一种外包多腔压型钢板内填混凝土组合剪力墙制造技术

本发明专利技术涉及一种外包多腔压型钢板内填混凝土组合剪力墙，它由混凝土填充于两块相对设置的压型钢板中，该组合剪力墙中间隔焊接有多块与该组合剪力墙等长的薄钢板，压型钢板的两端分别焊接有钢柱，使该组合剪力墙形成周边封闭的结构；所述压型钢板为波形，薄钢板为等间距焊接。本发明专利技术的外包多腔压型钢板内填混凝土组合剪力墙，在两片压型钢板的中间焊接薄钢板充当加劲肋和连接件的作用，闭合的压型钢板对混凝土有较强的约束作用，同时加劲肋的存在提高了压型钢板的稳定承载力，在保证组合墙具有较高的抗压承载力的同时，提高了其变形能力，并且简化了抗剪连接件的构造，提高材料利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型的组合构件，属于结构工程
，具体涉及一种外包多腔压型钢板内填混凝土组合剪力墙，其适用于多高层建筑结构。
技术介绍
在高层建筑的结构设计中，抗侧力体系的选择成为至关重要的因素。剪力墙是建筑中抵抗水平力的高效结构构件。从最早的砖石、砌体剪力墙，到钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙，是一个结构向着高强、轻质、高延性、高效施工发展的过程，也是满足建筑物日益高、大、复杂的结构功能需求的过程。钢筋混凝土剪力墙以整体性好、刚度大、侧向变形小以及抵抗风荷载及中小级别地震效果好和防火性能好的优点受到广大设计人员的青睐，但是其自身的缺点(比如刚度过大、延性较小、裂缝产生较早、受力后期以剪切破坏为主、震后很难修复等)严重制约了它的应用，同时钢筋混凝土剪力墙的尺寸和自重都比较大，占用了房屋宝贵的使用面积并且增加了结构基础的负担。一般形式的钢板剪力墙具有很多优点:延性和滞回性能均较好，滞回环稳定，耗能能力强，抗震性能优越；与钢筋混凝土剪力墙相比，钢板剪力墙的尺寸和自重都比较小，地震作用也小，节省了结构占用的空间并且降低了基础的负担；另外，钢板剪力墙减少了支模的工序，节省了混凝土凝结的时间，大大缩短了工期，加快了施工速度。但在实际应用中，为了充分发挥钢板的性能，保证滞回环饱满，使钢板剪力墙受力时能够发生纯剪切屈服破坏，通常需要在钢板剪力墙两侧设置足够的横向和纵向加劲肋，以保证钢板在屈服前不发生整体屈曲和局部屈曲，这大大增加了钢板剪力墙设计、制造和施工的复杂程度；此外，钢板剪力墙的耐火性能也相对较差，需要额外的防火措施，这也增加了造价。在这种情况下，钢板混凝土组合剪力墙就以其自身的优点脱颖而出。组合钢板剪力墙可以弥补钢筋混凝土剪力墙延性差和钢板剪力墙易屈曲的缺点，取两种材料之长，满足建筑、结构功能一体化的需求和结构性能目标多元化的需求。由此可见，组合墙有着广阔的应用前景。组合钢板剪力墙是由钢板和混凝土板组成的抗侧力构件，与钢板剪力墙相似，组合钢板墙往往比相同抗剪承载力的钢筋混凝土剪力墙抗剪刚度大，而其厚度和重量均有所减小，可以节省使用空间，并降低基础的费用和减小地震作用。组合墙的提出旨在利用钢板承载力高、延性好、施工快捷和混凝土板刚度大、抗火性能好的优点，两种材料取长补短，形成一种综合性能较优的构件形式。不仅如此，与薄钢板剪力墙得益于屈曲后的斜拉场效应相比，组合墙通过抑制钢板屈曲可以获得以下收益:显著提高其抗剪承载力；通过合理设计可以避免钢板和混凝土在小、中地震中受损，从而可以免去小、中地震后的维修成本；可以避免屈曲带来的巨大噪音，而这种噪音往往成为钢板剪力墙工程应用的一大障碍。压型钢板混凝土组合剪力墙是由压型钢板和混凝土芯板组成的新型构件。压型钢板?混凝土组合剪力墙的使用旨在利用钢板承载力高、延性好、施工快捷和混凝土板刚度大、抗火性能好的优点，两种材料取长补短，形成一种性能较优的构件形式。但在目前的研究中，发现压型钢板的优势没有得以充分发挥。组合墙板中面板采用薄壁钢板，由于厚度较薄，其局部稳定承载能力不高，因此需要设置连接件或其它措施加强面板的约束，防止其发生平面外鼓曲。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种外包多腔压型钢板内填混凝土组合剪力墙，保证组合墙具有较高的抗压承载力的同时，提高了其变形能力，并且简化了抗剪连接件的构造，提高材料利用率。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案如下:一种外包多腔压型钢板内填混凝土组合剪力墙，它由混凝土填充于两块相对设置的压型钢板中，该组合剪力墙中间隔焊接有多块与该组合剪力墙等长的薄钢板，压型钢板的两端分别焊接有钢柱，使该组合剪力墙形成周边封闭的结构；所述压型钢板为波形，薄钢板为等间距焊接；所述混凝土中的组分重量份为:水泥350?400份、粗骨料1150?1170份、水140?150份、粉煤灰65?70份、硅灰40?50份、高性能减水剂7.5?9.5份、粗纤维0.1?0.2份、纳米纤维0.1?0.2份、纳米二氧化硅15?20份、多孔细骨料150?180份、非多孔细骨料300?320份、吸水树脂0.5?I份、聚合物乳液10?20份、硬脂酸铝2?3份、二水石膏5?8份、1-羟基环己基苯甲酮0.6?2.4份、煤质炭5?12份、硅烷偶联剂I?1.3份、九水偏硅酸钠1.2?2.0份、酒石酸钾钠0.85?1.25份；所述粗纤维为多角棱柱沿轴向螺旋式扭转后的形状，长度为35mm?55mm，截面的直径或等效直径为0.5?1.0_，相邻的棱之间的表面是内凹的，所述粗纤维的棱宽为粗纤维截面外接圆半径的5?15%，该粗纤维的制备原料选自聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚碳酸酯及其它们的均聚物、共聚物和填充改性物。