一种外包钢板与钢管混凝土的空实组合剪力墙制造技术

本发明专利技术公开了一种外包钢板与钢管混凝土的空实组合剪力墙，包括两根或以上内部灌注有混凝土的钢管柱(1)，任意相邻的两根钢管柱之间均有两块钢板(2)连接，以围成一个横截面为闭合的空间，其特征在于：两块钢板之间连接有竖板(3)，将闭合空间分隔成荷载腔(a)和抗剪腔(b)，荷载腔内灌注有混凝土，抗剪腔内设置有一列或以上加强肋板(4)，该加强肋板连接在两块钢板之间，每一列加强肋板均由多块沿竖直方向均匀间隔布置的加强肋板组成，各列加强肋板沿钢板的水平延伸方向均匀布置。本发明专利技术能够大大减少剪力墙的混凝土用量，大幅降低剪力墙的自重，从而提高剪力墙的抗震、抗风性能，降低剪力墙及建筑物基础的造价。

【技术实现步骤摘要】
一种外包钢板与钢管混凝土的空实组合剪力墙
本专利技术涉及一种外包钢板与钢管混凝土的空实组合剪力墙。
技术介绍
随着高层建筑的楼层增高，其剪力墙所需的厚度越来越大，混凝土的标号越来越 高，然而在混凝土的标号超过C60时，剪力墙墙体的延性将变差、开裂情况也变得明显。 如图1和图2所示，中国专利技术专利申请公开说明书CN201010598383. 9公开了一种 钢管混凝土柱-双层钢板组合剪力墙，该组合剪力墙包括两根钢管柱1和焊接在两根钢管 柱1之间的两块钢板2,以围成一个横截面为闭合的空间，两钢板之间的间距与钢管1的直 径或者边长相吻合，该闭合空间中设置有焊接在两根钢管柱1之间的横向分布钢筋6和沿 坚直方向布置的坚向分布钢筋7。该组合剪力墙通过钢管柱1和钢板2来约束混凝土变形， 利用钢板2的抗剪延性好以及钢管1对混凝土的套箍作用来防止剪力墙内的混凝土开裂， 使得该组合剪力墙能够满足高层建筑对剪力墙的延性要求；并且，钢管柱1和钢板2组成的 型钢结构与剪力墙内的混凝土共同参与抗剪，剪力墙的抗剪性能得到很大的增强；另外，利 用该组合剪力墙建成的框架-核心筒等结构，可以优化核心筒与框架的刚度匹配，使水平 荷载的分布更加合理。 但上述钢管混凝土柱-双层钢板组合剪力墙还存在以下不足： 第一，上述组合剪力墙在钢管柱1和钢板2中均灌满混凝土，对于高层建筑物的中 上部，组合剪力墙的混凝土用量已经超出了建筑物中上部对其荷载能力的要求，造成材料 浪费，并且，混凝土用量过大同时也造成了组合剪力墙的自重大，相应的，也就要求建筑物 建造能够承受更大重量的基础，而建筑物的基础造价约占建筑物总造价的一半，由此必然 造成建筑物的造价大大提高。另外，剪力墙的自重越大，其抗震、抗风性能也会相应降低； 第二，上述组合剪力墙的钢管柱1和钢板2需要在施工现场进行焊接，钢管柱1与 钢板2之间的坚向焊缝接近高层建筑物的楼高，造成剪力墙的施工时间长，成本增高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种外包钢板与钢管混凝土的空实组合剪力 墙，在满足高层建筑对剪力墙荷载能力和抗剪能力要求的情况下，以克服现有技术中组合 剪力墙的混凝土用量多、自重大的问题。 解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下： 一种外包钢板与钢管混凝土的空实组合剪力墙，包括两根或以上内部灌注有混凝 土的钢管柱，任意相邻的两根钢管柱之间均有两块钢板连接，以围成一个横截面为闭合的 空间，其特征在于：所述的两块钢板之间连接有坚板，将所述闭合空间分隔成荷载腔和抗剪 腔，所述荷载腔内灌注有混凝土，所述抗剪腔内设置有一列或以上加强肋板，该加强肋板连 接在所述两块钢板之间，每一列加强肋板均由多块沿坚直方向均匀间隔布置的加强肋板组 成，各列加强肋板沿钢板的水平延伸方向均匀布置。 本专利技术的工作原理是：本专利技术的空实组合剪力墙由钢管柱和荷载腔内灌注的混凝 土承受剪力墙的坚向荷载、由剪力墙整体承受水平荷载，设置在抗剪腔内的加强肋板加强 了剪力墙墙身的平面外刚度，稳定剪力墙墙身并共同参与抗剪，从而大大减少了剪力墙的 混凝土用量，剪力墙的自重大幅降低，使得剪力墙的抗震、抗风性能得到提高，剪力墙及建 筑物基础的造价都能得以降低。 