[實(shí)用新型]一種鋼管混凝土組合剪力墻

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220529514.2
• 申請(qǐng)日: 2012-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN202850266U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙作周;楊光;錢稼茹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B2/84
• 分類號(hào): E04B2/84
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及剪力墻及其施工過程，具體涉及一種鋼管混凝土組合剪力墻。

背景技術(shù)

近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，高層與超高層建筑在城市中應(yīng)用得越來越多。建筑高度的不斷增加對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能提出了更高的要求。鋼筋混凝土剪力墻作為超高層建筑中的豎向受壓和關(guān)鍵抗側(cè)力構(gòu)件，是結(jié)構(gòu)抗震的第一道防線，其承載力、延性等抗震性能對(duì)結(jié)構(gòu)的地震安全至關(guān)重要。尤其是在結(jié)構(gòu)較高、豎向荷載較大的情況下，剪力墻的截面設(shè)計(jì)往往受軸壓比控制而非承載力控制，為了滿足軸壓比的要求需要擴(kuò)大墻厚，進(jìn)而造成截面尺寸大、自重增加，水平地震作用與豎向荷載增加，并且占用了建筑使用面積，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震、建筑布置以及經(jīng)濟(jì)成本產(chǎn)生不利的影響。

為了解決這個(gè)問題，可以采用高強(qiáng)混凝土材料，但高強(qiáng)混凝土存在延性較差、技術(shù)要求高、成本高的缺點(diǎn)，特別是延性較差使其在地震區(qū)的應(yīng)用受到限制。

而在剪力墻中配置鋼管，形成鋼管混凝土組合剪力墻是一個(gè)有效的方法，鋼管與混凝土組合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，能夠充分發(fā)揮兩種材料的性能優(yōu)點(diǎn)，提高承載力的同時(shí)又具有良好的延性，進(jìn)而改善剪力墻構(gòu)件的抗震性能。

現(xiàn)有的鋼管混凝土組合剪力墻中，鋼管大多配置在截面兩側(cè)的邊緣約束構(gòu)件位置，這樣可以加強(qiáng)構(gòu)件的邊緣約束構(gòu)件，提高剪力墻的抗彎承載力和延性。然而，由于鋼管位置集中在邊緣，且數(shù)量較少，無法對(duì)軸壓比問題產(chǎn)生足夠的貢獻(xiàn)。

現(xiàn)有的鋼管混凝土組合剪力墻中，也有在截面中部均勻配置鋼管的案例，其對(duì)鋼管外混凝土的約束形式為：在鋼管的表面貼焊抗剪環(huán)筋，在鋼管的前后兩側(cè)設(shè)有由多根橫向鋼筋和多根縱向鋼筋組成的鋼筋網(wǎng)。這種約束形式存在的問題是：僅靠貼焊環(huán)筋和分布鋼筋網(wǎng)無法對(duì)鋼管外混凝土形成完整、有效的約束，在承載力極限狀態(tài)下，容易出現(xiàn)管外混凝土過早開裂、破壞的情況，對(duì)構(gòu)件的整體承載力和延性不利。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種鋼管混凝土組合剪力墻，能夠在高軸壓比下減小剪力墻構(gòu)件的截面尺寸及自重，同時(shí)提高構(gòu)件的抗震性能。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種鋼管混凝土組合剪力墻，包括沿剪力墻截面均勻分布的鋼管1、填充在鋼管1內(nèi)的鋼管內(nèi)混凝土2、澆注在鋼管1外的鋼管外混凝土3、設(shè)置在鋼管1外的方形箍筋6、設(shè)置在鋼管1前后兩側(cè)豎向分布鋼筋4和水平分布鋼筋5、拉結(jié)在鋼管1與豎向分布鋼筋4和水平分布鋼筋5間的拉結(jié)鋼筋7以及設(shè)置在兩側(cè)邊緣約束構(gòu)件位置的縱向鋼筋，所述鋼管1與豎向分布鋼筋4和水平分布鋼筋5形成墻體中雙層分布鋼筋網(wǎng)，所述鋼管1設(shè)置的間距為2～10倍鋼管直徑，方形箍筋6的邊長(zhǎng)為墻體中雙層分布鋼筋網(wǎng)沿墻厚方向的間距，方形箍筋6豎向間距為100～150mm，所述豎向分布鋼筋4和水平分布鋼筋5的分布間距為100～300mm，所述拉結(jié)鋼筋7的分布間距為100～200mm。

所述鋼管1采用Q235、Q345、Q390或Q420級(jí)鋼管。

所述鋼管內(nèi)混凝土2強(qiáng)度等級(jí)為C50-C100的高強(qiáng)混凝土。

所述鋼管外混凝土采用普通強(qiáng)度混凝土或高強(qiáng)混凝土，強(qiáng)度等級(jí)為C30-C50。

所述豎向分布鋼筋4、水平分布鋼筋5和縱向鋼筋采用HRB335或HRB400級(jí)鋼筋。

所述方形箍筋6和拉結(jié)鋼筋7采用HRB335或HPB300級(jí)鋼筋。

鋼管、鋼筋、混凝土的具體設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)當(dāng)由計(jì)算確定，所有設(shè)計(jì)均應(yīng)符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具備以下特征和優(yōu)勢(shì)：

（1）采用鋼管與混凝土的組合結(jié)構(gòu)，兩種材料相輔相成，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，鋼管的約束作用提高了混凝土的強(qiáng)度和延性，混凝土的支撐和保護(hù)改善了鋼管的穩(wěn)定性能和防火性能。兩種材料共同工作，形成的組合剪力墻初始剛度大、承載力高、延性好、能避免底部剪切滑移破壞，具有良好的抗震性能，能夠滿足超高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震要求；

（2）利用鋼管的約束作用提高混凝土的承載力，進(jìn)而在設(shè)計(jì)軸力相同的情況下減小構(gòu)件的截面尺寸，減小結(jié)構(gòu)自重，從而降低地震作用，并且為建筑物提供更多的使用面積；

（3）剪力墻端部利用鋼管混凝土作為邊緣構(gòu)件的一部分，承擔(dān)壓力和彎矩，提高了剪力墻的正截面承載力；在受拉側(cè)鋼管可以作為受拉鋼筋參與受力；在截面中部鋼管混凝土可以分擔(dān)軸力與一部分剪力，幫助提高構(gòu)件的斜截面抗剪承載力；