一种组合联肢剪力墙的连接体系及施工方法技术

本发明专利技术具体公开了一种组合联肢剪力墙的连接体系，包括外露腹杆和相邻的剪力墙肢，剪力墙肢内设有内藏钢桁架和钢骨柱，钢骨柱上固定连接有连接板；外露腹杆的两端分别与相邻的剪力墙肢内的钢骨柱上的连接板固定连接，钢骨柱、外露腹杆以及内藏钢桁架通过连接板组合成为整体钢桁架。该连接体系有效的克服了目前存在的技术难题，利用外露腹杆与剪力墙肢的内藏钢桁架进行组合，消除了目前连梁在地震中受到弯剪作用的技术缺陷，而且使组合联肢剪力墙的模块化施工成为了可能，不但有效缩短施工周期、而且减小施工成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及组合联肢剪力墙
，具体涉及一种组合联肢剪力墙的连接体系及施工方法。
技术介绍
组合联肢剪力墙结构是通过连梁将两个或多个钢筋混凝土剪力墙组合起来共同抵抗水平荷载的一种抗侧力体系，因其具有侧向刚度高和承载力冗余度等特点而成为我国高层建筑(尤其是300米以上的超高层建筑)结构普遍采用的形式之一。联肢剪力墙通过双重机制抵抗水平荷载。与普通剪力墙仅仅依赖剪力墙底部的塑性铰耗能不同，经过合理设计的联肢剪力墙符合多道抗震防线的原则，作为第一道防线的钢连梁首先屈服并通过一定程度的塑性变形耗散地震能量，然后作为第二道防线的剪力墙肢底部进入屈服阶段。为此，连梁必须具有足够的延性性能，以确保剪力墙底部形成塑性铰，继续耗散地震能量，充分发挥联肢墙体系的多道抗震防线的抗侧力性能。然而，联肢剪力墙连梁的跨高比一般较小，而目前各国抗震设计规范关于钢筋混凝土连梁设计的规定尚不能满意解决小跨高比连梁延性不足的问题，难以避免小跨高比连梁在大震作用下发生脆性剪切破坏。我国目前的组合联肢剪力墙的研究主要集中于如何提高剪力墙的结构受力的问题上，如提高剪力墙的抗剪、抗压，而没有对连梁的受力结构体系进行改进的研究，例如：CN200992752Y公开了一种钢管混凝土边框-钢桁架-混凝土组合剪力墙，采用了内置钢桁架的受力结构。内置型钢桁架的剪力墙即在普通混凝土剪力墙内部放置型钢桁架，剪力墙的混凝土与型钢桁架组合形成一个型钢桁架剪力墙肢，然后采用连梁将两个或多个型钢桁架剪力墙肢连接起来以形成组合型钢桁架联肢剪力墙。组合型钢桁架联肢剪力墙的优点：可以显著提供剪力墙的承载力和延性；对裂缝发展有控制作用；可以增大剪力墙底部塑性耗能区域，提高剪力墙抗震能力。可是，组合型钢桁架联肢剪力墙由于采用了传统连梁的结构体系，依然存在如下缺点：连梁与型钢柱刚接，由于连梁同时受弯剪作用力，并传给混凝土导致节点区（连梁与钢骨柱的连接点）混凝土开裂严重甚至剥落；连梁每层（施工楼层，一般为1～3层）单独设置会造成每层（施工楼层）局部损伤严重，难以修复。CN201588315U公开了一种钢管混凝土叠合柱边框内藏钢板及钢桁架联肢剪力墙，其采用了钢桁架、边框柱以及钢板组合而成新型结构的联肢剪力墙，利用钢桁架作为连梁将边框柱和钢板连接成为一个整体。采用了钢桁架的连梁并未克服弯矩受力形式，仅在连梁中增加钢桁架以使得连梁结构受力机理简单明了、提高剪力墙结构体系的整体抗震性能。可是，该方案中的连梁的结构受力作用点集中在边框柱上、由边框柱将结构受力传递至钢板中，采用了内藏钢桁架的连梁在地震中特别是高烈度的地震作用下仍然会受到弯剪作用，因此此方案中的连梁与边框柱的节点处仍然会出现CN200992752Y中的技术问题。CN201016187公开了一种内藏钢桁架混凝土组合矩形梁柱框架，利用在呈空间筒状的建筑结构中，且每一面墙体由内藏钢桁架混凝土剪力墙连接呈封闭状。