[發明專利]一種改進型雙層鋼板混凝土剪力墻及其施工方法

無效

• 申請號: 201210254060.7
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN102776966A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 蔡健;鄭新志;陳慶軍;楊春;左志亮;姜正榮
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: E04B2/86
• 分類號: E04B2/86;E04G21/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明涉及建筑結構，具體涉及一種改進型雙層鋼板混凝土剪力墻及其施工方法。

背景技術

鋼管混凝土結構、鋼板混凝土剪力墻等結構將鋼和混凝土兩種材料的優勢有效地組合，具有承載力高、塑性好、抗震和防火性能優越、節省材料及施工簡單等優點。鋼管混凝土柱、鋼板混凝土剪力墻在高層建筑尤其是超高層建筑中的應用有明顯的優勢。

圓形鋼管混凝土柱鋼管沿圓周方向對內填混凝土提供均勻壓力(參見圖1)，而矩形鋼管混凝土柱(雙層鋼板混凝土剪力墻)的鋼板對內填混凝土的約束作用則主要集中于柱角區域，鋼板側面中部對混凝土的約束作用小，受到混凝土擠壓力過大時會向外變形鼓起，使得該部位成為整個剪力墻承載能力的薄弱點(參見圖2)。現有技術書中，通常通過加大鋼管壁厚度的措施來提高鋼板中部的約束力，從而提高柱的承載力和變形能力，但該方法大幅度提高鋼材用量，經濟性極差。

為了解決上述技術問題，本發明的發明人之一在此之前提出了一種解決方案，該方案通過在設置約束拉桿連接兩鋼板來實現。采用該技術方案具有以下的效果(參見圖3)：(1)由于約束拉桿穿過雙層鋼板，將混凝土墻板緊固在雙層鋼板的夾層內，使鋼板對混凝土墻板的有效約束面積增加，避免混凝土墻板受壓損傷后剝落過早而退出工作。(2)設置拉桿的位置對混凝土的約束作用增大，約束拉桿對鋼板壁中部發生外凸變形提供橫向彈性支撐作用，提高了鋼板壁的抗彎剛度，彎曲變形減小，使得徑向應力集度變化趨于平緩，鋼板能為混凝土提供更大的平均側向約束力，從而混凝土墻板的抗壓強度得以較大幅度地提高。(3)鋼板屈曲半波長減小，臨界屈曲承載力提高，發生在一般形式鋼板混凝土組合剪力墻鋼板局部過早出現屈曲的現象得到抑制和延遲；而且，內填混凝土能有效地阻止鋼板的向內屈曲，而約束拉桿耦合作用，為鋼板提供橫向的彈性約束支撐，能有效地推遲鋼板的向外鼓曲和約束墻中混凝土，延緩了鋼板混凝土剪力墻中普遍存在的鋼板局部屈曲。(4)鋼板和約束拉桿兩者協調變形、共同工作，對混凝土產生橫向約束作用，約束效應顯著提高，從而實現鋼板和混凝土協同受力，增大剪力墻結構極限承載力、塑性變形能力以及韌性等力學性能，抗側剛度，滯回性能得到很大的改善和提高。

但是，上述技術方案還存在以下的不足：約束拉桿之間區域仍容易出現彈塑性局部屈曲現象，而且一旦局部發生屈曲變形，屈曲變形會繞過約束拉桿強約束區，穿過約束拉桿之間的空檔傳播和蔓延。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種顯著提升鋼板的約束能力并且能夠阻斷約束拉桿之間區域的屈曲和蔓延的改進型雙層鋼板混凝土剪力墻。

本發明的另一個目的是提供一種上述改進型雙層鋼板混凝土剪力墻的施工方法。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：

一種改進型雙層鋼板混凝土剪力墻，包括相對設置的兩層鋼板以及位于兩層鋼板之間的混凝土墻體，兩層鋼板之間連接有約束拉桿，其特征在于，每一鋼板上設有勁化帶，所述約束拉桿的兩端分別穿過勁化帶和鋼板，約束拉桿與勁化帶以及鋼板三者之間連接在一起。

本發明所述的改進型雙層鋼板混凝土剪力墻，所述約束拉桿的端部設有螺紋以及與之匹配的螺母，所述的勁化帶被夾緊在螺母和鋼板之間。

作為一個優選的方案，所述約束拉桿的兩端分別設有兩個螺母，這兩個螺母位于鋼板的兩側，所述的勁化帶由這兩個螺母夾緊在鋼板上。采用該優選方案的好處在于，由于具有兩個螺母將勁化帶夾緊在鋼板上，具有較高的連接強度，因此勁化帶與鋼板之間可以不焊接，或者只需點焊即可，從而顯著減少焊接工作量。

作為另一個優選方案，所述約束拉桿的一端設有沿徑向擴大的桿頭，約束拉桿與桿頭對應的一端設有一個位于鋼板內側的螺母，該螺母與所述桿頭將勁化帶夾緊在鋼板上；約束拉桿的另一端設有兩個位于鋼板兩側的螺母，這兩個螺母將勁化帶夾緊在鋼板上。采用該方案的好處在于，通過在約束拉桿的端部設置作用相當于螺母的桿頭，可減少一個螺母，同時也可減少安裝的工作量，而且還同樣具有無需焊接或者只需點焊的優點。

本發明所述的改進型雙層鋼板混凝土剪力墻，其中，所述的約束拉桿沿縱向和橫向排列成矩陣狀。

本發明所述的改進型雙層鋼板混凝土剪力墻，其中，所述的勁化帶設置在鋼板的外側或內側，或同時設置在鋼板的外側和內側；該勁化帶的設置形式為以下方式中的一種：橫向設置、縱向設置、縱橫向同時設置、傾斜設置以及傾斜交叉設置。

一種上述改進型雙層鋼板混凝土剪力墻的施工方法，包括以下步驟：

(1)根據設計圖紙將鋼板加工成相應尺寸，并制作勁化帶；