[实用新型]一种钢管混凝土组合剪力墙

说明书

技术领域

本实用新型涉及剪力墙及其施工过程，具体涉及一种钢管混凝土组合剪力墙。

背景技术

近年来，随着社会经济技术的不断发展，高层与超高层建筑在城市中应用得越来越多。建筑高度的不断增加对结构的抗震性能提出了更高的要求。钢筋混凝土剪力墙作为超高层建筑中的竖向受压和关键抗侧力构件，是结构抗震的第一道防线，其承载力、延性等抗震性能对结构的地震安全至关重要。尤其是在结构较高、竖向荷载较大的情况下，剪力墙的截面设计往往受轴压比控制而非承载力控制，为了满足轴压比的要求需要扩大墙厚，进而造成截面尺寸大、自重增加，水平地震作用与竖向荷载增加，并且占用了建筑使用面积，对结构抗震、建筑布置以及经济成本产生不利的影响。

为了解决这个问题，可以采用高强混凝土材料，但高强混凝土存在延性较差、技术要求高、成本高的缺点，特别是延性较差使其在地震区的应用受到限制。

而在剪力墙中配置钢管，形成钢管混凝土组合剪力墙是一个有效的方法，钢管与混凝土组合，优势互补，能够充分发挥两种材料的性能优点，提高承载力的同时又具有良好的延性，进而改善剪力墙构件的抗震性能。

现有的钢管混凝土组合剪力墙中，钢管大多配置在截面两侧的边缘约束构件位置，这样可以加强构件的边缘约束构件，提高剪力墙的抗弯承载力和延性。然而，由于钢管位置集中在边缘，且数量较少，无法对轴压比问题产生足够的贡献。

现有的钢管混凝土组合剪力墙中，也有在截面中部均匀配置钢管的案例，其对钢管外混凝土的约束形式为：在钢管的表面贴焊抗剪环筋，在钢管的前后两侧设有由多根横向钢筋和多根纵向钢筋组成的钢筋网。这种约束形式存在的问题是：仅靠贴焊环筋和分布钢筋网无法对钢管外混凝土形成完整、有效的约束，在承载力极限状态下，容易出现管外混凝土过早开裂、破坏的情况，对构件的整体承载力和延性不利。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种钢管混凝土组合剪力墙，能够在高轴压比下减小剪力墙构件的截面尺寸及自重，同时提高构件的抗震性能。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种钢管混凝土组合剪力墙，包括沿剪力墙截面均匀分布的钢管1、填充在钢管1内的钢管内混凝土2、浇注在钢管1外的钢管外混凝土3、设置在钢管1外的方形箍筋6、设置在钢管1前后两侧竖向分布钢筋4和水平分布钢筋5、拉结在钢管1与竖向分布钢筋4和水平分布钢筋5间的拉结钢筋7以及设置在两侧边缘约束构件位置的纵向钢筋，所述钢管1与竖向分布钢筋4和水平分布钢筋5形成墙体中双层分布钢筋网，所述钢管1设置的间距为2～10倍钢管直径，方形箍筋6的边长为墙体中双层分布钢筋网沿墙厚方向的间距，方形箍筋6竖向间距为100～150mm，所述竖向分布钢筋4和水平分布钢筋5的分布间距为100～300mm，所述拉结钢筋7的分布间距为100～200mm。

所述钢管1采用Q235、Q345、Q390或Q420级钢管。

所述钢管内混凝土2强度等级为C50-C100的高强混凝土。

所述钢管外混凝土采用普通强度混凝土或高强混凝土，强度等级为C30-C50。

所述竖向分布钢筋4、水平分布钢筋5和纵向钢筋采用HRB335或HRB400级钢筋。

所述方形箍筋6和拉结钢筋7采用HRB335或HPB300级钢筋。

钢管、钢筋、混凝土的具体设计参数应当由计算确定，所有设计均应符合《建筑抗震设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》等设计规范的规定。

和现有技术相比，本实用新型具备以下特征和优势：

（1）采用钢管与混凝土的组合结构，两种材料相辅相成，优势互补，钢管的约束作用提高了混凝土的强度和延性，混凝土的支撑和保护改善了钢管的稳定性能和防火性能。两种材料共同工作，形成的组合剪力墙初始刚度大、承载力高、延性好、能避免底部剪切滑移破坏，具有良好的抗震性能，能够满足超高层建筑结构的抗震要求；

（2）利用钢管的约束作用提高混凝土的承载力，进而在设计轴力相同的情况下减小构件的截面尺寸，减小结构自重，从而降低地震作用，并且为建筑物提供更多的使用面积；

（3）剪力墙端部利用钢管混凝土作为边缘构件的一部分，承担压力和弯矩，提高了剪力墙的正截面承载力；在受拉侧钢管可以作为受拉钢筋参与受力；在截面中部钢管混凝土可以分担轴力与一部分剪力，帮助提高构件的斜截面抗剪承载力；