專利名稱：鋼桁架-鋼板組合剪力墻及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種剪力墻，特別涉及鋼桁架-鋼板組合剪力墻及其制作方法。
背景技術：
隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和人們生活的需要，高層建筑越來越多。量大面 廣的鋼筋混凝土高層建筑通常由梁、柱、樓板和剪力墻及筒體構成。剪力 墻和由剪力墻組成的筒體是高層建筑抗震的核心部分，剪力墻結構的抗震 性能對于高層建筑的安全可靠有著至關重要的作用。
由于高層建筑需要有較大的側向剛度，因此剪力墻的設計，必須考慮抗 側力的設計。此外，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。鋼板剪力墻的出現(xiàn)不但很好地滿足 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 易開裂、易碎等缺點，已成為一種非常具有發(fā)展前景的高層抗側力體系。 然而鋼板剪力墻中的鋼板在受力時，其對角線方向上的應力最大，破壞也 大多發(fā)生在對角線上，降低了整個剪力墻的承載力，使得整個結構的抗震 能力受到很大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服了現(xiàn)有剪力墻的上述缺陷，提供了 一種鋼桁架-鋼板組合剪力墻及其制作方法，本發(fā)明能夠顯著提高型鋼混凝土柱邊框剪 力墻延性、抗震耗能能力。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術方案。本發(fā)明中的鋼桁架-鋼板組合剪力墻包括上下邊框梁、與邊框梁固結的邊框柱和布置在邊框梁 和邊框柱之間的鋼板。所述邊框梁為由型鋼梁和澆注在型鋼梁外圍的混凝 土構成的型鋼-混凝土組合梁。所述邊框柱為由型鋼和澆注在型鋼外的混凝 土構成的型鋼混凝土柱，型鋼混凝土柱中的型鋼與鋼板及邊框梁中的型鋼梁固連，在鋼板平面上斜向固結型鋼斜支撐。
鋼桁架-鋼板組合剪力墻的制作方法，該方法是按以下順序進行的
1) 配置型鋼混凝土柱中的型鋼；
2) 配置鋼板，并在鋼板上預留孔洞或切割槽；
3) 配置型鋼斜支撐，將型鋼斜支撐斜向布置在鋼板平面內(nèi)并與鋼板固 連；再將鋼板、型鋼斜支撐與型鋼混凝土柱中的型鋼固連；
4) 配置上下邊框梁中的型鋼梁，將型鋼梁與鋼板、型鋼斜支撐及型鋼 混凝土柱中的型鋼進行剛性連接，構成鋼桁架-鋼板組合結構；
5) 在型鋼梁和型鋼混凝土柱中的型鋼外配置鋼筋，并在鋼筋外綁扎箍 筋，組成鋼筋網(wǎng)；箍筋穿過鋼板上預留的孔洞或切割槽；
6) 在型鋼混凝土柱和型鋼梁布筋外側預留保護層厚度，支模板；
7) 澆筑型鋼混凝土柱和邊框梁的混凝土，成型后即為鋼桁架-鋼板組 合剪力墻。
所述的型鋼斜支撐呈人字形或八字形布置，其上端伸入上邊框梁中與 型鋼梁固結，下端伸入下邊框梁與型鋼混凝土柱的節(jié)點中，同時與下邊框 梁中的型鋼梁和型鋼混凝土柱中的型鋼固連。
