一种无模板耗能钢板剪力墙及其施工方法
专利名称：一种无模板耗能钢板剪力墙及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种结构墙及其施工方法，特别是一种钢板剪力墙及其施工方法。
背景技术：
钢板剪力墙具有极高的抗侧力，良好的延性，优异的能量耗散能力和很高的安全储备，成为多高层钢结构一种新的结构形式，其现有的做法一般为是内部为钢板，外侧包裹钢筋混凝土。该做法存在以下问题1.施工困难，这种混合结构施工难度大；2.在地震发生时，耗能能力较差；3.外包的钢筋混凝土容易裂缝或者破坏维修成本高；4，与外围构件的连接难度大。
发明内容
本发明的目的是提供一种无模板耗能钢板剪力墙及其施工方法，要解决现有的混凝土外包式的钢板剪力墙结构施工困难，耗能性能差，需要支护模板费工费时的技术问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种无模板耗能钢板剪力墙结构，由外边缘构件和本体组成，所述外边缘构件包括位于本体顶面和底面的水平构件和位于本体侧面的竖向构件，所述水平构件和竖向构件与本体焊接或栓接连接，所述本体由内芯和外包钢板组成，所述内芯夹在相互平行的外包钢板之间，相互平行的外包钢板之间通过对拉螺栓拉结，所述同一平面内的外包钢板之间预留有竖缝，外包钢板在竖缝处通过封堵钢板封堵，所述竖缝内安装有耗能连接件。所述耗能连接件为填充材料形成的耗能块、钢筋混凝土块、耗能金属板或者上述两者或两者以上组合。所述耗能金属板与外包钢板平齐，设置在竖缝的两侧或与外包钢板垂直。所述填充材料为混凝土、水泥砂浆、石膏、石灰或橡胶，上述填充材料中加入纤维、 钢筋或者钢丝网片。所述封堵钢板上焊接有栓钉B或钢筋。所述竖缝的宽度为1 1000謹。所述外包钢板外表面设置有斜向加劲肋。所述外包钢板的内表面设置有栓钉A。所述耗能摩擦板为其上开有长圆形耗能孔的钢板，所述耗能金属板与外包钢板通过螺栓连接，其与外包钢板之间加或不加垫片。所述的无模板耗能钢板剪力墙的施工方法，步骤如下
步骤一，在工厂按照吊装需要制作水平构件和竖向构件、封堵钢板，把栓钉A、外包钢板、对拉螺栓加工完毕；
步骤二，现场通过焊接或者栓接把水平构件、竖向构件和外包钢板连接成整体，同一水平面内的外包钢板之间预留竖缝；
步骤三，在外包钢板和封堵钢板围合成的空腔内浇筑内芯；步骤四，在竖缝处施工耗能连接件。与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果
(1)本发明相对于现有的钢板剪力墙结构形式，其受力性能更好，内芯混凝土在外包钢板的包裹下处于三向受压状态，提高了混凝土的承载力和延性。外包钢板受到斜向加劲肋和防屈曲螺杆的约束，防止面外失稳，提高钢板的承载力和延性。(2)外包钢板兼作混凝土模板，便于浇筑混凝土，省去了混凝土支拆模工序，提高施工质量和速度，同时外包钢板顶面平直，减少了与钢梁和钢柱接口复杂性施工方便。(3)由于钢板外包在混凝土外，可在外包钢板外表面进行防火处理，增强建筑的防火性能。(4)通过在外包钢板之间预留竖缝，并在竖缝内设置耗能连接件使得钢板剪力墙的延性和刚度大大增加，提高了针对小震和大震等不同情况下的能力，同时减少了外包钢板在现场的连接焊接工序，一举两得。本发明可广泛应用于多高层钢结构中的剪力墙结构及其施工。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。图1是本发明实施例一结构示意图。图2是图IA-A剖视图。图3是本发明实施例二的结构示意图。图4是图;3B-B剖视图。图5是本发明实施例三的结构示意图。图6是图5C-C剖视图实施例一。图7是图5C-C剖视图实施例二。图8是耗能连接件处详图一。图9是耗能连接件处详图二。图10是耗能连接件处详图三。图11是耗能连接件处详图四。图12是耗能连接件处详图五。图13是耗能连接件处详图六。图14是耗能连接件处详图七。图15是耗能连接件处详图八。图16是耗能摩擦板详图。附图标记1 一外包钢板、2 —混凝土内芯、3 —水平构件、4 一竖向构件、5 —对拉螺栓、6 —栓钉A、7 —耗能连接件、7. 1 一耗能块、7. 2 一钢筋混凝土块、7. 3 一耗能金属板、 7. 4 一耗能摩擦板、8 —洞口、9 一斜向加劲肋、10 —封堵钢板、11 一螺栓、12 —垫片、13 —栓钉B、14 一长圆形耗能孔、15 —钢筋、16 —耗能支座。
