一種內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻。
【背景技術(shù)】
[0002]剪力墻是高層及超高層最為重要的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件，開發(fā)抗震性能良好的剪力墻體系十分重要。鋼-混凝土組合剪力墻充分利用和發(fā)揮了鋼和混凝土材料各自的優(yōu)勢，揚(yáng)長避短，是一種低成本、高效率的結(jié)構(gòu)組合形式，在我國也是一種具有廣闊發(fā)展前景的新型結(jié)構(gòu)體系。
[0003]在工程結(jié)構(gòu)中采用高強(qiáng)材料，既可滿足現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向高層和大跨度發(fā)展的需求，減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸，節(jié)約材料用量；也可提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，延長結(jié)構(gòu)使用年限，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。但混凝土的抗壓強(qiáng)度提高后，其抗拉、抗剪強(qiáng)度相對(duì)較低，延性降低，因而降低了混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能。
[0004]對(duì)于現(xiàn)有內(nèi)置鋼板普通混凝土組合剪力墻，由于普通混凝土在達(dá)到高強(qiáng)度要求下，其延性與抗裂能力比較弱，在大變形的情況下，混凝土板可能會(huì)發(fā)生開裂剝落，對(duì)鋼板的約束作用大大減弱，使組合剪力墻在大震作用下的延性及耗能能力大幅降低，裂縫外露難以避免，影響正常使用和耐久性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻，能夠克服現(xiàn)有內(nèi)置鋼板普通混凝土組合剪力墻的缺點(diǎn)，具有抗震性能好、防火和耐久性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0007]一種內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻，包括內(nèi)置鋼板，內(nèi)置鋼板的兩側(cè)設(shè)置有若干列帶孔加勁肋，內(nèi)置鋼板的兩端設(shè)置有型鋼，內(nèi)置鋼板、帶孔加勁肋和型鋼包裹在活性粉末混凝土中。
[0008]所述的帶孔加勁肋上開設(shè)有若干通孔。
[0009]所述的帶孔加勁肋沿內(nèi)置鋼板的全高布置。
[0010]所述的型鋼沿內(nèi)置鋼板的全高布置。
[0011]所述的型鋼為工字形型鋼。
[0012]所述的活性粉末混凝土由水泥、硅灰、粉煤灰、石英砂、減水劑、鋼纖維和水混合制成。
[0013]所述的活性粉末混凝土中各物質(zhì)的質(zhì)量比為，水泥:硅灰:粉煤灰:石英砂:減水劑:水:鋼纖維=1: (0.2 ?0.3): (0.2 ?0.4): (1.1 ?1.3): (0.02 ?0.03): (0.23 ?0.30): (0.15 ?0.29) ο
[0014]其截面含鋼率為0.04?0.2。
[0015]所述的內(nèi)置鋼板為單層鋼板。
[0016]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:
[0017]本發(fā)明提供的內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻，由于型鋼與其周圍的活性粉末混凝土構(gòu)成端柱，因此形成了帶端柱的內(nèi)置鋼板組合結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中活性粉末混凝土高強(qiáng)度、延性好的力學(xué)性能既能作為墻體理想的承重與抗震材料，還能作為內(nèi)置鋼板的側(cè)向支撐，起到很好的約束內(nèi)置鋼板的作用，能夠防止內(nèi)置鋼板過早出現(xiàn)局部屈曲，而且活性粉末混凝土對(duì)內(nèi)置鋼板起到保護(hù)作用，并兼顧防火和抗腐蝕作用。內(nèi)置鋼板上設(shè)置的帶孔加勁肋，能夠增強(qiáng)活性粉末混凝土和內(nèi)置鋼板間的耦合作用，傳遞剪力并協(xié)調(diào)內(nèi)置鋼板與活性粉末混凝土之間的擠壓屈曲變形，防止內(nèi)置鋼板與活性粉末混凝土之間出現(xiàn)雙向分離的問題。在內(nèi)置鋼板上設(shè)置帶孔加勁肋能進(jìn)一步提高墻體整體的延性與耗能能力，從而滿足大震下的延性與抗震承載力要求。