所述的型鋼斜支撐呈X形布置，其上端伸入上邊框梁與型鋼混凝土柱 的節(jié)點中，同時與上邊框梁中的型鋼梁及型鋼混凝土柱中的型鋼固連；下 端伸入下邊框梁與型鋼混凝土柱的節(jié)點中，同時與下邊框梁中的型鋼梁和 型鋼混凝土柱中的型鋼固連。
本發(fā)明鋼桁架-鋼板組合部分有利于提高剪力墻作為抗震第一道防線 的抗剪承載力，延性以及耗能能力，也利于減輕結構的自重，并使剪力墻 和邊框柱二者承受的荷載重分布，將剪力墻承擔的一部分壓力轉移到型鋼 混凝土柱中，減少剪力墻中的軸壓比，使得墻體部分可以采取較少的材料， 從而增加建筑的使用面積。當墻板在抗震中破壞后，型鋼斜支撐與上、下 邊框梁、型鋼混凝土柱形成門架結構，從而保持結構的整體穩(wěn)定性。型鋼 混凝土柱邊框與普通混凝土邊框柱的剪力墻相比，可以提高承載能力，減
5慢承載力和剛度的衰減速度，使得墻體的后期抗震性能相對穩(wěn)定，而且減 輕了底部剪切滑移破壞。
由于剪力墻是建筑結構的核心抗側力部件，提高了剪力墻的抗震能力， 也就提高了結構的整體抗震能力，當建筑物遭遇強烈地震時，可減輕其震 害，防止其倒塌。


圖1是本發(fā)明鋼桁架-鋼板組合剪力墻中型鋼斜支撐呈人字形時剪力墻
一個結構單元的結構配筋示意圖2是圖1中A-A剖面放大示意圖； 圖3是圖1中B-B剖面放大示意圖4是本發(fā)明鋼桁架-鋼板組合剪力墻中型鋼斜支撐呈X形時剪力墻一 個結構單元的結構配筋示意圖5是本發(fā)明鋼桁架-鋼板組合剪力墻中型鋼斜支撐呈八字形時剪力墻 一個結構單元的結構配筋示意圖6是本發(fā)明鋼桁架-鋼板組合剪力墻中型鋼斜支撐呈人字形網(wǎng)狀布置 時剪力墻一個結構單元的結構配筋示意圖7是本發(fā)明鋼桁架-鋼板組合剪力墻中型鋼斜支撐呈X形網(wǎng)狀布置時 剪力墻一個結構單元的結構配筋示意圖8是本發(fā)明鋼桁架-鋼板組合剪力墻中型鋼斜支撐呈八字形網(wǎng)狀布置 時剪力墻一個結構單元的結構配筋示意圖中1、鋼板，2、型鋼斜支撐，3、型鋼混凝土柱，4、型鋼梁，5、 型鋼混凝土柱縱筋，6、型鋼混凝土柱矩形箍筋，7、邊框梁縱筋，8、邊框 梁的矩形箍筋。
具體實施例方式
下面結合附圖1 圖8對本發(fā)明作進一步說明 實施例1
鋼桁架-鋼板組合剪力墻一個結構單元的結構配筋示意圖如圖1 圖3所示。本實施例包括邊框梁、型鋼混凝土柱3、鋼板和型鋼斜支撐組合而成。 剪力墻兩端設置型鋼混凝土柱3，型鋼混凝土柱3與邊框梁固結，在邊框梁 和邊框柱之間設置有鋼板1，鋼板1上預留孔洞或切割出槽。剪力墻邊框梁
中設置有型鋼梁4，在型鋼梁4的外圍布置邊框梁縱筋7，沿邊框梁縱筋7 均勻地綁扎著矩形箍筋8,邊框梁的矩形箍筋8穿過鋼板上的預留孔洞或切 割槽均勻分布至梁端，在由縱筋7和矩形箍筋8組成的鋼筋網(wǎng)上澆注混凝 土，形成型鋼-混凝土組合梁。型鋼混凝土柱3內(nèi)設置有為型鋼，該型鋼與 邊框梁中的型鋼梁4固結，在型鋼梁4外布置型鋼混凝土柱縱筋5，沿縱筋 5均勻地綁扎著矩形箍筋6，型鋼混凝土柱的矩形箍筋6也穿過鋼板上的預 留空洞或切割槽，在由縱筋5和箍筋6組成的鋼筋網(wǎng)上澆注混凝土，構成 型鋼混凝土柱3。
在鋼板平面上斜向固結型鋼斜支撐2,型鋼斜支撐2在鋼板平面內(nèi)呈人 字形布置，其上端伸入上邊框梁中與型鋼梁4固結，下端伸入下邊框梁與 型鋼混凝土柱的節(jié)點中，與下邊框梁中型鋼梁4和型鋼混凝土柱3中的型 鋼同時固結1。