具体实施例方式实施例一参见图1和图2所示，一种无模板耗能钢板剪力墙结构，由外边缘构件和本体组成，所述外边缘构件包括位于本体顶面和底面的水平构件3和位于本体侧面的竖向构件4，所述水平构件3和竖向构件4与本体焊接或栓接连接，所述本体由内芯2和外包钢板1组成，所述内芯2夹在相互平行的外包钢板1之间，相互平行的外包钢板之间通过对拉螺栓5拉结，所述同一平面内的外包钢板1之间预留有竖缝，外包钢板在竖缝处通过封堵钢板10封堵，所述竖缝内安装有耗能连接件7。所述竖向构件4为竖板或立柱。所述水平构件3为横向钢板或钢梁。所述外包钢板外表面可涂防锈层、防火层或两者结合。所述混凝土内芯为现浇混凝土或现浇钢筋混凝土。所述封堵钢板10上焊接有栓钉B13或钢筋15。 所述竖缝的宽度为1 1000mm。所述外包钢板的内表面设置有栓钉A6。实施例二参见图3和图4所示，与实施例一的区别是，所述本体上没有开洞口，所述外包钢板外表面设置有斜向加劲肋9。实施例三参见图5 图7所示，与实施例二的区别是，所述本体上没有开洞口，所述外包钢板外表面没有设置有斜向加劲肋。所述耗能连接件具体实施方式
参见图8 图16，图8中所述耗能连接件7为填充材料形成的耗能块7. 1。图9中所述耗能连接件7为填充材料形成的耗能块7. 1，所述封堵钢板10上焊接有栓钉B13。图10中所述耗能连接件7为填充材料形成的耗能块7. 1，所述封堵钢板10上焊接有钢筋15。上述填充材料为混凝土、水泥砂浆、石膏、石灰或橡胶，上述填充材料中加入纤维、钢筋或者钢丝网片。图11中所述耗能连接件7为钢筋混凝土块 7. 2，所述封堵钢板10上焊接有钢筋15。图12中所述耗能连接件7为钢筋混凝土块7. 2， 所述封堵钢板10上焊接有栓钉B13。图13中所述耗能连接件7为耗能金属板7. 3，所述其与封堵钢板10采用耗能支座连接16。图14中所述耗能连接件7为耗能金属板7. 3和耗能摩擦板7. 4的组合，所述耗能金属板7. 3与外包钢板1采用螺栓11连接，其间不垫垫片 12。图15中所述耗能连接件7为耗能金属板7. 3和耗能摩擦板7. 4的组合，所述耗能金属板7. 3与外包钢板1采用螺栓11连接，其间垫垫片12。所述耗能金属板7. 3与外包钢板1 平齐，设置在竖缝的两侧或与外包钢板垂直，设置在竖缝的顶部和底部。所述耗能摩擦板7. 4详图参见图16，为其上开有长圆形耗能孔14的钢板。所述的无模板耗能钢板剪力墙的施工方法，步骤如下
步骤一，在工厂按照吊装需要制作水平构件3和竖向构件4、封堵钢板10，把栓钉A6、外包钢板1、对拉螺栓5加工完毕；
步骤二，现场通过焊接或者栓接把水平构件3、竖向构件4和外包钢板1连接成整体，同一水平面内的外包钢板之间预留竖缝；
步骤三，在外包钢板1和封堵钢板围合成的空腔内浇筑内芯2 ； 步骤四，在竖缝处施工耗能连接件7。
权利要求
1.一种无模板耗能钢板剪力墙结构，由外边缘构件和本体组成，所述外边缘构件包括位于本体顶面和底面的水平构件(3 )和位于本体侧面的竖向构件(4)，所述水平构件(3 )和竖向构件(4)与本体焊接或栓接连接，其特征在于所述本体由内芯(2)和外包钢板(1)组成，所述内芯(2)夹在相互平行的外包钢板(1)之间，相互平行的外包钢板之间通过对拉螺栓(5)拉结，所述同一平面内的外包钢板(1)之间预留有竖缝，外包钢板在竖缝处通过封堵钢板(10)封堵，所述竖缝内安装有耗能连接件(7)。