进一步地，所述组合剪力墙由受约束的混凝土承受竖向荷载，所述组合剪力墙的上下焊接有钢梁。进一步地，所述薄钢板为缀板，充当加劲肋和连接件的作用，可以承受横向剪力作用。进一步地，所述组合剪力墙可嵌入其它组合结构中，组合形式多样，应用范围广。进一步地，所述多孔细骨料选自页岩陶粒、粉煤灰陶粒和粘土陶粒中的任意一种或几种，所述多孔细骨料的粒径为0.5?2mm，多孔细骨料密度小、质轻，能保温、隔热，吸水率低，不仅耐火、抗震性能好，而且抗冻性能和耐久性能也很好。进一步地，所述的非多孔细骨料选自河砂、机制砂和山砂中的任意一种或几种，含泥量小于1.5%;所述的粗骨料选自卵石和碎石中的任意一种或其组合，粒径为10?15_，压碎指标为2.5%?3%，粗骨料中针片状颗粒含量为3%?5%;所述的非多孔细骨料的细度模数为2.5?3.0。进一步地，所述水泥选用42.5级硅酸盐水泥，所述粉煤灰选用优质I级粉煤灰，所述硅灰要求S12含量在94%?95%之间，所述高性能减水剂的减水率为35%?45%，所述纳米二氧化娃的平均粒径11?14nm，杂质含量小于0.1%。本专利技术的有益效果:1.在两片压型钢板的中间焊接薄钢板充当加劲肋和连接件的作用。闭合的压型钢板对混凝土有较强的约束作用，同时加劲肋的存在提高了压型钢板的稳定承载力。在保证组合墙具有较高的抗压承载力的同时，提高了其变形能力。并且简化了抗剪连接件的构造，提尚材料利用率。2.采用的混凝土材料改善了纤维?基材的界面性能，避免使用化学改性手段，工艺流程具有方便可行的优点。3.通过螺旋型棱线(4)来增大纤维在载荷条件下的拔出阻力，并通过棱线之间的内凹面来增大纤维与基体的接触面积，从而更好地发挥粗纤维的增强增韧作用。4.将纳米纤维和纳米二氧化硅与其他材料复合应用于混凝土材料中，将大幅度提升混凝土的力学性能和耐久性，具有重大的工程实用价值和显著的技术经济意义。5.本专利技术的外包多腔压型钢板内填混凝土组合剪力墙消除了已有压型钢板组合墙缺点，改善了结构的延性，此种组合墙本质上是一种减震措施，在吸收地震能量输入的同时，让组合墙先于柱屈服，将塑性变形限制在组合墙内，从而保证了上部结构的安全，是一种先进的设计理念；它能有效地减震，并且有稳定地滞回耗能性能，避免上部结构和基础破坏的同时，有效地减低了上部结构和下部基础的造价。【附图说明】图1是本专利技术的结构剖视图；图2是本专利技术的整体示意图。其中，1-组合剪力墙、2-薄钢板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外包多腔压型钢板内填混凝土组合剪力墙，它由混凝土(3)填充于两块相对设置的压型钢板(4)中，其特征在于：该组合剪力墙(1)中间隔焊接有多块与该组合剪力墙(1)等长的薄钢板(2)，压型钢板(4)的两端分别焊接有钢柱(5)，使该组合剪力墙(1)形成周边封闭的结构；所述压型钢板(4)为波形，薄钢板(2)为等间距焊接；所述混凝土(3)是由以下重量份的成分组成：水泥350～400份、粗骨料1150～1170份、水140～150份、粉煤灰65～70份、硅灰40～50份、高性能减水剂7.5～9.5份、粗纤维0.1～0.2份、纳米纤维0.1～0.2份、纳米二氧化硅15～20份、多孔细骨料150～180份、非多孔细骨料300～320份、吸水树脂0.5～1份、聚合物乳液10～20份、硬脂酸铝2～3份、二水石膏5～8份、1‑羟基环己基苯甲酮0.6～2.4份、煤质炭5～12份、硅烷偶联剂1～1.3份、九水偏硅酸钠1.2～2.0份、酒石酸钾钠0.85～1.25份；所述粗纤维为多角棱柱沿轴向螺旋式扭转后的形状，长度为35mm～55mm，截面直径或等效直径为0.5～1.0mm，相邻的棱之间的表面是内凹的，所述粗纤维的棱宽为粗纤维截面外接圆半径的5～15％，该粗纤维的制备原料选自聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚碳酸酯或它们的均聚物、共聚物和填充改性物。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：司林军，韩爱红，陈贡联，李晓克，谢文玲，赵山，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南;41