鋼板l、型鋼斜支撐2、邊框梁中的型鋼梁4和剪力墻兩端的型鋼混凝 土柱3組合，形成鋼桁架-鋼板組合結構。
鋼桁架-鋼板組合剪力墻的制作方法，該方法包括以下步驟
1) 制作型鋼混凝土柱3中的型鋼，在梁柱節(jié)點處的型鋼上焊短鋼梁；
2) 制作鋼板l,并在鋼板上預留孔洞或切割出槽，以便于型鋼混凝土 柱和邊框梁的箍筋的綁扎；
3) 配置型鋼斜支撐2，型鋼斜支撐2呈人字形布置布置在鋼板平面上， 并與鋼板焊接或利用螺栓連接。再將鋼板與型鋼斜支撐2與型鋼混凝土柱3 中的型鋼焊接。
4) 制作邊框梁中的型鋼梁4，型鋼梁的緣與柱邊預設短鋼梁的翼緣焊 接，鋼梁的腹板與短鋼梁的腹板用雙夾板高強度螺栓摩擦型連接。型鋼梁 與型鋼混凝土柱3及鋼板1與斜支撐11進行可靠剛性連接，構成鋼桁架-鋼板組合結構。其中，型鋼斜支撐的上端伸入邊框梁中，與上邊框梁中的 型鋼梁4焊接。下端伸入型鋼混凝土柱和下邊框梁的節(jié)點中，與型鋼混凝 土柱3、下邊框梁中型鋼梁4焊接；
5) 配置型鋼混凝土柱3和邊框梁中的鋼筋，其中箍筋穿過鋼板的預留
孔洞或槽；
6) 在型鋼混凝土柱和邊框梁布筋外側保留一定保護層厚度，支模板；
7) 澆筑型鋼混凝土柱和邊框梁的混凝土，成型后即為鋼桁架-鋼板組合
剪力墻。
本實施例的結構形式如圖4所示，與實施例l基本相同，不同之處僅 在于型鋼斜支撐2在鋼板平面內(nèi)呈X形布置，其上端伸入型鋼混凝土柱 3與上邊框梁的節(jié)點中，與型鋼混凝土柱3中的型鋼、上邊框梁中的型鋼梁 4同時連接。下端伸入型鋼混凝土柱和下邊框梁的節(jié)點中，與型鋼混凝土柱 3中的型鋼、下邊框梁中的型鋼梁4同時連接。 實施例3
本實施例的結構形式如圖5所示，與實施例l基本相同，不同之處僅
在于型鋼斜支撐2在鋼板平面內(nèi)呈八字形布置，其上端伸入上邊框梁與
梁中的型鋼梁4固連，其下端伸入型鋼混凝土柱3和下邊框梁的節(jié)點中，
與型鋼混凝土柱3、下邊框梁中的型鋼梁4同時連接。
實施例4
當剪力墻高寬比值小于1時，采用多個復合斜支撐網(wǎng)狀布置效果較好。 其結構形式如圖6、圖7、圖8所示，型鋼斜支撐在鋼板平面內(nèi)的布置形式 可以為人字形、八字形或X形布置，其它結構與實施例l相同。
權利要求
1、鋼桁架-鋼板組合剪力墻，包括上下邊框梁、與邊框梁固結的邊框柱和布置在邊框梁和邊框柱之間的鋼板(1)；所述邊框梁為由型鋼梁(4)和澆注在型鋼梁(4)外圍的混凝土構成的型鋼-混凝土組合梁；其特征在于所述邊框柱為由型鋼和澆注在型鋼外圍的混凝土構成的型鋼混凝土柱(3)，型鋼混凝土柱(3)中的型鋼與鋼板及邊框梁中的型鋼梁(4)固連，在鋼板平面上斜向固結型鋼斜支撐(2)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的鋼桁架-鋼板組合剪力墻，其特征在于所述的型鋼斜支撐(2)呈人字形或八字形布置，其上端伸入上邊框梁中與型鋼梁(4) 固結，下端伸入下邊框梁與型鋼混凝土柱(3)的節(jié)點中，同時與下邊框梁中 的型鋼梁(4)和型鋼混凝土柱(3)中的型鋼固連。
