一種外包鋼板與鋼管混凝土的空實組合剪力墻制造技術

本發明專利技術公開了一種外包鋼板與鋼管混凝土的空實組合剪力墻，包括兩根或以上內部灌注有混凝土的鋼管柱(1)，任意相鄰的兩根鋼管柱之間均有兩塊鋼板(2)連接，以圍成一個橫截面為閉合的空間，其特征在于：兩塊鋼板之間連接有豎板(3)，將閉合空間分隔成荷載腔(a)和抗剪腔(b)，荷載腔內灌注有混凝土，抗剪腔內設置有一列或以上加強肋板(4)，該加強肋板連接在兩塊鋼板之間，每一列加強肋板均由多塊沿豎直方向均勻間隔布置的加強肋板組成，各列加強肋板沿鋼板的水平延伸方向均勻布置。本發明專利技術能夠大大減少剪力墻的混凝土用量，大幅降低剪力墻的自重，從而提高剪力墻的抗震、抗風性能，降低剪力墻及建筑物基礎的造價。

【技術實現步驟摘要】
一種外包鋼板與鋼管混凝土的空實組合剪力墻
本專利技術涉及一種外包鋼板與鋼管混凝土的空實組合剪力墻。
技術介紹
隨著高層建筑的樓層增高，其剪力墻所需的厚度越來越大，混凝土的標號越來越 高，然而在混凝土的標號超過C60時，剪力墻墻體的延性將變差、開裂情況也變得明顯。 如圖1和圖2所示，中國專利技術專利申請公開說明書CN201010598383. 9公開了一種 鋼管混凝土柱-雙層鋼板組合剪力墻，該組合剪力墻包括兩根鋼管柱1和焊接在兩根鋼管 柱1之間的兩塊鋼板2,以圍成一個橫截面為閉合的空間，兩鋼板之間的間距與鋼管1的直 徑或者邊長相吻合，該閉合空間中設置有焊接在兩根鋼管柱1之間的橫向分布鋼筋6和沿 堅直方向布置的堅向分布鋼筋7。該組合剪力墻通過鋼管柱1和鋼板2來約束混凝土變形， 利用鋼板2的抗剪延性好以及鋼管1對混凝土的套箍作用來防止剪力墻內的混凝土開裂， 使得該組合剪力墻能夠滿足高層建筑對剪力墻的延性要求；并且，鋼管柱1和鋼板2組成的 型鋼結構與剪力墻內的混凝土共同參與抗剪，剪力墻的抗剪性能得到很大的增強；另外，利 用該組合剪力墻建成的框架-核心筒等結構，可以優化核心筒與框架的剛度匹配，使水平 荷載的分布更加合理。 但上述鋼管混凝土柱-雙層鋼板組合剪力墻還存在以下不足： 第一，上述組合剪力墻在鋼管柱1和鋼板2中均灌滿混凝土，對于高層建筑物的中 上部，組合剪力墻的混凝土用量已經超出了建筑物中上部對其荷載能力的要求，造成材料 浪費，并且，混凝土用量過大同時也造成了組合剪力墻的自重大，相應的，也就要求建筑物 建造能夠承受更大重量的基礎，而建筑物的基礎造價約占建筑物總造價的一半，由此必然 造成建筑物的造價大大提高。另外，剪力墻的自重越大，其抗震、抗風性能也會相應降低； 第二，上述組合剪力墻的鋼管柱1和鋼板2需要在施工現場進行焊接，鋼管柱1與 鋼板2之間的堅向焊縫接近高層建筑物的樓高，造成剪力墻的施工時間長，成本增高。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是：提供一種外包鋼板與鋼管混凝土的空實組合剪力 墻，在滿足高層建筑對剪力墻荷載能力和抗剪能力要求的情況下，以克服現有技術中組合 剪力墻的混凝土用量多、自重大的問題。 解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案如下： 一種外包鋼板與鋼管混凝土的空實組合剪力墻，包括兩根或以上內部灌注有混凝 土的鋼管柱，任意相鄰的兩根鋼管柱之間均有兩塊鋼板連接，以圍成一個橫截面為閉合的 空間，其特征在于：所述的兩塊鋼板之間連接有堅板，將所述閉合空間分隔成荷載腔和抗剪 腔，所述荷載腔內灌注有混凝土，所述抗剪腔內設置有一列或以上加強肋板，該加強肋板連 接在所述兩塊鋼板之間，每一列加強肋板均由多塊沿堅直方向均勻間隔布置的加強肋板組 成，各列加強肋板沿鋼板的水平延伸方向均勻布置。 