內(nèi)藏型鋼柱-格構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐混凝土墻體及作法屬于鋼—混凝土組合剪力墻領(lǐng)域，包括型鋼疊合邊框柱、型鋼芯柱、格構(gòu)鋼梁、網(wǎng)狀鋼撐和鋼筋混凝土剪力墻體。在剪力墻兩端設(shè)置型鋼疊合邊框柱；其間設(shè)置平行的型鋼芯柱；在型鋼疊合邊框柱和型鋼芯柱之間以及各型鋼芯柱之間以格構(gòu)鋼梁、網(wǎng)狀鋼撐連接；綁扎剪力墻鋼筋；澆筑混凝土即構(gòu)成內(nèi)藏型鋼柱-格構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐混凝土墻體。與普通鋼管混凝土邊框剪力墻及鋼板剪力墻相比，承載能力提高，承載力和剛度衰減慢，后期抗震性能穩(wěn)定；型鋼柱-格構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐鋼構(gòu)骨架的存在大大提高剪力墻延性耗能性能，抗震性能優(yōu)越；鋼結(jié)構(gòu)施工方便，可用于大型復(fù)雜高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)是一種，屬于一種消 耗地震輸入結(jié)構(gòu)能量、提高結(jié)構(gòu)抗震性能的新型鋼一混凝土組合剪力墻及其制作方法。
技術(shù)介紹
剪力墻結(jié)構(gòu)由于抗側(cè)移剛度大，能有效地減小側(cè)移，具有一定的延性，以逐漸成為 現(xiàn)代高層建筑中廣泛應(yīng)用的一種體系。剪力墻剛度大，強(qiáng)度高，能有效地減小側(cè)移，在多遇 地震下一般能很好地滿足抗震要求。然而在大震的情況下，由于地震加速度峰值大，輸入的 地震能量大，就要求剪力墻具有較好的耗能能力，具有較好的延性。鋼-混凝土組合剪力墻的出現(xiàn)不但很好的滿足了上述要求，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。然而，一般的鋼-混凝土組合剪 力墻，混凝土部分開(kāi)裂較早，在混凝土受力發(fā)生碎裂破壞后，整片墻體的豎向承載力會(huì)大幅 度降低，同時(shí)也加速了其他防線的破壞，整個(gè)結(jié)構(gòu)的耗能和延性也隨之降低，致使剪力墻結(jié) 構(gòu)的抗震性能削弱和降低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決剪力墻在地震作用下承載力、延性、耗能不足的問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種多構(gòu) 件、多層次分散消耗地震輸入結(jié)構(gòu)能量、提高結(jié)構(gòu)抗震性能的新型鋼一混凝土組合剪力墻， 主要用于高層建筑或大型復(fù)雜多層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)或筒體結(jié)構(gòu)。技術(shù)方案如下內(nèi)藏型鋼柱-格構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐混凝土墻體，包括型鋼疊合邊框柱1、型鋼芯柱2、格構(gòu)鋼梁3、網(wǎng)狀鋼撐4和鋼筋混凝土剪力墻體；組合墻體截面為一字型，“型鋼柱-格構(gòu) 鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐”鋼構(gòu)體系內(nèi)藏于鋼筋混凝土剪力墻體內(nèi)。所述“型鋼柱-格構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐”鋼構(gòu)骨架體系中的型鋼疊合邊框柱1、型鋼 芯柱2、格構(gòu)鋼梁3和網(wǎng)狀鋼撐4之間剛接，所述的剛接包括焊接。所述的格構(gòu)鋼梁3可為平面桁架，也可為空間桁架；采用鋼材制作，其強(qiáng)度不大于 型鋼疊合邊框柱I和型鋼芯柱2的鋼材強(qiáng)度；在型鋼疊合邊框柱I與型鋼芯柱2間以及型 鋼芯柱2之間沿高度平行布置；格構(gòu)鋼梁3與型鋼疊合邊框柱1、型鋼芯柱2交匯線上實(shí)施 焊接；其聞跨比大于等于I。所述網(wǎng)狀鋼撐4采用鋼材制作，沿鋼筋混凝土剪力墻高與格構(gòu)鋼梁3間隔布置，網(wǎng) 狀鋼撐4中鋼材的傾斜角度在45度至60度之間，與型鋼疊合邊框柱I和型鋼芯柱2之間 剛性連接，所述的剛性連接包括焊接。所述型鋼疊合邊框柱I為型鋼柱周邊加配縱筋和箍筋然后澆搗混凝土形成的 鋼-混組合柱；所述型鋼疊合邊框柱I的截面為工字形、十字形、雙工字形等多種截面形式， 在鋼筋混凝土剪力墻體厚度方向尺寸小于墻厚。