的另一個實施例的另一個步驟示意圖；
[0032]圖11為圖9的D-D向剖視圖；
[0033]圖12為圖10的E-E向剖視圖；
[0034]圖13為本實用新型的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的安裝方法的一個實施例主視圖；
[0035]圖14為本實用新型的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的安裝方法的一個實施例左視圖。
【具體實施方式】
[0036]為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0037]一方面，本實用新型提供一種鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻，如圖1至圖5所示，包括兩塊相對設置的預制混凝土面板1、位于預制混凝土面板I兩側的兩個矩形鋼管2(當然也包括方形鋼管)和位于預制混凝土面板I之間的至少一個拉結件3，其中:
[0038]預制混凝土面板I和矩形鋼管2合圍，中間形成空腔4，拉結件3的兩端分別預埋在預制混凝土面板I內；
[0039]預制混凝土面板I內設有水平鋼筋(圖中為示出)和豎向鋼筋5，水平鋼筋的兩端分別與矩形鋼管2焊接在一起；
[0040]空腔4和矩形鋼管2的中空部分用于施工時現場澆筑混凝土。
[0041]本實用新型實施例具有以下有益效果:
[0042]本實用新型實施例的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻安裝方便。在安裝時，將其吊裝至指定位置，然后向空腔內和矩形鋼管的中空部分澆筑混凝土，同時澆筑樓板的混凝土，完成本層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的安裝。在安裝下一層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻時，將新的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻吊裝至已經澆筑的樓板上方，并將上下兩層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻連接，最后向新的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的空腔和矩形鋼管的中空部分澆筑混凝土。
[0043]本實用新型實施例的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻中的水平鋼筋與矩形鋼管直接焊接成整體，使得矩形鋼管和預制混凝土面板連接可靠，整體性好。
[0044]本實用新型實施例的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻采用矩形鋼管+混凝土進行邊緣約束，將鋼材的延性很好地運用到混凝土結構中，能大大提高水平極限承載力及延性，抗震性能優越。
[0045]本實用新型實施例的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻采用拉結件拉結兩側的預制鋼筋混凝土面板，在剪力的作用下，鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻整體受力，并且拉結件能夠阻止新老混凝土疊合面出現開裂。
[0046]綜上所述，本實用新型實施例的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻安裝方便;矩形鋼管和預制混凝土面板連接可靠，整體性好;水平極限承載力及延性好，抗震性能優越;新老混凝土疊合面不易開裂。
[0047]本實用新型的實施例中，拉結件可以有多種結構，例如拉結件3可以為Z型鋼板帶，如圖2中(a)所示；也可以為C型鋼板帶，如圖2中(b)所示;還可以為H型鋼板帶，如圖2中(c)所示;Z型鋼板帶、C型鋼板帶或H型鋼板帶的兩個翼緣31分別預埋在預制混凝土面板I內，Z型鋼板帶、C型鋼板帶或H型鋼板帶的腹板32上開有孔洞33，孔洞33為圓孔、長圓孔、方孔和/或菱形孔。孔洞可以使腹板兩側的混凝土連通，并形成銷栓作用，增加腹板兩側混凝土的整體性。
[0048]優選的，為了使得拉結件具有一定的結構強度，Z型鋼板帶、C型鋼板帶或H型鋼板帶的厚度為0.5-3mm，并且，要保證拉結件在硬頂拉力的作用下不會與預制混凝土面板脫落開，Z型鋼板帶、C型鋼板帶或H型鋼板帶的兩個翼緣預埋在預制混凝土面板內的厚度不小于20mm ο
[0049]作為本實用新型實施例的一種改進，矩形鋼管面向空腔一側的表面上設置有抗剪栓釘6，優選通過焊接的方式將抗剪栓釘與矩形鋼管連接。使得空腔內的混凝土與矩形鋼管通過抗剪栓釘連接成整體，連接更可靠，整體性更好。
[0050]在施工時，通常需要將上下兩層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻進行鏈接，連接方式可以有多種，這里給出一個實施例:豎向鋼筋5伸出預制混凝土面板I的上端面，伸出距離應滿足豎向鋼筋所要求的搭接長度。
