[發明專利]T形矩形鋼管-波折鋼板組合墻的設計及施工方法

在審

• 申請號: 202011221924.6
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112538919A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 羅金輝;李國強;劉青;陳琛
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E04B2/56
• 分類號: E04B2/56;E04B2/64;E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本申請涉及建筑結構工程領域，一種T形矩形鋼管?波折鋼板組合墻的設計及實施方法，過程一：工廠預制；將矩形鋼管柱、波折鋼板、鋼筋網片在工廠制作拼裝形成組合墻骨架；過程二：現場安裝和澆筑；之后整體運輸至施工現場，澆筑混凝土：所述內填混凝土(5)澆筑于矩形鋼管(2)以及兩側帶鋼筋網片(4)的波折鋼板(3)所形成的空腔內部，形成T字形矩形鋼管?波折鋼板組合墻(1)；過程三：抗火處理。解決混凝土澆筑時模板面外失穩的問題以及構件承受水平荷載時鋼板易發生局部失穩的問題；形成的T形組合墻既便于施工安裝，也提升了建筑有效使用面積；此外，本申請還具有構造簡單、設計合理、力學性能優越、造價低、適合裝配式建造等優點。

技術領域

本申請涉及建筑結構工程領域。

背景技術

裝配式鋼-混凝土組合結構住宅具有工業化程度高、部品質量好、施工周期短、抗震性能好、綜合技術經濟指標高等優勢，是國家重點支持發展的裝配式建筑體系之一。現有多高層裝配式鋼-混凝土組合結構住宅總體上可分為鋼-混凝土組合柱框架-支撐(剪力墻)結構、鋼-混凝土組合剪力墻(鋼管束混凝土剪力墻或鋼板剪力墻等)結構兩大類結構體系。為滿足住宅建筑功能需求及用戶使用習慣，要求建筑平面靈活布置，導致各房間軸線通常錯開布置，采用框架結構體系時，為滿足結構設計指標的規范要求，需通過增加組合柱等方式將軸線錯開的子框架連接成整體框架來承擔水平荷載，導致用鋼量增加，影響建筑使用功能等問題；實踐表明，采用剪力墻結構體系可很好的滿足高層住宅建筑平面靈活的需求，但現有裝配式鋼-混凝土組合剪力墻結構體系，梁與剪力墻剛接節點構造復雜、豎向構件現場焊接量大、剪力墻防火涂裝面積大，導致用鋼量大、施工難度大、總體造價高等問題，嚴重限制了裝配式鋼-混凝土組合結構體系在住宅建筑中的應用。由于上述瓶頸問題，導致我國住宅建筑中，該類結構占比不到1％，遠遠低于發達國家20％-30％的平均水平。基于此，在保障結構承載力和抗震性能的前提下，發明一種新型的、能顯著地降低用鋼量和制作安裝成本的、適用于建筑平面靈活布置的鋼-混凝土組合結構體系和構件，以提升我國裝配式鋼-混凝土組合結構的應用比例，具有重要的意義。

發明內容

本申請的目的在于，基于承重和抗側分離的總體設計理念，提供一種T形矩形鋼管-波折鋼板組合墻的設計及施工方法，綜合利用形成的矩形鋼管混凝土柱承載性能高、制作安裝方便及波折鋼板平面外剛度大、局部屈曲承載性能好等優勢，通過合理組合，解決現有裝配式鋼-混凝土組合結構T形剪力墻-鋼梁節點構造復雜、豎向構件現場連接難、用鋼量大、制作安裝難、總體造價高等問題。通過在組合墻端部設置矩形鋼管混凝土柱，有效提高組合墻共同工作性能，改善墻體抗震性能，并簡化與鋼梁連接構造，應用高強鋼和高強混凝土，還可進一步提高組合墻的豎向承載能力。

為了實現上述目標，本申請提供了如下技術方案：

一種T字形矩形鋼管-波折鋼板組合墻(1)設計和實施方法，其特征在于：

過程一：工廠預制

構成上，包括矩形鋼管柱(2)、波折鋼板(3)、鋼筋網片(4)，其中：矩形鋼管柱(2)可通過冷彎成型或由鋼板焊接成型；波折鋼板(3)與兩端矩形鋼管(2)通過焊縫連接，沿波紋橫向放置，波峰最外側與矩形鋼管外側平齊；鋼筋網片(4)由正交鋼筋通過點焊或綁扎成型后，通過點焊將其豎向鋼筋焊接于波折鋼板(3)內側；將矩形鋼管柱(2)、波折鋼板(3)、鋼筋網片(4)在工廠制作拼裝形成組合墻骨架；

過程二：現場安裝和澆筑

實施時，矩形鋼管柱(2)、波折鋼板(3)、鋼筋網片(4)在工廠制作拼裝形成組合墻骨架；一個矩形鋼管柱(2)位于T形組合墻的中央，剩下三個分別位于T字形組合墻的端側；三個波折鋼板(3)以中央的矩形鋼管柱(2)為中心組成T字形，構成了所述墻骨架；之后整體運輸至施工現場，澆筑混凝土5：所述內填混凝土(5)澆筑于矩形鋼管(2)以及兩側帶鋼筋網片(4)的波折鋼板(3)所形成的空腔內部，形成T字形矩形鋼管-波折鋼板組合墻(1)；

過程三：抗火處理

矩形鋼管混凝土柱同時承擔豎向和水平荷載，按國家相關規范的要求進行抗火設計及防火保護；波折鋼板不承受豎向荷載，按規范要求，不需做防火保護。