为了进一步减轻剪力墙的自重，本专利技术的一种改进方案为：所述荷载腔内设有一 块或以上平行于所述坚板设置的加强坚板，以将所述荷载腔分隔成两个或以上子荷载腔， 各个子荷载腔中灌注混凝土的高度以由相接于钢管柱的子荷载腔向相接于抗剪腔的子荷 载腔的顺序第次降低，并且，所述各个子荷载腔中灌注的混凝土满足建筑物在相应高度对 剪力墙荷载能力的要求。本方案中，子荷载腔的数量、在钢板延伸方向上的长度以及灌注混 凝土的高度可以根据需要灵活设置，以满足建筑物在不同层高对剪力墙荷载能力的要求。 为了进一步减轻剪力墙的自重，本专利技术的另一种改进方案为：所述的抗剪腔在设 定高度以下灌注有混凝土，所述荷载腔和抗剪腔中灌注的混凝土满足建筑物在相应高度对 剪力墙荷载能力的要求。本方案中，荷载腔在钢板延伸方向上的长度以及抗剪腔中灌注混 凝土的设定高度可以根据需要灵活设置，以满足建筑物在不同层高对剪力墙荷载能力的要 求。 其中，上述的坚板和加强肋板均垂直于所述两块钢板设置，以使得剪力墙的抗剪 性能得到最大的提1?。 本专利技术的空实组合剪力墙可根据建筑物设计需要围成核心筒或者排列成各种形 状的平面，为了确保剪力墙具有足够的荷载能力，本专利技术推荐的实施方式为：位于空实组合 剪力墙的转角段的所述钢管柱在剪力墙的两个延伸方向上均相接于所述荷载腔，位于空实 组合剪力墙的T型段的所述钢管柱在剪力墙的至少两个延伸方向上相接于所述荷载腔。 本专利技术还进一步解决了现有技术中剪力墙施工时间长的技术问题，为此，本专利技术 可采用以下改进方案：所述的空实组合剪力墙由两个或以上标准构件连接而成，该标准构 件由所述两块钢板、坚板、各块加强肋板和相接于抗剪腔的钢管柱焊接组成，并且，所述两 块钢板位于荷载腔的外侧位置分别固定有坚向设置的子连接件，所述相接于抗剪腔的钢管 柱背向抗剪腔的一侧固定有适应于所述两个子连接件的两个母连接件以及位于该两个母 连接件之间的T型钢，使得任意相邻的两个标准构件连接时，所述其中一个标准构件的T型 钢伸入另一个标准构件的荷载腔中，并且其母连接件与另一个标准构件的子连接件对接并 通过螺栓连接固定，所述灌注在荷载腔中的混凝土与T型钢紧密结合。本方案中，标准构件 可以在工厂中预先焊接成型再运送到施工现场，在施工现场仅需通过螺栓连接固定相邻两 个标准构件的母连接件和子连接件，即可实现标准构件的定位对接，最后向荷载腔中灌注 混凝土就可完成两个标准构件的连接，剪力墙在施工现场基本不需要进行坚向焊接，组装 非常方便、快捷，使得剪力墙的施工速度得以大幅提高。 为了进一步增强相邻两个标准构件之间的连接强度，本专利技术可作以下改进：所述 的两块钢板位于荷载腔的一侧分别设有贴合于钢管柱的折弯部，两块钢板位于该折弯部与 所述坚板之间分别连接有一列在坚直方向上均匀间隔设置的第一水平肋板，所述T型钢与 钢管柱之间连接有一列在坚直方向上均匀间隔设置的第二水平肋板，并且，所述各块第一 水平肋板与第二水平肋板在在坚直方向上错开布置。其中，相邻的第一水平肋板与第二水 平肋板之间的间隔优选为500mm。 本专利技术的钢管柱可选用圆形、方形或矩形管，为了增加标准构件之间的对接精度， 本专利技术的所述钢管柱采用方形管。 