2.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述耗能连接件(7)为填充材料形成的耗能块(7. 1)、钢筋混凝土块(7. 2)、耗能金属板(7. 3)或者上述两者或两者以上组合。
3.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述耗能金属板(7.3) 与外包钢板(1)平齐，设置在竖缝的两侧或与外包钢板垂直。
4.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述填充材料为混凝土、水泥砂浆、石膏、石灰或橡胶，上述填充材料中加入纤维、钢筋或者钢丝网片。
5.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述封堵钢板(10)上焊接有栓钉B (13)或钢筋(15)。
6.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述竖缝的宽度为 1 1000mm。
7.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述外包钢板外表面设置有斜向加劲肋(9)。
8.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述外包钢板的内表面设置有栓钉A (6)。
9.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述耗能摩擦板(7.4) 为其上开有长圆形耗能孔(14)的钢板，所述耗能金属板(7.3)与外包钢板通过螺栓(11)连接，其与外包钢板之间加或不加垫片(12)。
10.上述权利要求1 9所述的无模板耗能钢板剪力墙的施工方法，其特征在于步骤如下步骤一，在工厂按照吊装需要制作水平构件(3)和竖向构件(4)、封堵钢板(10)，把栓钉A (6)、外包钢板(1)、对拉螺栓(5)加工完毕；步骤二，现场通过焊接或者栓接把水平构件(3)、竖向构件(4)和外包钢板(1)连接成整体，同一水平面内的外包钢板之间预留竖缝；步骤三，在外包钢板(1)和封堵钢板围合成的空腔内浇筑内芯(2)；步骤四，在竖缝处施工耗能连接件(7 )。
全文摘要
本发明涉及一种无模板耗能钢板剪力墙及其施工方法，属于建筑构件技术领域，所述剪力墙本体由混凝土内芯和外包钢板组成，所述混凝土内芯夹在相互平行的外包钢板之间，相互平行的外包钢板之间通过对拉螺栓拉结，所述同一平面内的外包钢板之间预留有竖缝，外包钢板在竖缝处通过封堵钢板封堵，所述竖缝内安装有耗能连接件。本发明具有抗震性能好，施工方便，可充分发挥混凝土和钢材两种主要建筑材料的力学性能等优点，可广泛应用于多高层建筑的剪力墙结构及其施工。
文档编号E04G21/00GK102400506SQ20111028297
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者姚攀峰 申请人:姚攀峰
技术领域：
本发明涉及一种结构墙及其施工方法，特别是一种钢板剪力墙及其施工方法。
背景技术：
钢板剪力墙具有极高的抗侧力，良好的延性，优异的能量耗散能力和很高的安全储备，成为多高层钢结构一种新的结构形式，其现有的做法一般为是内部为钢板，外侧包裹钢筋混凝土。该做法存在以下问题1.施工困难，这种混合结构施工难度大；2.在地震发生时，耗能能力较差；3.外包的钢筋混凝土容易裂缝或者破坏维修成本高；4，与外围构件的连接难度大。
发明内容
