邊框與內(nèi)藏帶十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻及作法
【專(zhuān)利摘要】邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻及作法，內(nèi)藏十字肋鋼板剪力墻包括鋼管混凝土邊框柱、預(yù)制混凝土板、高阻尼耗能材料、連接件、中間鋼板、十字肋鋼筋；鋼管混凝土邊框、中間鋼板和十字肋鋼筋焊接制作完畢，同時(shí)制作預(yù)制混凝土板；預(yù)制混凝土板和邊框柱預(yù)留空隙，用高阻尼耗能材料將空隙填充飽滿(mǎn)。形成的耗能條帶邊框在地震作用下首先消耗能量保護(hù)混凝土板、保證的剪力墻的整體性，延長(zhǎng)混凝土板的破壞時(shí)間，提高抗震性能；十字肋鋼筋的應(yīng)用，使鋼板分塊耗能提高了整塊鋼板的抗屈曲能力；預(yù)制混凝土板在震后可以迅速更換，提高震后修復(fù)速度，使房屋盡快恢復(fù)使用功能，具有良好的社會(huì)效益，應(yīng)用前景廣闊。
【專(zhuān)利說(shuō)明】邊框與內(nèi)藏帶十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻及作法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻及作法，屬于一種新型實(shí)用、抗震耗能性能良好且適用于高層結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]地震是嚴(yán)重危害人類(lèi)的自然災(zāi)害之一，它具有突發(fā)性、區(qū)域性和破壞性等特點(diǎn)。近年來(lái)我國(guó)正處于地震多發(fā)期，僅2006年就發(fā)生了 17次地震災(zāi)害，其中汶川地震，造成的經(jīng)濟(jì)損失就多達(dá)6451億元，死傷人數(shù)達(dá)十余萬(wàn)。目前，由于城市用地日益緊張和社會(huì)需求日趨多樣化，建筑物的高度和跨度不斷增加，體型越來(lái)越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)抗震分析與設(shè)計(jì)難度不斷增加。我國(guó)許多已建和在建的高層建筑位于強(qiáng)地震區(qū)，面臨嚴(yán)重地震災(zāi)害威脅?，F(xiàn)有的鋼筋混凝土剪力墻在地震作用下延性較差，容易發(fā)生脆性破壞，這對(duì)整體結(jié)構(gòu)的抗震性能十分不利。
[0003]剪力墻是高層建筑結(jié)構(gòu)中的核心抗側(cè)力部件，研制抗震性能好的剪力墻是建筑抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一，剪力墻還要求有較大的彈性初始剛度、大變形能力和良好的塑性性能、穩(wěn)定的滯回特性等特點(diǎn)。外包混凝土組合剪力墻的出現(xiàn)不但很好的滿(mǎn)足了上述要求，而且能夠有效地克服鋼筋混凝土剪力墻自重大、角部混凝土易開(kāi)裂、易碎等缺點(diǎn)，此外還加大了剪力墻的側(cè)向抗彎剛度，已成為一種非常具有發(fā)展前景的高層抗側(cè)力體系。由鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)組合而成的混合結(jié)構(gòu)由于發(fā)揮了兩種材料各自的優(yōu)勢(shì)，目前已成為高層和超高層建筑的主要結(jié)構(gòu)形式之一。隨著高層建筑越來(lái)越多，新型剪力墻的抗震性能研究與應(yīng)用越來(lái)越多，鋼板剪力墻就是其中一種。
[0004]對(duì)鋼板剪力墻的研究已經(jīng)表明:鋼板剪力墻具有較好的延性；分析了鋼板外包混凝土組合剪力墻的抗震性能，表明其具有良好的抗震耗能能力；加設(shè)鋼管混凝土邊框可明顯提高剪力墻的抗震承載力與延性。鋼管混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻是一種新型的鋼板組合剪力墻，其特點(diǎn)在于將鋼管混凝土抗壓能力強(qiáng)、延性好等優(yōu)勢(shì)與鋼板組合剪力墻抗側(cè)移剛度大等優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了合理組合，抗震性能好，承載力大。