本专利技术还提供了剪力墙连接楼层梁的实施方式：所述的空实组合剪力墙在建筑物 的每一层楼层梁梁高范围内设有用于连接楼层梁的连接组件，该连接组件包括上外环板、 下外环板、上内环板、下内环板、水平外环肋板、垂直外环肋板和上、下水平加强板，每一根 所述钢管柱的外壁面上均焊接有四块坚直设置的所述垂直外环肋板，并且其中两块垂直外 环肋板位于剪力墙外侧、另外两块垂直外环肋板位于剪力墙内侧；位于剪力墙外侧的任意 两块垂直外环肋板均焊接有水平设置并相应焊接在钢管柱或钢板外壁面上的所述上、下外 环板和多块水平外环肋板，所述上、下外环板分别位于楼层梁梁高的顶部和底部位置，各块 位于剪力墙外侧的水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外包钢板与钢管混凝土的空实组合剪力墙，包括两根或以上内部灌注有混凝土的钢管柱(1)，任意相邻的两根钢管柱(1)之间均有两块钢板(2)连接，以围成一个横截面为闭合的空间，其特征在于：所述的两块钢板(2)之间连接有竖板(3)，将所述闭合空间分隔成荷载腔(a)和抗剪腔(b)，所述荷载腔(a)内灌注有混凝土，所述抗剪腔(b)内设置有一列或以上加强肋板(4)，该加强肋板(4)连接在所述两块钢板(2)之间，每一列加强肋板(4)均由多块沿竖直方向均匀间隔布置的加强肋板(4)组成，各列加强肋板(4)沿钢板(2)的水平延伸方向均匀布置。

【技术特征摘要】
2014.01.18 CN 201410043102.11. 一种外包钢板与钢管混凝土的空实组合剪力墙，包括两根或以上内部灌注有混凝土 的钢管柱（1)，任意相邻的两根钢管柱（1)之间均有两块钢板（2)连接，以围成一个横截面 为闭合的空间，其特征在于：所述的两块钢板（2)之间连接有坚板（3)，将所述闭合空间分 隔成荷载腔（a)和抗剪腔（b)，所述荷载腔（a)内灌注有混凝土，所述抗剪腔（b)内设置有 一列或以上加强肋板（4)，该加强肋板（4)连接在所述两块钢板（2)之间，每一列加强肋板 (4)均由多块沿坚直方向均匀间隔布置的加强肋板（4)组成，各列加强肋板（4)沿钢板（2) 的水平延伸方向均匀布置。2. 根据权利要求1所述的空实组合剪力墙，其特征在于：所述荷载腔（a)内设有一块 或以上平行于所述坚板（3)设置的加强坚板，以将所述荷载腔（a)分隔成两个或以上子荷 载腔，各个子荷载腔中灌注混凝土的高度以由相接于钢管柱（1)的子荷载腔向相接于抗剪 腔（b)的子荷载腔的顺序第次降低，并且，所述各个子荷载腔中灌注的混凝土满足建筑物 在相应高度对剪力墙荷载能力的要求。3. 根据权利要求1所述的空实组合剪力墙，其特征在于：所述的抗剪腔（b)在设定高 度以下灌注有混凝土，所述荷载腔（a)和抗剪腔（b)中灌注的混凝土满足建筑物在相应高 度对剪力墙荷载能力的要求。4. 根据权利要求1至3任意一项所述的空实组合剪力墙，其特征在于：所述的坚板（3) 和加强肋板（4)均垂直于所述两块钢板（2)设置。5. 根据权利要求1至3任意一项所述的空实组合剪力墙，其特征在于：位于空实组合 剪力墙的转角段的所述钢管柱（1)在剪力墙的两个延伸方向上均相接于所述荷载腔（a)， 位于空实组合剪力墙的T型段的所述钢管柱（1)在剪力墙的至少两个延伸方向上相接于所 述荷载腔（a)。6. 根据权利要求1至3任意一项所述的空实组合剪力墙，其特征在于：所述的空实组 合剪力墙由两个或以上标准构件连接而成，该标准构件由所述两块钢板（2)、坚板（3)、各 块加强肋板（4)和相接于抗剪腔（b)的钢管柱（1)焊接组成，并且，所述两块钢板（2)位于 荷载腔（a)的外侧位置分别固定有坚向设置的子连接件（5)，所述相接于抗剪腔（b)的钢 管柱（1)背向抗剪腔（b)的一侧固定有适应于所述两个子连接件（5)的两个母连接件（6) 以及位于该两个母连接件（6)之间的T型钢（7)，使得任意相邻的两个标准构件连接时，所 述其中一个标准构件的T型钢（7)伸入另一个标准构件的荷载腔（a)中，并且其母连接件 (6)与另一个标准构件的子连接件（5)对接并通过螺栓（8)连接固定，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈星，欧妍君，王仕琪，苏恒强，董晓明，赖鸿立，吴泉霖，黄佳，郑静红，吴桂广，余银银，林铭潮，黄伟江，龙秀海，姚舒扬，
申请(专利权)人：广东省建筑设计研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44