本發(fā)明提供的組合剪力墻中用帶孔加勁肋取代傳統(tǒng)的栓釘來增強(qiáng)混凝土與鋼板之間的耦合、協(xié)同作用，可以有效的提高剪力墻體系受力過程中的延性。相對(duì)于栓釘而言，帶孔加勁肋的加工質(zhì)量更易于控制，方便操作，并且?guī)Э准觿爬吒欣趬w內(nèi)部管線的通過。本發(fā)明中端柱可以承擔(dān)更多的軸力，有效減小剪力墻的軸壓比，在強(qiáng)震作用后期，當(dāng)剪力墻性能下降后，端柱作為第二道抗震防線可以有效避免墻體倒塌，端柱和剪力墻形成整體來共同承擔(dān)剪力和彎矩，使得本發(fā)明的組合剪力墻能夠獲得更好的承載力及變形性能?；钚苑勰┗炷辆哂谐叩某休d能力，同時(shí)其延性和抗裂性能非常優(yōu)越，能同時(shí)達(dá)到高強(qiáng)度與高耐久性的要求，能夠克服現(xiàn)有內(nèi)置鋼板普通混凝土組合剪力墻的缺點(diǎn)。在相同承載力的情況下，本發(fā)明提供的內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻具有更大的抗剪剛度，而且厚度尺寸較小、自重較輕，這不僅提高了高層建筑的空間使用率，而且減小了基礎(chǔ)尺寸，所受的地震作用也相應(yīng)減小。綜上所述，本發(fā)明提供的組合剪力墻，其承載力高，延性和耗能能力好，抗震能力強(qiáng)，且具有防火性、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，性價(jià)比高，具有實(shí)際推廣價(jià)值。
[0018]進(jìn)一步的，與普通混凝土相比，本發(fā)明使用的活性粉末混凝土摻入了活性粉末硅灰、粉煤灰，利用活性粉末的微裂縫填充能力與二次水化作用，能得到超高強(qiáng)度的混凝土。并且還在活性粉末混凝土中摻入抗拉強(qiáng)度高、極限延伸率大、抗剪性能好的鋼纖維，能在很大程度上提高混凝土的韌性與延性，使得剪力墻在荷載作用下的延性及耗能能力有大幅度的提尚。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明提供的組合剪力墻的橫截面示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明提供的組合剪力墻中帶孔加勁肋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明提供的組合剪力墻的立體示意圖；
[0022]其中:1為內(nèi)置鋼板，2為帶孔加勁肋，3為活性粉末混凝土，4為型鋼。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0024]參見圖1至圖3，本發(fā)明提供的內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻，包括內(nèi)置鋼板1，內(nèi)置鋼板I為單層鋼板，內(nèi)置鋼板I的兩側(cè)設(shè)置有若干列帶孔加勁肋2，帶孔加勁肋2上均勻開設(shè)有若干橢圓形通孔，內(nèi)置鋼板I的兩端焊接有工字形型鋼，內(nèi)置鋼板1、帶孔加勁肋2和型鋼4包裹在活性粉末混凝土 3中，內(nèi)置鋼板I通過帶孔加勁肋2與活性粉末混凝土3緊密連接。帶孔加勁肋2和型鋼4沿內(nèi)置鋼板I的全高布置。型鋼4與其周圍的活性粉末混凝土 3構(gòu)成端柱?；钚苑勰┗炷?3由水泥、硅灰、粉煤灰、石英砂、減水劑、鋼纖維和水混合制成，其中各物質(zhì)的質(zhì)量比為水泥:硅灰:粉煤灰:石英砂:減水劑:水:鋼纖維=1: (0.2 ?0.3): (0.2 ?0.4): (1.1 ?1.3): (0.02 ?0.03): (0.23 ?0.30): (0.15 ?0.29)。該內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻的截面含鋼率為0.04?0.2。
[0025]本發(fā)明提供的內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻中的帶孔加勁肋2與型鋼4可在施工現(xiàn)場焊接于內(nèi)置鋼板I上，然后在指定位置安裝就位，支模后進(jìn)行活性粉末混凝土 3的澆筑，即在指定位置砌筑好了本發(fā)明提供的內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻。
