[发明专利]“钢管混凝土叠合柱-钢梁-格构钢撑”剪力墙及作法

说明书

技术领域

本发明是一种“钢管混凝土叠合柱-钢梁-格构钢撑”剪力墙及作法，属于一种组合剪力墙及其制作方法。

背景技术

目前,由于城市用地日益紧张和社会需求日趋多样化,建筑物的高度和跨度不断增加,体型越来越复杂,结构抗震分析与设计难度不断增加。我国许多已建和在建的高层建筑位于强地震区,面临严重地震灾害威胁。现有的钢筋混凝土剪力墙在地震作用下延性较差，容易发生脆性破坏，这对整体结构的抗震性能十分不利。

剪力墙是高层建筑结构中的核心抗侧力部件，研制抗震性能好的剪力墙是建筑抗震设计的关键技术之一,由钢结构和混凝土结构组合而成的混合结构由于发挥了两种材料各自的优势,目前已成为高层和超高层建筑的主要结构形式之一。钢-混凝土组合剪力墙的形式有很多种，可以将型钢、钢管、钢板等和混凝土在剪力墙的不同部位进行不同形式的组合，目前对于组合剪力墙研究较多的主要有两种类型：一种是“组合墙板剪力墙”，其墙板采用钢板和混凝土墙板进行不同形式组合，从而形成“组合墙板”。另一种是“带边框组合剪力墙”，这类组合剪力墙其墙板一般采用钢筋混凝土，而边框采用工字钢、型钢混凝土或钢管混凝土；另外，墙板也可采用钢板，而边框采用钢筋混凝土；边框和组合墙板也可以一起组合。

此外，剪力墙还要求有较大的弹性初始刚度、大变形能力和良好的塑性性能、稳定的滞回特性等特点。外包混凝土组合剪力墙的出现不但很好的满足了上述要求，而且能够有效地克服钢筋混凝土剪力墙自重大、角部混凝土易开裂、易碎等缺点，此外还加大了剪力墙的侧向抗弯刚度，已成为一种非常具有发展前景的高层抗侧力体系。然而，一般的钢筋混凝土剪力墙、钢板组合剪力墙等墙体混凝土部分在受力发生碎裂破坏后，竖向承载力会大幅度降低，从而造成整个墙体的竖向承载力降低，同时也加速了作为二道防线的边框的破坏，整个结构的耗能和延性也随之降低，致使剪力墙的抗震性能削弱和降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消耗地震输入结构能量、提高结构抗震性能的新型钢—混凝土组合剪力墙，主要用于高层建筑或大型复杂多层建筑的剪力墙结构或筒体结构，以解决其在地震作用下承载力、延性、耗能不足的问题。

本发明采用的技术方案如下：

“钢管混凝土叠合柱-钢梁-格构钢撑”剪力墙，包括钢管混凝土叠合边框柱1、钢管混凝土叠合芯柱2、钢梁3、格构钢撑4和钢筋混凝土剪力墙体；组合剪力墙截面为一字型，“钢管混凝土叠合柱-钢梁-格构钢撑”组合钢构骨架体系内藏于钢筋混凝土剪力墙体内。

所述“钢管混凝土叠合柱-钢梁-格构钢撑”组合钢构骨架体系是指由钢管混凝土叠合边框柱1、钢管混凝土叠合芯柱2、柱间的钢梁3与格构钢撑4刚接形成。

所述钢梁3为相邻钢梁之间的净距适于在钢梁3之间布置格构钢撑4的钢板梁系列；钢梁3的钢材强度不大于钢管混凝土叠合边框柱1和钢管混凝土叠合芯柱2，其厚度不大于垂直钢筋混凝土剪力墙体墙厚方向钢管混凝土叠合边框柱1或钢管混凝土叠合芯柱2中的钢管壁厚之和，高跨比不小于1；钢梁3穿过钢管混凝土叠合边框柱1和钢管混凝土叠合芯柱2，并在与钢管混凝土叠合边框柱1和钢管混凝土叠合芯柱2中的钢管交汇线上实施焊接。

所述格构钢撑4为桁架式钢撑，沿钢筋混凝土剪力墙体的墙高“之”字形布置，倾斜角度在45度至60度之间，可选择钢撑平面与墙体平面垂直布置和钢撑平面与墙体平面平行布置两种布置方式；格构钢撑4与钢管混凝土叠合边框柱1和钢管混凝土叠合芯柱2实施刚性连接；所述的刚性连接包括焊接等。

所述钢管混凝土叠合边框柱1、钢管混凝土叠合芯柱2为钢管混凝土柱周边加配纵筋和箍筋然后浇捣混凝土形成的钢-混组合柱；钢管混凝土叠合边框柱1、钢管混凝土叠合芯柱2的截面可以为圆形、矩形等形状，采用单腔体钢管混凝土叠合柱或多腔体钢管混凝土叠合柱，钢管混凝土叠合边框柱1和钢管混凝土叠合芯柱2内钢管在钢筋混凝土剪力墙体厚度方向不大于钢筋混凝土剪力墙体的厚度。

所述剪力墙体的水平分布钢筋5插入钢管混凝土叠合边框柱1；竖向分布钢筋6上端和下端分别伸入上边框梁9和下边框梁或基础梁8中进行刚性连接。

所述剪力墙体的拉结钢筋7通过相邻钢梁3之间和格构钢撑4的空隙或穿过钢梁3中的预留圆孔将钢筋混凝土剪力墙体两侧水平分布钢筋5和竖向分布钢筋6组成的钢筋网片拉结起来。

所述上边框梁9和下边框梁或基础梁8为钢筋混凝土梁，或为型钢混凝土梁，截面为矩形，混凝土现场浇筑。

所述“钢管混凝土叠合柱-钢梁-格构钢撑”剪力墙的施工步骤如下：