[实用新型]一种配置交叉斜向体内预应力的剪力墙结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种配置交叉斜向体内预应力的剪力墙结构。

背景技术

剪力墙是高层建筑混凝土结构中承受竖向和水平荷载的重要构件，其受力状态和力学性能直接决定了高层建筑的承载能力和结构安全。剪力墙在结构自重、楼面活荷载等竖向荷载及水平地震、风荷载等水平荷载的共同作用下，将产生沿剪力墙墙身平面对角线方向的主拉应力。由于水平荷载的作用方向可因风向、水平地震方向的变化而改变，因此主拉应力在墙身平面的两条对角线方向均可能出现。而在现行的剪力墙结构设计方法中，剪力墙内部仅配置沿墙身平面水平方向和竖直方向的普通钢筋，水平钢筋和竖直钢筋的布置方位与主拉应力作用方位均不一致，传力不直接。在主拉应力作用下剪力墙混凝土极易出现沿墙身平面对角线方向的斜裂缝，并将随着水平荷载作用方向的往复变化而出现沿墙身平面两条对角线方向的交叉斜裂缝并逐渐扩展。交叉斜裂缝扩展到一定程度后将引起剪力墙的刚度退化，导致剪力墙承载能力的降低。在罕遇地震作用下，斜裂缝宽度迅速增大，急剧扩展的交叉斜裂缝不仅严重降低了剪力墙的刚度，还会引起裂缝处水平及竖直钢筋屈服，最终将会导致剪力墙失效，严重影响到高层建筑的承载安全。为延缓剪力墙墙身混凝土交叉斜裂缝的出现和扩展，在现行的剪力墙设计方法中，对剪力墙墙身内的水平钢筋和竖直钢筋均严格规定了最小配筋率和最大钢筋间距，虽然在一定程度上提高了剪力墙结构的延性和抗震性能，但终究不能克服较大的主拉应力引起墙身开裂的困扰，且墙身内钢筋分布密集、间距小、用钢量大，并会带来墙体混凝土振捣施工的困难。

实用新型内容

本实用新型提供一种配置交叉斜向体内预应力的剪力墙结构，提高剪力墙的抗震性能。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种配置交叉斜向体内预应力的剪力墙结构，包括剪力墙墙身，剪力墙墙身内设有剪力墙墙身水平方向钢筋和剪力墙墙身竖直方向钢筋，剪力墙墙身的左上角和右上角分别设置剪力墙齿板，剪力墙齿板处设有预应力张拉端锚具，剪力墙墙身的左下角和右下角分别设置预应力锚固端锚具，对角的预应力锚固端锚具和预应力张拉端锚具之间设有交叉斜向预应力钢束并在交叉斜向预应力钢束外侧套设有交叉斜向预应力管道；剪力墙墙身材料为混凝土，剪力墙墙身水平方向钢筋、剪力墙墙身竖直方向钢筋材料均为普通钢筋，交叉斜向预应力钢束采用高强度预应力钢丝束或钢绞线束，交叉斜向预应力管道采用金属波纹管、铁皮管或塑料波纹管，预应力锚固端锚具、预应力张拉端锚具采用锥形锚、镦头锚或夹片锚。

交叉斜向预应力管道留置在剪力墙墙身模板内，通过与墙身水平方向钢筋、墙身竖直方向钢筋之间的绑扎连接保证其安放位置准确。

交叉斜向预应力钢束穿束放置于交叉斜向预应力管道内。

预应力锚固端锚具留置在剪力墙墙身模板内，待剪力墙混凝土浇筑完成后固定在剪力墙墙身底端邻近两角部位置。

剪力墙齿板为在剪力墙墙身顶端邻近两角部位置处预留的槽孔，槽孔的大小与所采用的预应力张拉端锚具相匹配。

预应力张拉端锚具安放在剪力墙齿板内，待剪力墙混凝土浇筑完成并养护到张拉强度时进行预应力张拉，预应力张拉完成后在剪力墙齿板内采用细石混凝土灌缝封锚。

本实用新型的有益效果为：

（1）竖向及水平荷载共同作用引起的剪力墙墙身平面内的主拉应力由交叉斜向体内预应力钢束承担，主拉应力作用方向同交叉斜向体内预应力钢束布置方向一致，传力直接、简洁、高效，大大了降低剪力墙墙身出现沿对角线方向交叉斜裂缝的可能性，提高了剪力墙的抗侧刚度；

（2）配置交叉斜向体内预应力钢束后，剪力墙由普通钢筋混凝土结构转变为部分预应力钢筋混凝土结构，该种结构在持久设计状况及多遇地震设计状况下墙身混凝土不开裂，剪力墙刚度不退化，剪力墙承载能力不降低，可满足剪力墙在正常使用极限状态和承载能力极限状态下的各项设计要求；

（3）在罕遇地震设计状况下，允许墙身混凝土出现裂缝但裂缝宽度不超过规定限值，剪力墙刚度不过分退化，剪力墙承载能力不过分降低，可确保在罕遇地震作用下剪力墙结构的承载安全；

（4）交叉斜向体内预应力钢束采用一端锚固、一端张拉的张拉方法，锚固端位于墙身底端邻近两角部位置，张拉端位于墙身顶端邻近两角部位置，张拉完成对齿板进行端部封锚后，剪力墙顶端为一平面，可继续进行上一层剪力墙的施工；

（5）交叉斜向预应力钢束可采用高强度预应力钢丝束、钢绞线束，交叉斜向预应力管道可采用金属波纹管、铁皮管、塑料波纹管，预应力锚固端锚具、预应力张拉端锚具可采用锥形锚、镦头锚、夹片锚，以上配件均为定型规格产品，施工工艺成熟、施工技术可靠、施工质量易于保障；