預留施工余量的鋼連梁與混凝土剪力墻裝配式連接結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于裝配式組合結構連接技術領域，具體涉及型鋼連梁與混凝土剪力墻新型組合體系。
【背景技術】
[0002]混凝土聯(lián)肢墻結構形式是非常重要的結構形式，該種結構形式具有很好的剛度和延性。其中，鋼連梁不僅構造簡單，施工方便，而且可以提供很大的剪力，在地震作用下可以耗散大量能量，對結構起到很好的控制作用，因此相比于混凝土連梁就具有極大的優(yōu)越性。
[0003]組合結構構件在安裝定位時，由于混凝土澆筑時的各種不確定因素，使得構件之間的尺寸精度差，和預定尺寸存在較大差異，嚴重時會影響構件的安裝。
[0004]混合聯(lián)肢剪力墻在大震下耗能能力顯著，但是地震過后由于連梁發(fā)生嚴重塑性變形使得結構無法繼續(xù)使用，維修和更換都非常困難。
[0005]針對混合聯(lián)肢剪力墻結構，節(jié)點區(qū)的剛度和承載力至關重要，剛度太低導致梁端無法有效傳遞內(nèi)力，墻體之間耦合作用低，因而抵抗外荷載的能力降低。
[0006]已有混合聯(lián)肢剪力墻在節(jié)點區(qū)的連接形式有多種多樣，根據(jù)節(jié)點傳力特性可分為剛接節(jié)點、鉸接節(jié)點和半剛性節(jié)點三類。連接方式主要有直插式連接和端板錨筋連接等。
[0007]現(xiàn)有型鋼梁與混凝土剪力墻連接體系存在一些缺點，例如:
[0008]1、傳統(tǒng)的端板錨筋式節(jié)點剛度小，延性差，往復荷載作用下剛度和強度退化明顯，只適用于對延性要求較低的低層建筑中。
[0009]2、直插式節(jié)點剛度雖然大、延性好，但是震后無法更換，結構無法得到有效修復。
[0010]3、上述兩種連接體系無法滿足震后變形嚴重的連梁可更換需求，無法延長結構壽命，特別是對于重要建筑耗能構件的可更換顯得更加有意義，與此同時傳統(tǒng)連接體系施工過程極其繁瑣，剪力墻和連梁需要同時施工，對于構件的尺寸和定位要求較高，否則會出現(xiàn)安裝不上的問題。另外鋼筋綁扎、混凝土澆筑等問題都大大影響著聯(lián)肢墻的施工進度，尤其在高層及超高層中，這種問題帶來的弊端極其明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明針對上述問題提出了一種新型的裝配式連接體系，即采用端板和高強螺栓解決鋼連梁與混凝土墻現(xiàn)場連接問題，并用墊板和長圓螺栓孔來解決由于制造誤差導致構件軸向和橫向誤差較大，安裝不上的問題。其主要技術思路闡述為:在混凝土剪力墻的暗柱區(qū)域內(nèi)設置鋼骨柱，鋼骨柱與預留牛腿鋼梁段的焊接在工廠內(nèi)制作完成并運至施工現(xiàn)場；同時，在工廠內(nèi)完成鋼連梁的制作(含其端部連接板)，待施工現(xiàn)場含鋼骨柱的混凝土剪力墻施工完成后，用高強螺栓將鋼連梁兩端端板和牛腿上的端板拼接，并通過墊板和長圓螺栓孔進行安裝調(diào)節(jié)。這種裝配式連接體系采用外伸端板和高強螺栓的拼接，端板中間插入墊板，其中墊板和與鋼梁焊接端板開設兩種方向長圓螺栓孔，以此大大提高了施工效率和安裝準確度，同時也保證了鋼連梁的快速可更換能力。