此种结构的组合矩形梁柱框架和组合联肢剪力墙结构受力体系有本质的区别且存在如下缺陷：一是内藏钢桁架混凝土组合矩形梁柱框架应用范围受限制，其仅适用于采用了梁柱框架的封闭结构或者成空间筒状的梁柱框架结构，然后在框架结构的剪力墙中通过内藏钢桁架、然后利用内藏钢桁架来提高梁的承载力，起到防止梁过早屈服的作用，同时一并提高结构稳定性，而组合联肢剪力墙的应用范围更大、更加广泛，因为组合联肢剪力墙的结构受力体系并不一定呈空间筒状或者限制墙体封闭连接；二是组合联肢剪力墙的结构受力体系与梁柱框架结构的受力体系不属于同种建筑结构受力体系，具有明显的区别，因为框架结构的适用范围较窄，即便是采用了内藏钢桁架的组合矩形梁柱框架，也仅用于普通的高层建筑，而组合联肢剪力墙主要是应用于超高层建筑的抗震。综上所述，目前国内外依然无法有效的在组合联肢剪力墙结构体系中克服连梁的问题，即：在组合联肢剪力墙中不得不继续采用连梁的连接形式，也无法有效的克服目前连梁在地震中受到弯剪作用的技术缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种组合联肢剪力墙的连接体系，能克服目前连梁在地震中受到弯剪作用的技术缺陷。为达到上述目的，本专利技术的基础方案为：一种组合联肢剪力墙的连接体系，包括外露腹杆和相邻的剪力墙肢，剪力墙肢内设有内藏钢桁架和钢骨柱，钢骨柱上固定连接有连接板；外露腹杆的两端分别与相邻的剪力墙肢内的钢骨柱上的连接板固定连接，钢骨柱、外露腹杆以及内藏钢桁架通过连接板组合成为整体钢桁架。本方案的工作原理和优点在于：本方案针对内藏钢桁架的剪力墙肢，利用外露腹杆与剪力墙肢的内藏钢桁架进行组合形成整体钢桁架、替代了传统的连梁结构。在组合联肢剪力墙的抗侧力体系中，外露腹杆仅受到拉力或者压力的作用，符合杆件的最优受力规则；同时，外露腹杆取代连梁将相邻连个剪力墙肢连接在一起，由于桁架的受力特性，外露腹杆不再受弯剪作用，在地震作用中，组合联支剪力墙的连接体系的抗侧力结构主要依靠整体钢桁架来承担，使得外露腹杆不在如同传统的连梁一样成为独立的受力结构构件，相邻的两个剪力墙之间的侧向力传递形式变为了整体钢桁架与剪力墙肢的混凝土之间的粘接传力形式。因此，本方案有效的克服了目前存在的技术难题，利用外露腹杆与剪力墙肢的内藏钢桁架进行组合，消除了目前连梁在地震中受到弯剪作用的技术缺陷，而且使组合联肢剪力墙的模块化施工成为了可能，有效缩短施工周期、减小施工成本，对于国内外工程界来说是一个非常大的创新之举。优选方案一：作为基础方案的优选方案，外露腹杆为屈曲约束支撑，所述屈曲约束支撑的横截面积由低楼层至高楼层逐渐缩小。该屈曲约束支撑创造性地使用到了组合联肢剪力墙的结构体系中，而且以最优的受理方式最大限度的发挥了了屈曲约束支撑的结构功能，其本身就是一个创举；再者，利用了屈曲约束支撑的组合联肢剪力墙不但易于实现模块化、批量化生产，而且相比采用型钢混凝土柱、钢筋混凝土等作为外露腹杆的方式所花费的施工周期更短、施工更加方便；同时，屈曲约束支撑使得组合联肢剪力墙的连接体系处于弹性范围内、全面提高了组合联肢剪力墙的连接体系的抗震性能；沿建筑的高度改变屈曲约束支撑的横截面积，通过改变横截面积改变屈曲约束支撑的刚度和弹性形变范围值，可以使的屈曲约束支撑在组合联支剪力墙的连接体系中其起到的保险丝的作用效果更加明显。优选方案二：作为基础方案的优选方案，外露腹杆包括水平腹杆和斜腹杆，所述水平腹杆为型钢混凝土柱，所述斜腹杆为多向弯矩杆，所述多向弯矩杆包括连接头、上弯矩杆、下弯矩杆和位于上弯矩杆和下弯矩杆之间的中心杆，所述上弯矩杆、下弯矩杆以及中心杆的两端分别与连接头焊接，上弯矩杆和下弯矩杆上下相对设置，上弯矩杆的中部向上凸出、下弯矩杆的中部向下凸出，连接头上设有连接孔，多向弯矩杆两端的连接头分别与连接板铰接。多向弯矩杆包括了中心杆、上下相对设置的上弯矩杆以及下弯矩杆，中心杆为整体钢桁架二力杆的主要受力杆件，而上弯矩杆和下弯矩杆在整体钢桁架中起辅助受力的作用。