所述的型鋼芯柱2截面為工字形、雙工字形等多種形式；型鋼芯柱2在鋼筋混凝土 剪力墻體厚度方向的尺寸小于墻厚。所述鋼筋混凝土剪力墻體的水平分布鋼筋5插入型鋼疊合邊框柱I ;豎向分布鋼 筋6上端和下端分別伸入上邊框梁9和下邊框梁或基礎(chǔ)梁8中剛性連接。所述鋼筋混凝土剪力墻體中的拉結(jié)鋼筋7穿過(guò)格構(gòu)鋼梁3或網(wǎng)狀鋼撐4的空隙將 墻板兩側(cè)的水平分布鋼筋5和豎向分布鋼筋6構(gòu)成的鋼筋網(wǎng)片拉結(jié)起來(lái)。所述上邊框梁9和下邊框梁或基礎(chǔ)梁8為鋼筋混凝土梁，或?yàn)樾弯摶炷亮海孛?為矩形，混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑。本專利技術(shù)所述結(jié)構(gòu)的制作順序如下I)制作型鋼疊合邊框柱I及型鋼芯柱2 ；2)綁扎剪力墻豎向分布鋼筋6、下邊框梁或基礎(chǔ)梁8的鋼筋，并將型鋼疊合邊框柱1、型鋼芯柱2、剪力墻豎向分布鋼筋6插入下邊框梁或基礎(chǔ)梁8的鋼筋籠內(nèi)，澆注下邊框梁 或基礎(chǔ)梁8的混凝土，混凝土養(yǎng)護(hù)固結(jié)后，使下邊框梁或基礎(chǔ)梁8與型鋼疊合邊框柱1、型鋼 芯柱2、剪力墻豎向分布鋼筋6的底部實(shí)現(xiàn)剛性連接；3)制作格構(gòu)鋼梁3和網(wǎng)狀鋼撐4，并與型鋼疊合邊框柱I和型鋼芯柱2之間剛性 連接，可采用焊接實(shí)現(xiàn)；4) “型鋼柱-格構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐”鋼構(gòu)骨架的兩側(cè)布置由水平分布鋼筋5和豎 向分布鋼筋6組成的鋼筋網(wǎng)片，并用拉結(jié)鋼筋7穿過(guò)格構(gòu)鋼梁3或網(wǎng)狀鋼撐4空隙將兩側(cè) 的鋼筋網(wǎng)片拉結(jié)起來(lái)；5)制作上邊框梁9，使其與型鋼疊合邊框柱1、型鋼芯柱2及墻板豎向分布鋼筋6 進(jìn)行可靠剛性連接；6)在剪力墻墻板兩側(cè)通過(guò)水泥墊塊留出混凝土保護(hù)層厚度，之后支澆筑混凝土用 的模板；7)澆筑型鋼疊合邊框柱1、剪力墻墻板、上邊框梁9的混凝土，成型后即形成內(nèi)藏 型鋼柱-格構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐混凝土墻體。本專利技術(shù)是將不同受力體系——“型鋼柱-格構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐”鋼構(gòu)骨架體系與 鋼筋混凝土剪力墻體的組合，不同材料——鋼與混凝土的組合，不同的構(gòu)件形式——格構(gòu) 式與實(shí)腹式的組合，是一種“三重優(yōu)勢(shì)組合剪力墻”。在充分發(fā)揮鋼筋混凝土墻板抗震能力 的同時(shí)，也充分利用了“型鋼柱-格構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐”鋼構(gòu)骨架的抗震耗能作用，格構(gòu)式 鋼構(gòu)件的采用既節(jié)省了鋼材又減輕剪力墻質(zhì)量，輸入剪力墻地震力也相應(yīng)減小。具有以下 受力和功能特點(diǎn)本專利技術(shù)內(nèi)藏的網(wǎng)狀鋼撐能有效地延緩混凝土墻體斜向裂縫的出現(xiàn)，有利 于提高混凝土墻板部分作為抗震第一道防線的抗剪承載力，延性以及耗能能力，也可以將 剪力墻承擔(dān)的一部分壓力轉(zhuǎn)移到型鋼疊合邊框柱和型鋼芯柱中，有利于剪力墻和柱子二者 承受的載荷重分布；型鋼疊合邊框柱和型鋼芯柱的存在，減少了剪力墻的軸壓比，剪力墻可 以設(shè)計(jì)的較薄，增加建筑使用面積；網(wǎng)狀鋼撐在鋼構(gòu)骨架體系作為第二道防線發(fā)揮作用時(shí) 首先屈服，通過(guò)變形耗能保證剪力墻體骨架的整體穩(wěn)定；之后，格構(gòu)鋼梁也相繼吸收地震能 量，屈服變形耗能，保護(hù)了型鋼疊合邊框柱和型鋼芯柱有穩(wěn)定的豎向承載能力，也保證了 整片剪力墻的延性變形耗能能力。因此，這又是一種“兩層次屈服保護(hù)剪力墻”。型鋼疊合 邊框柱、型鋼芯柱、格構(gòu)鋼梁和網(wǎng)狀鋼撐構(gòu)成“型鋼柱-格構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐”鋼構(gòu)骨架，是一種多次超靜定多單元耗能鋼骨架體系，會(huì)大大提高組合墻體的彈性初始剛度，又保證了 組合墻體具有很好的后期穩(wěn)定能力，抗震性能大幅提高。