本專利技術的工作原理是：本專利技術的空實組合剪力墻由鋼管柱和荷載腔內灌注的混凝 土承受剪力墻的堅向荷載、由剪力墻整體承受水平荷載，設置在抗剪腔內的加強肋板加強 了剪力墻墻身的平面外剛度，穩定剪力墻墻身并共同參與抗剪，從而大大減少了剪力墻的 混凝土用量，剪力墻的自重大幅降低，使得剪力墻的抗震、抗風性能得到提高，剪力墻及建 筑物基礎的造價都能得以降低。 為了進一步減輕剪力墻的自重，本專利技術的一種改進方案為：所述荷載腔內設有一 塊或以上平行于所述堅板設置的加強堅板，以將所述荷載腔分隔成兩個或以上子荷載腔， 各個子荷載腔中灌注混凝土的高度以由相接于鋼管柱的子荷載腔向相接于抗剪腔的子荷 載腔的順序第次降低，并且，所述各個子荷載腔中灌注的混凝土滿足建筑物在相應高度對 剪力墻荷載能力的要求。本方案中，子荷載腔的數量、在鋼板延伸方向上的長度以及灌注混 凝土的高度可以根據需要靈活設置，以滿足建筑物在不同層高對剪力墻荷載能力的要求。 為了進一步減輕剪力墻的自重，本專利技術的另一種改進方案為：所述的抗剪腔在設 定高度以下灌注有混凝土，所述荷載腔和抗剪腔中灌注的混凝土滿足建筑物在相應高度對 剪力墻荷載能力的要求。本方案中，荷載腔在鋼板延伸方向上的長度以及抗剪腔中灌注混 凝土的設定高度可以根據需要靈活設置，以滿足建筑物在不同層高對剪力墻荷載能力的要 求。 其中，上述的堅板和加強肋板均垂直于所述兩塊鋼板設置，以使得剪力墻的抗剪 性能得到最大的提1?。 本專利技術的空實組合剪力墻可根據建筑物設計需要圍成核心筒或者排列成各種形 狀的平面，為了確保剪力墻具有足夠的荷載能力，本專利技術推薦的實施方式為：位于空實組合 剪力墻的轉角段的所述鋼管柱在剪力墻的兩個延伸方向上均相接于所述荷載腔，位于空實 組合剪力墻的T型段的所述鋼管柱在剪力墻的至少兩個延伸方向上相接于所述荷載腔。 本專利技術還進一步解決了現有技術中剪力墻施工時間長的技術問題，為此，本專利技術 可采用以下改進方案：所述的空實組合剪力墻由兩個或以上標準構件連接而成，該標準構 件由所述兩塊鋼板、堅板、各塊加強肋板和相接于抗剪腔的鋼管柱焊接組成，并且，所述兩 塊鋼板位于荷載腔的外側位置分別固定有堅向設置的子連接件，所述相接于抗剪腔的鋼管 柱背向抗剪腔的一側固定有適應于所述兩個子連接件的兩個母連接件以及位于該兩個母 連接件之間的T型鋼，使得任意相鄰的兩個標準構件連接時，所述其中一個標準構件的T型 鋼伸入另一個標準構件的荷載腔中，并且其母連接件與另一個標準構件的子連接件對接并 通過螺栓連接固定，所述灌注在荷載腔中的混凝土與T型鋼緊密結合。本方案中，標準構件 可以在工廠中預先焊接成型再運送到施工現場，在施工現場僅需通過螺栓連接固定相鄰兩 個標準構件的母連接件和子連接件，即可實現標準構件的定位對接，最后向荷載腔中灌注 混凝土就可完成兩個標準構件的連接，剪力墻在施工現場基本不需要進行堅向焊接，組裝 非常方便、快捷，使得剪力墻的施工速度得以大幅提高。 為了進一步增強相鄰兩個標準構件之間的連接強度，本專利技術可作以下改進：所述 的兩塊鋼板位于荷載腔的一側分別設有貼合于鋼管柱的折彎部，兩塊鋼板位于該折彎部與 所述堅板之間分別連接有一列在堅直方向上均勻間隔設置的第一水平肋板，所述T型鋼與 鋼管柱之間連接有一列在堅直方向上均勻間隔設置的第二水平肋板，并且，所述各塊第一 水平肋板與第二水平肋板在在堅直方向上錯開布置。其中，相鄰的第一水平肋板與第二水 平肋板之間的間隔優選為500mm。 本專利技術的鋼管柱可選用圓形、方形或矩形管，為了增加標準構件之間的對接精度， 本專利技術的所述鋼管柱采用方形管。 