3、 根據(jù)權利要求1所述的鋼桁架-鋼板組合剪力墻，其特征在于所述的型 鋼斜支撐(2)呈X形布置，其上端伸入上邊框梁與型鋼混凝土柱(3)的節(jié) 點中，同時與上邊框梁中的型鋼梁(4)及型鋼混凝土柱(3)中的型鋼固連； 下端伸入下邊框梁與型鋼混凝土柱(3)的節(jié)點中，同時與下邊框梁中的型鋼 梁(4)和型鋼混凝土柱(3)中的型鋼固連。
4、 如權利要求1所述的鋼桁架-鋼板組合剪力墻的制作方法，其特征在于， 該方法是按以下順序進行的1) 配置型鋼混凝土柱(3)中的型鋼；2) 配置鋼板(1)，并在鋼板(1)上預留孔洞或切割槽；3) 配置型鋼斜支撐(2)，將型鋼斜支撐(2)斜向布置在鋼板平面內(nèi)并 與鋼板固連；再將鋼板(1)、型鋼斜支撐(2)與型鋼混凝土柱(3)中的型 鋼固連；4) 配置上下邊框梁中的型鋼梁(4)，將型鋼梁(4)與鋼板、型鋼斜支 撐(2)及型鋼混凝土柱(3)中的型鋼進行剛性連接，構成鋼桁架-鋼板組合 結構；5) 在型鋼梁4)和型鋼混凝土柱(3)中的型鋼外配置鋼筋，并在鋼筋外綁扎箍筋，組成鋼筋網(wǎng)；箍筋穿過鋼板(1)上預留的孔洞或切割槽；6) 在型鋼混凝土柱(3)和型鋼梁(4)布筋外側預留保護層厚度，支模板；7) 澆筑型鋼混凝土柱和邊框梁的混凝土，成型后即為鋼桁架-鋼板組合 剪力墻。
5、 根據(jù)權利要求4所述的鋼桁架-鋼板組合剪力墻的制作方法，其特征在于: 步驟3)、步驟4)中所述的型鋼斜支撐(2)呈人字形或八字形，其上端伸入 上邊框梁中與型鋼梁(4)固結，下端伸入下邊框梁與型鋼混凝土柱(3)的 節(jié)點中，同時與下邊框梁中的型鋼梁(4)和型鋼混凝土柱(3)中的型鋼固連。
6、 根據(jù)權利要求4所述的鋼桁架-鋼板組合剪力墻的制作方法，其特征在于: 步驟3)、步驟4)中所述的型鋼斜支撐(2)呈X形布置，其上端伸入上邊框 梁與型鋼混凝土柱(3)的節(jié)點中，同時與上邊框梁中的型鋼梁(4)及型鋼 混凝土柱(3)中的型鋼固連；下端伸入下邊框梁與型鋼混凝土柱(3)的節(jié) 點中，同時與下邊框梁中的型鋼梁(4)和型鋼混凝土柱(3)中的型鋼固連。
全文摘要
本發(fā)明是一種剪力墻，特別涉及鋼桁架-鋼板組合剪力墻及其制作方法。包括邊框梁、與邊框梁固結的邊框柱和布置在邊框梁和邊框柱之間的鋼板。邊框梁包括型鋼梁和澆注在型鋼梁外的混凝土構成型鋼-混凝土組合梁。邊框柱為由型鋼和澆注在型鋼外的混凝土構成的型鋼混凝土柱，型鋼混凝土柱中的型鋼與鋼板及邊框梁中的型鋼梁固連，在鋼板平面上斜向固結型鋼斜支撐，型鋼斜支撐可呈人字形、X形或八字形布置。型鋼梁、型鋼混凝土柱、型鋼斜支撐和鋼板組合，形成鋼桁架-鋼板組合結構。本發(fā)明的剪力墻比現(xiàn)有剪力墻的初始剛度大、承載能力高、承載力和剛度衰減慢、整體抗震耗能性能好，后期抗震性能相對穩(wěn)定，可有效減輕底部剪切滑移破壞。
文檔編號E04B2/56GK101457558SQ20081024051
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權日2008年12月19日
發(fā)明者周中一, 張建偉, 張文江, 斌 彭, 曹萬林, 董宏英 申請人:北京工業(yè)大學