地震中，建筑结构的受力体系非常复杂，特别是在高烈度地震下，组合联肢剪力墙的各个构件受力会发生诸多变化，因此，本方案中采用了上弯矩杆和下弯矩杆作为辅助受力杆，由中部向上凸起的上弯矩杆承受正向弯矩、由中部向下凸起的下弯矩杆承受反向弯矩，由此，上弯矩杆和下弯矩杆可以尽可能的保证本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合联肢剪力墙的连接体系，其特征在于，包括外露腹杆和相邻的剪力墙肢，所述剪力墙肢内设有内藏钢桁架和钢骨柱，所述钢骨柱上固定连接有连接板；所述外露腹杆的两端分别与相邻的剪力墙肢内的钢骨柱上的连接板固定连接，所述钢骨柱、外露腹杆以及内藏钢桁架通过连接板组合成为整体钢桁架。

【技术特征摘要】
1.一种组合联肢剪力墙的连接体系，其特征在于，包括外露腹杆和相邻的剪力墙肢，所述剪力墙肢内设有内藏钢桁架和钢骨柱，所述钢骨柱上固定连接有连接板；所述外露腹杆的两端分别与相邻的剪力墙肢内的钢骨柱上的连接板固定连接，所述钢骨柱、外露腹杆以及内藏钢桁架通过连接板组合成为整体钢桁架。2.根据权利要求1所述的一种组合联肢剪力墙的连接体系，其特征在于，所述外露腹杆为屈曲约束支撑，所述屈曲约束支撑的横截面积由低楼层至高楼层逐渐缩小。3.根据权利要求1所述的一种组合联肢剪力墙的连接体系，其特征在于，所述外露腹杆包括水平腹杆和斜腹杆，所述水平腹杆为型钢混凝土柱，所述斜腹杆为多向弯矩杆，所述多向弯矩杆包括连接头、上弯矩杆、下弯矩杆和位于上弯矩杆和下弯矩杆之间的中心杆，所述上弯矩杆、下弯矩杆以及中心杆的两端分别与连接头焊接，上弯矩杆和下弯矩杆上下相对设置，上弯矩杆的中部向上凸出、下弯矩杆的中部向下凸出，连接头上设有连接孔，多向弯矩杆两端的连接头分别与连接板铰接。4.根据权利要求1所述的一种组合联肢剪力墙的连接体系，其特征在于，所述外露腹杆为安全伸缩杆，所述安全伸缩杆包括由高强度结构钢制成的空心套杆和螺纹杆；所述空心套杆的右端固定连接有用于和连接板铰接的连接头，空心套杆内形成有沿空心套杆轴向设置的空心腔体，空心腔体的左侧壁设置有与螺纹杆螺纹配合的内螺纹，空心腔体的右侧壁光滑；螺纹杆旋拧入空心套杆内部的空心腔体内，螺纹杆的右端安装有活塞，活塞与空心腔体的左侧壁滑动配合；所述活塞与空心腔体形成一个密闭的压力腔，压力腔内填充有液压油，压力腔内设置有压力传感器；螺纹杆的左端设置有与连接板铰接的连接头，螺纹杆的左端与连接头转动连接；空心套杆和位于螺纹杆左端的连接头间隔有10cm～20cm的直线距离。5.根据权利要求4所述的一种组合联肢剪力墙的连接体系，其特征在于，所述空心套杆和位于螺纹杆左端的连接头间隔的直线距离为18cm。6.根据权利要求5中所述的一种组合联肢剪力墙的连接体系，其特征在于，所述空心套杆与位于螺纹杆左端的连接头之间设置有钢筋混凝土，钢筋混凝土包裹住螺纹杆外露的部分。7.根据权利要求1至3任一项所述的一种组合联肢剪力墙的连接体系的施工方法，其特征在于，该施工方法依次包括如下步骤：（1）根据建筑结构等级、载荷、结构的设计参数计算确定剪力墙肢的构造尺寸和配筋；根据相应设计计算出所需内藏钢桁架、外露腹杆等结构受力构件；在工厂或者施工现场的地面上预先将内藏钢桁架、外露腹杆以及连接板等金属件（2）加工制作完成，然后将组成整体钢桁架所需的各类结构构件运输至施工位置，根据施工环境要求对所需钢骨柱、连接板等金属件进行防腐和防锈处理，然后施工所需设备就位；（3）预先在地面上将连接板焊接在钢骨柱上，安装时需要分层施工，按照施工分层数，先将位于第一层的焊接有连接板的钢骨柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，伍云天，梅凤德，李龙，
申请(专利权)人：重庆渝发建设有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50