[0005]但是上述研究對(duì)鋼板外包預(yù)制混凝土板研究較少，混凝土板容易受擠壓破壞脫落，混凝土不能充分發(fā)揮其作用，而且不利于震后快速修復(fù)。因此研究混凝土板和鋼管混凝土框架的連接方法，對(duì)充分發(fā)揮各個(gè)部件的作用，提高震后的修復(fù)速度有著重大意義，且具有重要的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于提供一種具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工迅速、抗震性能好、能夠充分利用鋼板的延性和預(yù)制混凝土板抗壓性能等優(yōu)點(diǎn)的邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻及作法。期解決鋼管混凝土邊框內(nèi)藏鋼板剪力墻中混凝土板易壓碎脫落導(dǎo)致鋼板未充分耗能的問(wèn)題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻，該墻體包括鋼管混凝土邊框柱、預(yù)制混凝土板、高阻尼耗能材料、連接件、中間鋼板、十字肋鋼筋；鋼管混凝土邊框柱為普通鋼管混凝土柱或者鋼管再生混凝土柱；墻體由中間鋼板和鋼管混凝土邊框柱焊接，中間鋼板兩側(cè)面各焊接一根鋼筋肋，鋼筋肋交叉布置；鋼板兩側(cè)外包預(yù)制混凝土板，預(yù)制混凝土板上預(yù)留十字肋鋼筋的凹槽；預(yù)制混凝土板和中間鋼板用連接件相連；預(yù)制混凝土板和鋼管混凝土邊框柱之間預(yù)留空間，用高阻尼耗能材料填充，即構(gòu)成邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻。
[0008]所述鋼管混凝土邊框柱中混凝土為普通混凝土或再生混凝土。
[0009]所述中間鋼板和鋼管混凝土邊框柱、中間鋼板和側(cè)面十字肋鋼筋的連接方式均為兩邊角焊縫焊接。
[0010]所述預(yù)制混凝土板與鋼管混凝土邊框柱之間預(yù)留空隙，其水平寬度為30mm至60mmo
[0011]所述預(yù)制混凝土板預(yù)留與十字肋鋼筋相應(yīng)的凹槽，保證十字肋鋼筋能嵌入預(yù)制混凝土板中。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以取得如下有益效果。
[0013]高阻尼耗能材料用來(lái)連接混凝土板和邊框柱，直接和邊框柱接觸，與預(yù)制混凝土板和邊框柱直接接觸比，高阻尼耗能材料形成的消能條帶邊框可以在地震作用下首先受壓，內(nèi)層鋼板與邊框柱形成一個(gè)整體，防止預(yù)制混凝土板在地震初期受壓破壞，十字肋鋼筋的應(yīng)用把鋼板分成多塊耗能，保證中間鋼板不會(huì)很快發(fā)生屈曲，提高了剪力墻的抗震耗能能力；預(yù)制混凝土板的應(yīng)用，節(jié)省了施工工期，有利于震后的快速修復(fù)，有重大的社會(huì)效益。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻示意圖。
[0015]圖2為A-A剖面圖。
[0016]圖3為B-B剖面圖。
[0017]圖中:1、鋼管混凝土邊框柱，2、預(yù)制混凝土板，3、高阻尼耗能材料，4、連接件，5、中間鋼板，6十字肋鋼筋。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)于本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]如圖1-3所示，邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻，該墻包括鋼管混凝土邊框柱1、預(yù)制混凝土板2、高阻尼耗能材料3、連接件4、中間鋼板5、十字肋鋼筋6 ;鋼管混凝土柱I為普通鋼管混凝土柱或者鋼管再生混凝土柱；墻體由中間鋼板5、十字肋鋼筋6和鋼管混凝土邊框柱I焊接，鋼板5兩側(cè)外包預(yù)制混凝土板2 ;預(yù)制混凝土板2和中間鋼板5用連接件4相連；預(yù)制混凝土板2和鋼管混凝土邊框I之間預(yù)留空間，用高阻尼耗能材料3填充，即構(gòu)成邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻。
[0020]所述中間鋼板5、十字肋鋼筋6和鋼管混凝土邊框柱I連接方式為兩邊角焊縫焊接。
[0021]所述預(yù)制混凝土板2與鋼管混凝土邊框柱I之間預(yù)留空隙，其水平寬度為30_至60mmo[0022]所述的預(yù)制混凝土板2與鋼管混凝土邊框柱I之間預(yù)留的空隙用高阻尼耗能材料3填充。
[0023]所述的高阻尼耗能材料3包括橡膠、樹(shù)脂、塑料材料，外包密幕鋼絲網(wǎng)，用強(qiáng)力膠將其粘在預(yù)留空隙間。
[0024]所述的中間鋼板5與預(yù)制混凝土板2用栓釘連接件4連接。
[0025]所述各連接件4的距離宜小于600mm，大于400mm ;且距離十字肋鋼筋6和混凝土板邊緣應(yīng)大于100mm,小于300mm。