[0051]在施工時，將下層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的豎向鋼筋向內彎折，然后將上層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻吊裝到下層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻上方，并使下層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的豎向鋼筋伸入上層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的空腔內，向上層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的空腔和矩形鋼管的中空部分澆筑混凝土，豎向鋼筋可以將上下兩層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻連接在一起。節省了鋼筋連接用的球墨灌漿套筒或漿錨。
[0052]鋼筋的搭接長度一般是指鋼筋綁扎連接的搭接長度，不同型號的鋼筋的搭接長度有不同的規定。
[0053]更進一步的，為了使得上下兩層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻連接更牢固，豎向鋼筋5伸出預制混凝土面板I的上端面的距離不小于1.2倍豎向鋼筋所要求的搭接長度與樓板厚度的總和。因為上下兩層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻中間一般會澆筑樓板，因此需要預留出樓板厚度。
[0054]為了使鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的強度符合要求，預制混凝土面板的厚度不少于50mm，矩形鋼管的材質為Q235B及以上等級鋼材，預制混凝土面板中的混凝土以及現場施工時的混凝土的等級為C30及以上等級。
[0055]另一方面，本實用新型提供一種上述鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的制備方法，如圖6至圖8所述，其中一個實施例包括如下步驟:
[0056]步驟1:將兩個矩形鋼管2按設計所需尺寸豎立固定；當矩形鋼管2焊接有抗剪栓釘6時，將焊接有抗剪栓釘6的兩個面相對設置。
[0057]步驟2:將兩塊預制混凝土面板的豎向鋼筋5和水平鋼筋綁扎固定，并將水平鋼筋的兩端分別焊接到兩個矩形鋼管2上。
[0058]步驟3:在中間架立起拉結件3;并使得拉結件的兩端在澆筑混凝土后能夠預埋在預制混凝土面板中一定深度，優選的，拉結件與兩塊預制混凝土面板的豎向鋼筋或者水平鋼筋連接固定。
[0059]步驟4:在中間內側放置填充物模板7(如聚苯板等)并固定，填充物模板放置在空腔處;在兩外側設置支護模板8(如鋼或竹木模板等)并固定，支護模板用于防止混凝土漏漿，并使得混凝土成形。
[0060]步驟5:澆筑混凝土，并將混凝土養護至拆模強度，制得兩塊預制混凝土面板I。
[0061 ]步驟6:抽離中間的填充物模板7，拆除兩外側的支護模板8，制得鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻。
[0062]本實用新型實施例的制備方法簡單方便，只需澆筑一次即可成型，制備時間短，效率高。
[0063]再一方面，本實用新型提供一種上述的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的另一種制備方法，如圖9至圖12所示，其中一個實施例包括如下步驟:
[0064]步驟1:將兩個矩形鋼管2按設計所需尺寸平躺固定；當矩形鋼管2焊接有抗剪栓釘6時，將焊接有抗剪栓釘6的兩個面相對設置。
[0065]步驟2:將下側的預制混凝土面板的豎向鋼筋5和水平鋼筋9綁扎固定，并將水平鋼筋的兩端分別焊接到兩個矩形鋼管2上;雖然在本步驟中，所有鋼筋都是水平的，但是為了稱呼方便以及為了上下文統一和便于理解，仍然稱其為豎向鋼筋和水平鋼筋。
[0066]步驟3:在中間架立起拉結件3;并使得拉結件的兩端在澆筑混凝土后能夠預埋在預制混凝土面板中一定深度，優選的，拉結件與下側預制混凝土面板的豎向鋼筋或者水平鋼筋連接固定。
[0067]步驟4:在預制混凝土面板兩端設置支護模板8(如鋼或竹木模板等)并固定，支護模板用于防止混凝土漏漿，并使得混凝土成形。本步驟中，預制混凝土面板還沒有制得，此處提及預制混凝土面板兩端只是以預制混凝土面板來限定支護模板的位置。
[0068]步驟5:澆筑混凝土，并將混凝土養護至終凝，制得下側的預制混凝土面板I。
[0069]步驟6:在制得的下側預制混凝土面板上面放置填充物模板7(如聚苯板等)。
[0070]步驟7:將上側的預制混凝土面板的豎向鋼筋和水平鋼筋綁扎固定，并將水平鋼筋的兩端分別焊接到兩個矩形鋼管2上，優選的，將拉結件與上側的預制混凝土面板的豎向鋼筋或者水平鋼筋連接固定。
[0071 ]步驟8:澆筑混凝土，并將混凝土養護至拆模強度，制得上側的預制混凝土面板(未畫出)。
[0072]步驟9:拆除預制混凝土面板兩端的支護模板8，抽離中間的填充物模板7，制得鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻。
[0073]本實用新型實施例由于是水平放置，使得澆筑混凝土更方便。
[0074]再一方面，本實用新型提供一種上述的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的安裝方法，如圖13和圖14所示(圖中箭頭方向為澆筑混凝土的方向)，其中一個實施例包括如下步驟包括:
[0075]步驟1:將下層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的豎向鋼筋伸出上端面的部分向內彎折至適當位置，使其能夠伸入上層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的空腔內，并優選使其距離上層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的空腔內表面不少于10_。向下層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的空腔內和矩形鋼管的中空部分澆筑混凝土，并澆筑樓板。
[0076]步驟2:將上層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻放置在樓板上，并使下層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的豎向鋼筋伸出上端面的部分伸進上層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的空腔內。
[0077]步驟3:使用支架10(簡易的臨時支架)固定上層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻。
[0078]步驟4:向上層鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻的空腔內和矩形鋼管的中空部分澆筑混凝土，使向下兩層成為整體。
[0079]本實用新型實施例僅需使用少量簡易支架，無需現場支設模板，施工效率高、環境污染少。
[0080]以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻，其特征在于，包括兩塊相對設置的預制混凝土面板、位于所述預制混凝土面板兩側的兩個矩形鋼管和位于所述預制混凝土面板之間的至少一個拉結件，其中: 所述預制混凝土面板和矩形鋼管合圍，中間形成空腔，所述拉結件的兩端分別預埋在所述預制混凝土面板內； 所述預制混凝土面板內設有水平鋼筋和豎向鋼筋，所述水平鋼筋的兩端分別與所述矩形鋼管焊接在一起； 所述空腔和所述矩形鋼管的中空部分用于施工時現場澆筑混凝土。2.根據權利要求1所述的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻，其特征在于，所述拉結件為Z型鋼板帶、C型鋼板帶或H型鋼板帶，所述Z型鋼板帶、C型鋼板帶或H型鋼板帶的兩個翼緣分別預埋在所述預制混凝土面板內，所述Z型鋼板帶、C型鋼板帶或H型鋼板帶的腹板上開有孔洞，所述孔洞為圓孔、長圓孔、方孔和/或菱形孔。3.根據權利要求2所述的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻，其特征在于，所述Z型鋼板帶、C型鋼板帶或H型鋼板帶的厚度為0.5-3mm，所述Z型鋼板帶、C型鋼板帶或H型鋼板帶的兩個翼緣預埋在所述預制混凝土面板內的厚度不小于20_。4.根據權利要求1所述的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻，其特征在于，所述矩形鋼管面向所述空腔一側的表面上設置有抗剪栓釘。5.根據權利要求1-4任一所述的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻，其特征在于，所述豎向鋼筋伸出所述預制混凝土面板的上端面，伸出距離應滿足所述豎向鋼筋所要求的搭接長度。6.根據權利要求5所述的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻，其特征在于，所述豎向鋼筋伸出所述預制混凝土面板的上端面的距離不小于1.2倍所述豎向鋼筋所要求的搭接長度與樓板厚度的總和。7.根據權利要求5所述的鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻，其特征在于，所述預制混凝土面板的厚度不少于50mm，所述矩形鋼管的材質為Q235B及以上等級鋼材，所述預制混凝土面板中的混凝土以及現場施工時的混凝土的等級為C30及以上等級。
【專利摘要】本實用新型公開了一種鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻，屬于混凝土剪力墻領域。該鋼管混凝土邊緣約束疊合整體式剪力墻包括兩塊相對設置的預制混凝土面板、位于預制混凝土面板兩側的兩個矩形鋼管和位于預制混凝土面板之間的至少一個拉結件，其中：預制混凝土面板和矩形鋼管合圍，中間形成空腔，拉結件的兩端分別預埋在預制混凝土面板內；預制混凝土面板內設有水平鋼筋和豎向鋼筋，水平鋼筋的兩端分別與矩形鋼管焊接在一起；空腔和矩形鋼管的中空部分用于施工時現場澆筑混凝土。本實用新型安裝方便；矩形鋼管和預制混凝土面板連接可靠，整體性好；水平極限承載力及延性好，抗震性能優越；新老混凝土疊合面不易開裂。
【IPC分類】E04B2/68
【公開號】CN205382595
【申請號】CN201620110203
【發明人】侯和濤, 曲冰, 馬天翔, 邱燦星, 付瑋琪, 程積潤
【申請人】山東大學
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年2月3日