本專利技術還提供了剪力墻連接樓層梁的實施方式：所述的空實組合剪力墻在建筑物 的每一層樓層梁梁高范圍內設有用于連接樓層梁的連接組件，該連接組件包括上外環板、 下外環板、上內環板、下內環板、水平外環肋板、垂直外環肋板和上、下水平加強板，每一根 所述鋼管柱的外壁面上均焊接有四塊堅直設置的所述垂直外環肋板，并且其中兩塊垂直外 環肋板位于剪力墻外側、另外兩塊垂直外環肋板位于剪力墻內側；位于剪力墻外側的任意 兩塊垂直外環肋板均焊接有水平設置并相應焊接在鋼管柱或鋼板外壁面上的所述上、下外 環板和多塊水平外環肋板，所述上、下外環板分別位于樓層梁梁高的頂部和底部位置，各塊 位于剪力墻外側的水平本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種外包鋼板與鋼管混凝土的空實組合剪力墻，包括兩根或以上內部灌注有混凝土的鋼管柱(1)，任意相鄰的兩根鋼管柱(1)之間均有兩塊鋼板(2)連接，以圍成一個橫截面為閉合的空間，其特征在于：所述的兩塊鋼板(2)之間連接有豎板(3)，將所述閉合空間分隔成荷載腔(a)和抗剪腔(b)，所述荷載腔(a)內灌注有混凝土，所述抗剪腔(b)內設置有一列或以上加強肋板(4)，該加強肋板(4)連接在所述兩塊鋼板(2)之間，每一列加強肋板(4)均由多塊沿豎直方向均勻間隔布置的加強肋板(4)組成，各列加強肋板(4)沿鋼板(2)的水平延伸方向均勻布置。

【技術特征摘要】
2014.01.18 CN 201410043102.11. 一種外包鋼板與鋼管混凝土的空實組合剪力墻，包括兩根或以上內部灌注有混凝土 的鋼管柱（1)，任意相鄰的兩根鋼管柱（1)之間均有兩塊鋼板（2)連接，以圍成一個橫截面 為閉合的空間，其特征在于：所述的兩塊鋼板（2)之間連接有堅板（3)，將所述閉合空間分 隔成荷載腔（a)和抗剪腔（b)，所述荷載腔（a)內灌注有混凝土，所述抗剪腔（b)內設置有 一列或以上加強肋板（4)，該加強肋板（4)連接在所述兩塊鋼板（2)之間，每一列加強肋板 (4)均由多塊沿堅直方向均勻間隔布置的加強肋板（4)組成，各列加強肋板（4)沿鋼板（2) 的水平延伸方向均勻布置。2. 根據權利要求1所述的空實組合剪力墻，其特征在于：所述荷載腔（a)內設有一塊 或以上平行于所述堅板（3)設置的加強堅板，以將所述荷載腔（a)分隔成兩個或以上子荷 載腔，各個子荷載腔中灌注混凝土的高度以由相接于鋼管柱（1)的子荷載腔向相接于抗剪 腔（b)的子荷載腔的順序第次降低，并且，所述各個子荷載腔中灌注的混凝土滿足建筑物 在相應高度對剪力墻荷載能力的要求。3. 根據權利要求1所述的空實組合剪力墻，其特征在于：所述的抗剪腔（b)在設定高 度以下灌注有混凝土，所述荷載腔（a)和抗剪腔（b)中灌注的混凝土滿足建筑物在相應高 度對剪力墻荷載能力的要求。4. 根據權利要求1至3任意一項所述的空實組合剪力墻，其特征在于：所述的堅板（3) 和加強肋板（4)均垂直于所述兩塊鋼板（2)設置。5. 根據權利要求1至3任意一項所述的空實組合剪力墻，其特征在于：位于空實組合 剪力墻的轉角段的所述鋼管柱（1)在剪力墻的兩個延伸方向上均相接于所述荷載腔（a)， 位于空實組合剪力墻的T型段的所述鋼管柱（1)在剪力墻的至少兩個延伸方向上相接于所 述荷載腔（a)。6. 根據權利要求1至3任意一項所述的空實組合剪力墻，其特征在于：所述的空實組 合剪力墻由兩個或以上標準構件連接而成，該標準構件由所述兩塊鋼板（2)、堅板（3)、各 塊加強肋板（4)和相接于抗剪腔（b)的鋼管柱（1)焊接組成，并且，所述兩塊鋼板（2)位于 荷載腔（a)的外側位置分別固定有堅向設置的子連接件（5)，所述相接于抗剪腔（b)的鋼 管柱（1)背向抗剪腔（b)的一側固定有適應于所述兩個子連接件（5)的兩個母連接件（6) 以及位于該兩個母連接件（6)之間的T型鋼（7)，使得任意相鄰的兩個標準構件連接時，所 述其中一個標準構件的T型鋼（7)伸入另一個標準構件的荷載腔（a)中，并且其母連接件 (6)與另一個標準構件的子連接件（5)對接并通過螺栓（8)連接固定，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳星，歐妍君，王仕琪，蘇恒強，董曉明，賴鴻立，吳泉霖，黃佳，鄭靜紅，吳桂廣，余銀銀，林銘潮，黃偉江，龍秀海，姚舒揚，
申請(專利權)人：廣東省建筑設計研究院，
類型：發明
國別省市：廣東;44