[0026]所述連接件4有兩種方法實(shí)現(xiàn)，提前在鋼板上焊接成型，預(yù)制混凝土板在相應(yīng)位置打孔連接；或，裝配預(yù)制混凝土板時(shí)和鋼板打通孔，然后用連接件相連。
[0027]所述的邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻及作法，制作順序如下:
[0028]SI制作鋼管混凝土邊框1，同時(shí)準(zhǔn)備預(yù)制混凝土板。
[0029]S2中間鋼板、十字肋鋼筋和鋼管混凝土邊框焊接成型。
[0030]S3預(yù)制混凝土板和中間鋼板用連接件連接好，同時(shí)預(yù)留混凝土板與鋼管混凝土邊框之間的空隙。
[0031]S4用高阻尼耗能材料填充空隙，保證材料和墻體的良好接觸與平整度。
[0032]以上是本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)施不限于此。
【權(quán)利要求】
1.邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻，其特征在于:該墻包括鋼管混凝土邊框柱(I)、預(yù)制混凝土板(2)、高阻尼耗能材料(3)、連接件(4)、中間鋼板(5)、十字肋鋼筋(6);鋼管混凝土柱(I)為普通鋼管混凝土柱或者鋼管再生混凝土柱；墻體由中間鋼板(5)、十字肋鋼筋(6)和鋼管混凝土邊框柱(I)焊接，鋼板(5)兩側(cè)外包預(yù)制混凝土板(2);預(yù)制混凝土板(2)和中間鋼板(5)用連接件(4)相連；預(yù)制混凝土板(2)和鋼管混凝土邊框(I)之間預(yù)留空間，用高阻尼耗能材料(3)填充，即構(gòu)成邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻。
2.依權(quán)利要求1所述的邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻，其制作順序的技術(shù)特征如下: SI制作鋼管混凝土邊框(1)，同時(shí)準(zhǔn)備預(yù)制混凝土板； S2中間鋼板、十字肋鋼筋和鋼管混凝土邊框焊接成型； S3預(yù)制混凝土板和中間鋼板用連接件連接好，同時(shí)預(yù)留混凝土板與鋼管混凝土邊框之間的空隙； S4用高阻尼耗能材料填充空隙，保證材料和墻體的良好接觸與平整度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻，其特征在于:所述中間鋼板(5)、十字肋鋼筋(6)和鋼管混凝土邊框柱(I)連接方式為兩邊角焊縫焊接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻，其特征在于:所述預(yù)制混凝土板(2)與鋼管混凝土邊框柱(I)之間預(yù)留空隙，其水平寬度為30_至60_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻，其特征在于:所述的預(yù)制混凝土板(2)與鋼管混凝土邊框柱(I)之間預(yù)留的空隙用高阻尼耗能材料(3)填充。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻，其特征在于:所述的高阻尼耗能材料(3)包括橡膠、樹(shù)脂、塑料材料，外包密幕鋼絲網(wǎng)，用強(qiáng)力膠將其粘在預(yù)留空隙間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻，其特征在于:所述的中間鋼板(5)與預(yù)制混凝土板(2)用栓釘連接件(4)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻，其特征在于:所述各連接件(4)的距離宜小于600mm，大于400mm ;且距離十字肋鋼筋(6)和混凝土板邊緣應(yīng)大于100mm,小于300mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邊框與內(nèi)藏十字肋鋼板間嵌耗能條帶剪力墻，其特征在于:所述連接件(4)有兩種方法實(shí)現(xiàn)，提前在鋼板上焊接成型，預(yù)制混凝土板在相應(yīng)位置打孔連接；或，裝配預(yù)制混凝土板時(shí)和鋼板打通孔，然后用連接件相連。
【文檔編號(hào)】E04B2/58GK103883030SQ201410108820
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】曹萬(wàn)林, 張思, 董宏英, 張力嘉 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)