[發(fā)明專利]一種混凝土填充鋼承重墻及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 92110643.2
• 申請(qǐng)日: 1992-08-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1045809C
• 公開(kāi)（公告）日: 1999-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 篠田泰藏;奧田裕;關(guān)本恒;秋元成之;小久保映治;中西一夫;淺村忠文;藪內(nèi)彰夫;松尾一平;原潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱重工業(yè)株式會(huì)社;鹿島建設(shè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): E04B2/84
• 分類號(hào): E04B2/84
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 林長(zhǎng)安

本發(fā)明涉及一種混疑土填充的鋼承重墻及其制造方法，該墻適于構(gòu)成例如在核電站設(shè)施的建筑中使用的混凝土填充的鋼承重墻結(jié)構(gòu)更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種混凝土填充的鋼承重墻及其制造方法。這種墻包括一對(duì)相互隔開(kāi)一定距離的平行的面對(duì)著的鋼板，在鋼板之間填充混凝土。該墻也就是所說(shuō)的SC結(jié)構(gòu)。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼架加強(qiáng)的混凝土結(jié)構(gòu)已在建筑領(lǐng)域使用很長(zhǎng)時(shí)間。

然而，混凝土的澆注必須在建筑工地將加強(qiáng)鋼筋和鋼架結(jié)構(gòu)組配好以后才能進(jìn)行。這樣勢(shì)必延長(zhǎng)建筑周期。為解決這個(gè)問(wèn)題，利用具有鋼板和混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)的所謂SC結(jié)構(gòu)便得到廣泛應(yīng)用。

為了使其簡(jiǎn)單，這種結(jié)構(gòu)包括一對(duì)面對(duì)面設(shè)置的用諸如鋼腹板和鋼筋相連的鋼板，在鋼板之間填充混凝土，將許多雙頭螺栓固定在鋼板的面對(duì)側(cè)，防止鋼板和混凝土之間的位置錯(cuò)動(dòng)。

由于包括組裝鋼板或類似件和混凝土填充及其它操作的這種結(jié)構(gòu)的制造可以在具有進(jìn)行這些操作能力的工廠內(nèi)進(jìn)行，這就大大的減少了不得不消耗在建筑工地的和與天氣條件和其它因素有關(guān)而要增加的工期。

這種SC結(jié)構(gòu)的墻通常按下列步驟制造。

在圖1所示的第一種方法中，采用直接焊接或類似的方法，將長(zhǎng)度等于混凝土填充的鋼承重墻的厚度的連結(jié)件1連結(jié)到一對(duì)面層鋼板2的一個(gè)面層鋼板2上。在圖2所示的第二種方法中，將長(zhǎng)度約等于混凝土填充的鋼承重墻的厚度的一半的連件1,1′分別固定在兩個(gè)面層鋼板2,2′的兩個(gè)面對(duì)側(cè)，然后用拼接板3和螺栓4將它們連結(jié)在一起。按照?qǐng)D3所示的第三種方法，將長(zhǎng)度稍大于混凝土填充的鋼承重墻的厚度的連結(jié)件1的一端加工出螺紋，用焊接或類似的方法先將連結(jié)件1的另一端連結(jié)到鋼板2′的表面上，使連結(jié)件的有螺紋的部分穿過(guò)面層鋼板2的孔，將螺母5擰到螺紋部分上并擰緊，從而將鋼結(jié)構(gòu)組裝在一起。

然后，用混凝土填充兩個(gè)面對(duì)著的表面2和2′之間的空間，這與所采用的方法無(wú)關(guān)。

在圖1至3中，將用標(biāo)號(hào)6表示的雙頭螺栓6予先固定在鋼板2和2′的面對(duì)著的表面上。

盡管這樣制造的混凝土填充的承重墻完全可以作為墻使用，而將這種墻用于象RC和SFRC結(jié)構(gòu)中的支柱和支承架那樣的起承重件作用的復(fù)合構(gòu)件中更為有效。在這種情況下，有很大的壓力或剪切力施加在墻的表面上。該領(lǐng)域的技術(shù)人員都熟知，混凝土抗拉張力的能力弱，而抗壓力和承壓載荷的能力強(qiáng)。

由于混凝土填充的鋼承重墻具有復(fù)合結(jié)構(gòu)，鋼板也承受壓力和剪切力。設(shè)計(jì)混凝土填充的承重墻時(shí)，使鋼板承受這兩種力中的剪切力。在任何情況下，防止上述鋼板的彎曲都是必須的。另外，由于在填充的混凝土和鋼板表面之間的空間的力的傳遞主要是通過(guò)雙頭螺栓6進(jìn)行的，為防止面層鋼板彎曲，這些雙頭螺栓的布局是十分重要的。

換言之，在圖4和圖5中，被固定到混凝土填充的鋼承重墻的面層鋼板2和2′上的雙頭螺栓6的布局按現(xiàn)有技術(shù)在縱向和橫向成方形。施加在這種結(jié)構(gòu)上的最大的力是地震力。在圖8的示意圖中，當(dāng)?shù)卣鹆Φ姆较蚺c壁W的方向垂直即為x一軸的方向時(shí)，劃有陰影的壁W受到一個(gè)壓力；當(dāng)?shù)卣鹆Φ姆较蚺c壁W平行即為y-軸的方向時(shí)，劃有陰影的壁受到一個(gè)剪切力?？紤]到這些力的作用，應(yīng)確定雙頭螺栓的間隔，以便在面層鋼板中不產(chǎn)生壓縮或剪切彎曲。

在圖6和圖7所示的這種傳統(tǒng)的方法中，用陰影表示的鋼板2上被兩排雙頭螺栓6圍住的區(qū)域8被認(rèn)為是無(wú)限長(zhǎng)的板，確定雙頭螺栓6之間的間隔，以使鋼板不產(chǎn)生彎曲為依據(jù)。采用這種設(shè)計(jì)，要使在主壓縮方向上的雙頭螺栓的間隔小到在壓力作用下鋼板不產(chǎn)生彎曲，由于沒(méi)有剪力作用，彎曲當(dāng)然也不會(huì)產(chǎn)生。

盡管制造上述的SC結(jié)構(gòu)能有效地減少構(gòu)筑建筑物所須的時(shí)間，為了擴(kuò)大應(yīng)用范圍和使其更實(shí)用，有必要發(fā)明一種能大量節(jié)約材料易于制造，構(gòu)造簡(jiǎn)單和強(qiáng)度增加的結(jié)構(gòu)。

例如，按照傳統(tǒng)的制造方法，雙頭螺栓布置成方形，但因?yàn)檫@種情況下的壓縮彎曲和剪切彎曲的力不平衡，抗剪應(yīng)力大。

另外，剪切力基本上由面層鋼板承受，而且，鋼板的厚度大。然而，因?yàn)楸惶畛涞幕炷恋某泻赡芰赡軟](méi)被利用，混凝土材料的特點(diǎn)沒(méi)被充分發(fā)揮。

挽言之，有必要使被填充的混凝土承收部分剪切力從而制造一種便宜的SC結(jié)構(gòu)。

為了提供一種能解決上述問(wèn)題的合理的SC結(jié)構(gòu)，必須提供一種制造這種結(jié)構(gòu)的方法。

按照?qǐng)D1和圖2所示的傳統(tǒng)的方法，必須將連結(jié)件1焊接到對(duì)面的面層鋼板2的內(nèi)表面上，必須用拼接板3將其相互連結(jié)。這些工作要由工人來(lái)完成。如果墻壁薄，將不具備完成這些工作的必要空間。