[发明专利]钢管混凝土柱间嵌“型钢柱-钢梁-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柱间嵌“型钢柱-钢梁-钢撑”剪力墙及作法，属于一种多重组合消耗地震输入结构能量、提高结构抗震性能的新型钢—混凝土组合剪力墙及其制作方法。

背景技术

剪力墙是高层建筑中应用最为广泛的抗侧力构件,剪力墙的抗震性能对结构整体的抗震安全性至关重要。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。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。剪力墙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

本发明所要解决的技术问题是显著提高剪力墙的承载力、延性、抗震耗能能力的问题，本发明综合了带边框组合剪力墙和内藏桁架组合剪力墙的优点，提供了一种新型的消耗地震输入结构能量、提高结构抗震性能的钢—混凝土组合剪力墙，适用于高层建筑以及复杂多层建筑的抗震设计中。

本发明采用的技术方案如下：

钢管混凝土柱间嵌“型钢柱-钢梁-钢撑”剪力墙，包括钢管混凝土边框柱1、型钢芯柱2、钢板梁3、钢板支撑4和钢筋混凝土剪力墙体；组合剪力墙体截面呈工字形，钢管混凝土边框柱1在钢筋混凝土剪力墙体厚度方向的尺寸大于钢筋混凝土剪力墙体，“型钢柱-钢梁-钢撑”钢构骨架体系内藏于钢筋混凝土剪力墙体内。

所述“型钢柱-钢梁-钢撑”钢构骨架体系的型钢芯柱2、钢板梁3和钢板支撑4之间刚性连接；所述的刚性连接包括焊接。

所述相邻钢板梁3之间的净距适于布置钢板支撑4；钢板梁3的钢材强度不大于钢管混凝土边框柱1和型钢芯柱2，厚度不大于钢管混凝土边框柱1或型钢芯柱2在垂直墙厚方向钢柱的壁厚，高跨比不小于1。

所述钢板支撑4为“X”或“八”字形，沿墙高交错布置，放置角度在45度至60度之间，钢板梁3或型钢芯柱2实施刚性连接；所述的刚性连接包括焊接。

所述钢管混凝土边框柱1在墙体厚度方向凸出钢筋混凝土剪力墙体，钢管混凝土边框柱1的截面为圆形或矩形等，采用单腔体钢管混凝土柱或多腔体钢管混凝土柱。

所述的型钢芯柱2截面为工字形截面、双工字形截面等；型钢芯柱2在钢筋混凝土剪力墙体厚度方向的尺寸小于墙体的厚度。

所述组合墙体的水平分布钢筋5与钢管混凝土边框柱1上设置的钢筋竖向连接钢板10焊接；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。

所述组合墙体中的拉结钢筋7穿过相邻钢板梁3之间钢板支撑4的空隙，或穿过钢板梁3中预留的圆孔将钢筋混凝土剪力墙体两侧的水平分布钢筋5和竖向分布钢筋6构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。

本发明所述结构的制作顺序如下：

1）制作钢管混凝土边框柱1及型钢芯柱2，在钢管混凝土边框柱1的侧面钢板上焊接连接水平分布钢筋5的钢筋竖向连接钢板10，钢筋竖向连接钢板与钢管混凝土边框柱1采用等强度的钢材；

2）绑扎剪力墙竖向分布钢筋6、下边框梁或基础梁8的钢筋，并将钢管混凝土边框柱1、型钢芯柱2、剪力墙竖向分布钢筋6插入下边框梁或基础梁8的钢筋笼内，浇注下边框梁或基础梁8的混凝土，混凝土养护固结后，使下边框梁或基础梁8与钢管混凝土边框柱1、型钢芯柱2、剪力墙竖向分布钢筋6的底部实现刚性连接；