[发明专利]钢管混凝土边框与剪力墙竖向接合面连接结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢管混凝土边框剪力墙,具体地说是一种钢管混凝土边框与剪力墙竖向接合面连接结构及施工方法。

背景技术

钢管混凝土边框与剪力墙之间采用抗剪连接键进行可靠连接，使该组合结构能将剪力墙侧向刚度大和钢管混凝土柱承载力高的优点结合在一起。抗剪连接件可分为刚性连接件和柔性连接件两大类。其中应用较多的是U形连接件和圆柱头栓钉连接件，但U形连接件易于在周围混凝土中引起较高的应力集中,使混凝土压碎或剪切破坏；而且两种连接件在传递交界面的剪力时，在端部存在一个薄弱面，可能会出现竖向破坏。

目前对钢管混凝土边框组合剪力墙结构连接问题的研究大多取自预制装配式大板结构的研究经验,实际应用中的做法是在连接部位布置均匀分布的小键槽，通过后浇混凝土的形式连成整体，以保证剪力能够有效均匀的传递。这也是该结构目前唯一的趋于一致的做法。鉴于以上原因，对钢管混凝土边框与剪力墙之间的可靠连接问题，有待于继续研究，探究新的连接方式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种钢管混凝土边框与剪力墙竖向接合面连接结构及施工方法，其通过剪力墙内的分布钢筋和钢管相对的内侧销键将钢管混凝土边框与剪力墙进行可靠连接，保证剪力有效均匀的传递，增强结构的抗震性能及整体稳定性，且该连接结构易于施工。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种钢管混凝土边框与剪力墙竖向接合面连接结构，包括钢管混凝土边框柱的圆钢管、剪力墙的连接筋，所述圆钢管外缘上焊接有环抱圆钢管的销键；所述连接筋的两端分别与所述圆钢管焊接连接；所述销键与所述连接筋在竖向呈间隔交错布置。

本发明上述连接结构，是通过焊接在钢管壁上的销键和连接筋共同承担和传递钢管混凝土边框与剪力墙两者接合面的剪力，尤其交错设置的连接筋与销键能在竖向上将钢管混凝土边框和剪力墙进行可靠连接，保证剪力有效均匀的传递，增强结构的抗震性能及整体稳定性。

作为优选，本发明更进一步的技术方案是：

所述销键是由圆形钢筋弯曲而成的弧状销键。采用钢筋加工销键，材料选择及加工方便。

所述连接筋是两根对称分布在所述圆钢管前、后两侧的剪力墙横向分布筋。对称分布的连接筋，进一步保证剪力有效均匀的传递，增强结构的抗震性能及整体稳定性

所述连接筋是变形钢筋，所述变形钢筋是表面带肋的钢筋，所述的肋包括两道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋，横肋的外形为螺旋形、人字形或月牙形。钢筋在混凝土中主要承受拉应力，变形钢筋由于肋的作用，和混凝土有较大的粘结能力，因而能更好地承受外力的作用。

所述连接筋通过其弧状端头部与所述圆钢管焊接连接。连接筋的弧状端头，能有效增大连接筋与圆钢管的连接点的接触面积，增大连接的稳定性和坚固性。

所述圆钢管上设置有固定孔，所述连接筋的弧状端头部设置有弯折端头，所述弯折端头插接在所述固定孔中。弯折端头与固定孔插接（焊接）结构，可以增加连接筋对圆钢管的拉力，进一步增加连接的稳定性和坚固性。

上述钢管混凝土边框与剪力墙竖向接合面连接结构的施工方法，按下述步骤进行：

a．首先确定圆钢管混凝土边框柱的圆钢管高度和圆钢管上销键的位置，圆钢管和销键均由工厂统一制作，并将销键焊接在圆钢管壁上；

b．在工厂加工剪力墙的连接筋，同时加工剪力墙的横向分布筋和纵筋，根据剪力墙墙体大小，确定圆钢管的位置，将连接筋与圆钢管焊接连接，在墙体上下分别留出每片墙体之间的连接钢筋，以保证墙体纵向连接；

c．为墙体和圆钢管支设模板，将圆钢管包裹在墙体内部，防止圆钢管腐蚀；

d．分别浇注墙体和圆钢管内部高强自密实混凝土，由于圆钢管高度较高，故浇筑圆钢管内部高强自密实混凝土时可以分层浇筑，保证圆钢管内部混凝土密实；剪力墙体的混凝土选用流动性较好的商品混凝土，浇筑过程中注意在圆钢管和剪力墙接触面的混凝土密实度。

进一步地，所述高强自密实混凝土为不低于C60自密实混凝土。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是：

①方便施工，整个模板支设以两侧钢管为基础，且无需对连接筋进行单独绑扎；

②可以有效避免采用U形连接件时周围混凝土由于较高的应力集中而压碎或剪切破坏；

③可以有效避免传递交界面的剪力时，在端部形成的薄弱面，防止出现竖向破坏；

④由销键和连接筋构成的组合结构共同承担和传递剪力，使结构体系具有较高的抗侧刚度、侧向承载力、延性、变形能力和耗能能力，显著提高结构抵抗地震荷载的能力。