[发明专利]型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙及作法

说明书

技术领域

本发明涉及一种叠合柱边框组合剪力墙，特别涉及一种型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙及作法。

背景技术

当今社会的快速发展，高层建筑以及超高层建筑越来越多。钢筋混凝土高层建筑通常由梁、柱、楼板和剪力墙及筒体构成。剪力墙和由剪力墙组成的筒体是高层建筑抗震的核心部分，剪力墙结构的抗震性能对于高层建筑的安全可靠有着至关重要的作用。特别是近年来，追求个性化的大型复杂高层建筑日益增多，对剪力墙及由剪力墙组成的筒体的抗震性能要求也越来越高。现有的钢筋混凝土剪力墙在地震作用下延性较差，容易发生脆性破坏，这对整体结构的抗震性能十分不利。

钢管混凝土叠合柱是近几年发展起来的一种竖向抗侧力构件。叠合柱由核心钢管高强混凝土和外围钢筋混凝土叠合而成。通过核心钢管混凝土和外围混凝土分阶段施工,使叠合柱具有核心钢管混凝土的轴压比高、外围混凝土的轴压比低的特点。采用叠合柱可以实现大轴压比,从而减小柱的截面尺寸,增大建筑物的使用面积,取得较好的经济效益,同时还能在较大程度上改善柱的抗震性能。尽管钢管混凝土叠合柱具有较好的耗能能力，但是当将其作为剪力墙的边框柱时，由于剪力墙中钢筋混凝土墙板作为第一道防线延性较差，影响了整个剪力墙以至整个结构的抗侧力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何显著提高有边框剪力墙延性、抗震耗能能力的技术问题。为了解决这一问题，本发明提出了一种型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙以及相应的制作方法。

本发明采取了如下技术方案：

型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙，其特征在于：在墙体两端设置型钢叠合边框柱，墙体内部多钢板中加配暗支撑钢板，剪力墙体两端的型钢叠合边框柱中设置钢管混凝土芯柱，钢管混凝土芯柱是矩形的；型钢叠合边框柱通过在常规混凝土柱的中心增设钢管混凝土芯柱构成；剪力墙体包括三块钢板，在中间钢板与外侧钢板之间分别设置斜向交叉的暗支撑钢板，暗支撑钢板交叉成X字形，直接穿过钢管混凝土芯柱，其上端伸入上边框梁中，下端伸入下边框梁中。

所述暗支撑钢板为软钢耗能钢板。

所述墙体中中间钢板和外侧钢板与钢管混凝土芯柱的连接是在钢管混凝土芯柱的钢管上焊接竖向钢板条，中间钢板和外侧钢板再与竖向钢板条焊接而成的。

所述的暗支撑钢板与钢管混凝土芯柱的连接是暗支撑钢板直接穿过钢管混凝土芯柱的钢管，然后与其焊接而成。

根据本发明的技术方案，采用型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙的制作方法，其顺序如下：

1）制作型钢叠合边框柱及钢管混凝土芯柱，在钢管混凝土芯柱的钢管壁上预焊竖向钢板条，以备中间钢板和外侧钢板锚固；

2）配置剪力墙体的中间钢板，并与钢管混凝土芯柱的钢管壁上预焊的竖向钢板条焊接；

3）在中间钢板两侧分别配置暗支撑钢板，暗支撑钢板交叉成X字形，直接穿过钢管混凝土芯柱，其上端伸入上边框梁中，下端伸入下边框梁中；

4）在暗支撑钢板两侧，配置外侧钢板，并与钢管混凝土芯柱的钢管壁上预焊的竖向钢板条焊接；

5）绑扎剪力墙钢筋混凝土下边框梁的钢筋，并将型钢叠合边框柱、中间钢板、暗支撑钢板插入下边框梁的钢筋笼内，浇注下边框梁的混凝土，混凝土养护固结后，使下边框梁与型钢叠合边框柱、钢管混凝土芯柱、剪力墙体内中间钢板的底部实现刚性连接；

6）制作上边框梁，与型钢叠合边框柱、外侧钢板和中间钢板及暗支撑钢板进行可靠连接；

7）型钢叠合边框柱外侧留保护层厚度，支模板；

8）进行钢管混凝土芯柱内的混凝土、型钢叠合边框柱内部的混凝土、剪力墙体与上边框梁混凝土和下边框梁内部的混凝土浇筑，成型后即为型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙。

本发明中，作为抗震第一道防线的多钢板混凝土剪力墙板部分，其内藏的暗支撑钢板对提高剪力墙的抗剪承载力、延性以及耗能能力十分有利，也利于剪力墙和型钢叠合边框柱二者承受的荷载重分布，将剪力墙承担的一部分压力转移到型钢叠合边框柱中，减少剪力墙中的轴压比，从而使剪力墙可以设计的较薄，增加建筑的使用面积。当剪力墙板在抗震中破坏后，暗支撑钢板与上、下边框梁、型钢叠合边框边框柱中的钢管混凝土芯柱形成的桁架结构是一个几何不变体系，钢桁架自身能够形成很好的传力体系，从而保持结构的整体稳定性。与普通钢管混凝土边框剪力墙相比，承载能力提高，承载力和刚度衰减变慢，后期抗震性能相对稳定，底部剪切滑移破坏减轻。