在“型鋼柱-格構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼 撐”鋼構(gòu)骨架體系的兩側(cè)外包鋼筋混凝土墻板后，鋼筋混凝土墻板后有效地約束了格構(gòu)鋼 梁、網(wǎng)狀鋼撐以及型鋼柱鋼板的平面外屈曲，使鋼板可以在更長(zhǎng)的時(shí)段內(nèi)有效地通過(guò)平面 內(nèi)工作來(lái)抵抗地震輸入結(jié)構(gòu)的能量；在格構(gòu)鋼梁之間的斜撐空隙或者格構(gòu)鋼梁空隙穿過(guò)的 拉結(jié)鋼筋將混凝土墻體兩側(cè)的鋼筋網(wǎng)片拉結(jié)，兩側(cè)混凝土墻板與夾在中間的“型鋼柱-格 構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐”鋼構(gòu)骨架組合成一個(gè)整體，共同工作，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。本專利技術(shù)的內(nèi)藏型鋼柱-格構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐混凝土墻體在地震作用下具有兩道 抗震防線。在地震能量輸入時(shí)，鋼筋混凝土墻板作為第一道抗震防線開(kāi)始發(fā)揮作用，“型鋼 柱-格構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐”鋼構(gòu)骨架延緩了混凝土墻體裂縫的出現(xiàn)，提高了混凝土墻板部分 作為抗震第一道防線的承載力及耗能能力。隨著輸入地震能量的增大，混凝土墻體開(kāi)裂，第 一道防線崩潰，此時(shí)“型鋼柱-格構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐”鋼構(gòu)骨架作為抗震的第二道防線開(kāi)始 發(fā)揮作用。墻體內(nèi)部的“型鋼柱-格構(gòu)鋼梁-網(wǎng)狀鋼撐”鋼構(gòu)骨架與上、下邊框梁、形成的 桁架結(jié)構(gòu)是一個(gè)幾何不變體系，從而保持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。格構(gòu)鋼梁以及格構(gòu)鋼梁之間 的網(wǎng)狀鋼撐通過(guò)平面內(nèi)變形耗能，減緩柱子以及剪力墻邊框的承載能力和剛度下降，從而 保證了第二道抗震防線的堅(jiān)挺，提高了剪力墻的抗震性能。與普通的鋼板剪力墻相比，彈性 初始剛度、承載能力和延性都得到提高，承載力和剛度衰減變慢，后期抗震性能相對(duì)穩(wěn)定。建筑結(jié)構(gòu)的核心抗側(cè)力部件剪力墻的抗震能力得到提高，也就提高了結(jié)構(gòu)整體的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
內(nèi)藏型鋼柱?格構(gòu)鋼梁?網(wǎng)狀鋼撐混凝土墻體，包括型鋼疊合邊框柱（1）、型鋼芯柱(2）、格構(gòu)鋼梁（3）、網(wǎng)狀鋼撐（4）和鋼筋混凝土剪力墻體；其特征在于：組合墻體截面為一字型，型鋼柱?格構(gòu)鋼梁?網(wǎng)狀鋼撐鋼構(gòu)體系內(nèi)藏于鋼筋混凝土剪力墻體內(nèi)；在鋼筋混凝土剪力墻體兩端設(shè)置型鋼疊合邊框柱（1）；型鋼疊合邊框柱(1)的上、下端設(shè)置上邊框梁（9）和下邊框梁或基礎(chǔ)梁（8）；在剪力墻內(nèi)部平行于型鋼疊合邊框柱(1)的方向設(shè)置若干型鋼芯柱（2）；在型鋼疊合柱（1）和型鋼芯柱（2）之間以及各型鋼芯柱（2）之間用格構(gòu)鋼梁（3）連接；在相鄰格構(gòu)鋼梁（3）之間配置沿鋼筋混凝土剪力墻體墻高方向的網(wǎng)狀鋼撐（4）；型鋼疊合邊框柱（1）、型鋼芯柱（2），格構(gòu)鋼梁（3）和網(wǎng)狀鋼撐（4）構(gòu)成型鋼柱?格構(gòu)鋼梁?網(wǎng)狀鋼撐鋼構(gòu)骨架體系；型鋼柱?格構(gòu)鋼梁?網(wǎng)狀鋼撐鋼構(gòu)骨架體系的兩側(cè)對(duì)稱布置由水平分布鋼筋（5）和豎向分布鋼筋（6）構(gòu)成的鋼筋網(wǎng)片，并用拉結(jié)鋼筋（7）將兩側(cè)的鋼筋網(wǎng)片拉結(jié)起來(lái)；將型鋼疊合邊框柱（1）、上邊框梁（9）、下邊框梁或基礎(chǔ)梁（8）及鋼筋混凝土剪力墻體澆搗混凝土成形，即構(gòu)成內(nèi)藏型鋼柱?格構(gòu)鋼梁?網(wǎng)狀鋼撐混凝土墻體。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曹萬(wàn)林，于傳鵬，董宏英，張建偉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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