[0026]本發(fā)明提供的內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻，能夠充分發(fā)揮鋼板與活性粉末混凝土兩種材料的各自優(yōu)勢，揚(yáng)長避短?；钚苑勰┗炷粮邚?qiáng)度、延性好的力學(xué)性能既能作為墻體理想的承重與抗震材料，還能作為內(nèi)置鋼板的側(cè)向支撐，內(nèi)置鋼板嵌于活性粉末混凝土內(nèi)，受到活性粉末混凝土的約束，能夠抑制內(nèi)置鋼板的雙向屈曲，而且活性粉末混凝土對(duì)內(nèi)置鋼板起到保護(hù)作用，并兼顧防火和抗腐蝕作用?；钚苑勰┗炷林袚饺牖钚猿煞止杌摇⒎勖夯?，以及抗拉強(qiáng)度高、極限延伸率大、抗剪性能好的鋼纖維，不僅大大提高了混凝土的抗壓與抗折能力，也增強(qiáng)了混凝土的韌性與延性，從而進(jìn)一步提高組合剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能。因此本發(fā)明提供的內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻是一種低成本、高效率的結(jié)構(gòu)組合形式，在我國也是一種具有廣闊發(fā)展前景的新型結(jié)構(gòu)體系。
[0027]另外，本發(fā)明提供的組合剪力墻使高性能的活性粉末混凝土能夠在高層、超高層建筑以及高地震烈度地區(qū)的建筑中得以推廣應(yīng)用，特別是抗震設(shè)防烈度8度以上地區(qū)的高層以及超高層建筑。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻，其特征在于:包括內(nèi)置鋼板(I)，內(nèi)置鋼板(I)的兩側(cè)設(shè)置有若干列帶孔加勁肋(2)，內(nèi)置鋼板(I)的兩端設(shè)置有型鋼(4)，內(nèi)置鋼板(I)、帶孔加勁肋(2)和型鋼(4)包裹在活性粉末混凝土(3)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻，其特征在于:所述的帶孔加勁肋(2)上開設(shè)有若干通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻，其特征在于:所述的帶孔加勁肋⑵沿內(nèi)置鋼板⑴的全高布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻，其特征在于:所述的型鋼⑷沿內(nèi)置鋼板⑴的全高布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻，其特征在于:所述的型鋼(4)為工字形型鋼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻，其特征在于:所述的活性粉末混凝土(3)由水泥、硅灰、粉煤灰、石英砂、減水劑、鋼纖維和水混合制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻，其特征在于:所述的活性粉末混凝土(3)中各物質(zhì)的質(zhì)量比為，水泥:硅灰:粉煤灰:石英砂:減水劑:水:鋼纖維=1: (0.2 ?0.3): (0.2 ?0.4): (1.1 ?1.3): (0.02 ?0.03): (0.23 ?0.30): (0.15 ?0.29)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻，其特征在于:其截面含鋼率為0.04?0.2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻，其特征在于:所述的內(nèi)置鋼板(I)為單層鋼板。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種內(nèi)置鋼板活性粉末混凝土組合剪力墻，包括內(nèi)置鋼板，內(nèi)置鋼板的兩側(cè)設(shè)置有若干列帶孔加勁肋，內(nèi)置鋼板的兩端設(shè)置有型鋼，內(nèi)置鋼板、帶孔加勁肋和型鋼包裹在活性粉末混凝土中。本發(fā)明的組合剪力墻可以充分發(fā)揮內(nèi)置鋼板和活性粉末混凝土各自的力學(xué)性能，活性粉末混凝土既能作為墻體理想的承重與抗震材料，還能作為內(nèi)置鋼板的側(cè)向支撐，起到對(duì)內(nèi)置鋼板的約束和保護(hù)作用。內(nèi)置鋼板上設(shè)置的帶孔加勁肋，能夠增強(qiáng)活性粉末混凝土和內(nèi)置鋼板間的耦合作用，防止內(nèi)置鋼板與活性粉末混凝土之間出現(xiàn)雙向分離的問題。本發(fā)明提供的組合剪力墻在強(qiáng)震作用下獲得更好的承載力、延性及耗能性能，抗震能力強(qiáng)，適用于高層、超高層建筑剪力墻。
【IPC分類】E04B1-98, E04B2-58
【公開號(hào)】CN104563332
【申請?zhí)枴緾N201410842058
【發(fā)明人】馬愷澤, 闕昂, 劉超, 劉伯權(quán)
【申請人】長安大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月30日