[0012]基于上述思路，本發(fā)明需要保護表征的技術方案為:
[0013]本發(fā)明提出的裝配式連接體系，其特征在于，由混凝土剪力墻1、預埋于混凝土剪力墻中的型鋼柱3、預留變截面牛腿梁段4、鋼連梁7、端板9和開設兩個方向長圓孔的墊板5組成；
[0014]所述預留牛腿梁段4的截面在墻肢外開始以一定比例縮進直到與鋼連梁7截面相同；
[0015]所述端板9采用外伸式；
[0016]所述預留變截面牛腿梁段4與內(nèi)埋于剪力墻中的鋼骨柱3焊接，牛腿梁段4與鋼連梁7端部分別焊接端板9，端板9之間內(nèi)插墊板5使鋼連梁7頂緊在牛腿梁段4之間，最后用高強螺栓8通過兩個相反方向的斜45°長圓螺栓孔12將端板9和墊板5連接在一起；
[0017]墊板5沿正45°的方向開設長圓螺栓孔12，墊板5的平面尺寸小于端板9的尺寸；與鋼連梁7焊接的端板9在相應位置沿負45°的方向開設長圓螺栓孔12 ;
[0018]所述鋼連梁7試件以一定的負公差制作，預留施工余量，使試件長度稍短于牛腿鋼梁段4之間的距離，而由所述負公差導致的端板9之間的間隙可以用內(nèi)插墊板5填充。
[0019]綜上技術方案，混凝土剪力墻中的鋼骨柱與牛腿梁段采用焊縫連接，牛腿梁段和鋼連梁通過端板和高強螺栓拼接而成，以梁端焊接的端板作為拼接構件，以高強螺栓作為緊固件。在現(xiàn)場安裝或者更換鋼連梁時，首先確定墊板數(shù)量保證鋼連梁兩端頂緊，其次滑動墊板以及微調(diào)鋼連梁使端板和墊板上的螺栓孔對齊并允許螺栓穿入。最后擰緊高強螺栓完成安裝。
[0020]墊板可以同時在鋼連梁兩端節(jié)點處添加，墊板厚度為Imm?1.5_，每側端板數(shù)量不超過兩塊。
[0021]本發(fā)明保證鋼連梁7的可更換性以及方便施工。
[0022]為了滿足強節(jié)點弱構件的原則，保證鋼連梁屈服時節(jié)點區(qū)仍保持彈性，本發(fā)明將牛腿梁段4設計為變截面，截面在墻肢處放大來提高截面的承載能力；端板9采用外伸式，以此增加尚強螺檢8的數(shù)量，提尚端板9連接的承載力。
[0023]本發(fā)明的技術難點是構件的尺寸精度要求高，混凝土結構的誤差對于鋼構件的安裝產(chǎn)生嚴重影響，有時會影響構件安裝。這里安裝誤差包括鋼連梁軸向誤差和兩側對應端板的螺栓孔平面內(nèi)誤差，消除第一個誤差方法是以一定負公差來制作試件(一般為2?3mm)，預留安裝余量，保證試件只會短不會長，然后通過在構件兩端的端板9中間分別插入墊板5來填充端板中的縫隙，使構件頂緊在梁段4之間再進行拼裝；消除第二個誤差的方法是制作墊板5時，在螺栓對應位置開設正45°長圓螺栓孔12，在與鋼連梁7連接的端板9相應位置開設負45°長圓螺栓孔12，以此消除端板9上的螺栓孔在平面內(nèi)兩個方向上產(chǎn)生的誤差，只要同側端板9處相應螺栓孔位置可以穿過螺栓8即可連接。需要注意此時墊板5的平面尺寸應稍微小于端板9尺寸，以保證在調(diào)節(jié)墊板5位置以適應兩邊螺栓孔時，墊板5不會伸出端板9邊緣。
[0024]上述暗柱內(nèi)的鋼骨柱3可以是H型截面。
[0025]上述變截面牛腿鋼梁段4 一部分內(nèi)埋于混凝土剪力墻I中，另一部分伸出墻外，夕卜伸的梁段截面從墻邊緣縮進到與鋼連梁7截面相同。
[0026]上述端板9之間的墊板5在螺栓布置處