本发明的目的是提供一种无模板耗能钢板剪力墙及其施工方法，要解决现有的混凝土外包式的钢板剪力墙结构施工困难，耗能性能差，需要支护模板费工费时的技术问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种无模板耗能钢板剪力墙结构，由外边缘构件和本体组成，所述外边缘构件包括位于本体顶面和底面的水平构件和位于本体侧面的竖向构件，所述水平构件和竖向构件与本体焊接或栓接连接，所述本体由内芯和外包钢板组成，所述内芯夹在相互平行的外包钢板之间，相互平行的外包钢板之间通过对拉螺栓拉结，所述同一平面内的外包钢板之间预留有竖缝，外包钢板在竖缝处通过封堵钢板封堵，所述竖缝内安装有耗能连接件。所述耗能连接件为填充材料形成的耗能块、钢筋混凝土块、耗能金属板或者上述两者或两者以上组合。所述耗能金属板与外包钢板平齐，设置在竖缝的两侧或与外包钢板垂直。所述填充材料为混凝土、水泥砂浆、石膏、石灰或橡胶，上述填充材料中加入纤维、 钢筋或者钢丝网片。所述封堵钢板上焊接有栓钉B或钢筋。所述竖缝的宽度为1 1000謹。所述外包钢板外表面设置有斜向加劲肋。所述外包钢板的内表面设置有栓钉A。所述耗能摩擦板为其上开有长圆形耗能孔的钢板，所述耗能金属板与外包钢板通过螺栓连接，其与外包钢板之间加或不加垫片。所述的无模板耗能钢板剪力墙的施工方法，步骤如下
步骤一，在工厂按照吊装需要制作水平构件和竖向构件、封堵钢板，把栓钉A、外包钢板、对拉螺栓加工完毕；
步骤二，现场通过焊接或者栓接把水平构件、竖向构件和外包钢板连接成整体，同一水平面内的外包钢板之间预留竖缝；
步骤三，在外包钢板和封堵钢板围合成的空腔内浇筑内芯；步骤四，在竖缝处施工耗能连接件。与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果
(1)本发明相对于现有的钢板剪力墙结构形式，其受力性能更好，内芯混凝土在外包钢板的包裹下处于三向受压状态，提高了混凝土的承载力和延性。外包钢板受到斜向加劲肋和防屈曲螺杆的约束，防止面外失稳，提高钢板的承载力和延性。(2)外包钢板兼作混凝土模板，便于浇筑混凝土，省去了混凝土支拆模工序，提高施工质量和速度，同时外包钢板顶面平直，减少了与钢梁和钢柱接口复杂性施工方便。(3)由于钢板外包在混凝土外，可在外包钢板外表面进行防火处理，增强建筑的防火性能。(4)通过在外包钢板之间预留竖缝，并在竖缝内设置耗能连接件使得钢板剪力墙的延性和刚度大大增加，提高了针对小震和大震等不同情况下的能力，同时减少了外包钢板在现场的连接焊接工序，一举两得。本发明可广泛应用于多高层钢结构中的剪力墙结构及其施工。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。图1是本发明实施例一结构示意图。图2是图IA-A剖视图。图3是本发明实施例二的结构示意图。图4是图;3B-B剖视图。图5是本发明实施例三的结构示意图。图6是图5C-C剖视图实施例一。图7是图5C-C剖视图实施例二。图8是耗能连接件处详图一。图9是耗能连接件处详图二。图10是耗能连接件处详图三。图11是耗能连接件处详图四。图12是耗能连接件处详图五。图13是耗能连接件处详图六。图14是耗能连接件处详图七。图15是耗能连接件处详图八。图16是耗能摩擦板详图。附图标记1 一外包钢板、2 —混凝土内芯、3 —水平构件、4 一竖向构件、5 —对拉螺栓、6 —栓钉A、7 —耗能连接件、7. 1 一耗能块、7. 2 一钢筋混凝土块、7. 3 一耗能金属板、 7. 4 一耗能摩擦板、8 —洞口、9 一斜向加劲肋、10 —封堵钢板、11 一螺栓、12 —垫片、13 —栓钉B、14 一长圆形耗能孔、15 —钢筋、16 —耗能支座。
具体实施例方式实施例一参见图1和图2所示，一种无模板耗能钢板剪力墙结构，由外边缘构件和本体组成，所述外边缘构件包括位于本体顶面和底面的水平构件3和位于本体侧面的竖向构件4，所述水平构件3和竖向构件4与本体焊接或栓接连接，所述本体由内芯2和外包钢板1组成，所述内芯2夹在相互平行的外包钢板1之间，相互平行的外包钢板之间通过对拉螺栓5拉结，所述同一平面内的外包钢板1之间预留有竖缝，外包钢板在竖缝处通过封堵钢板10封堵，所述竖缝内安装有耗能连接件7。所述竖向构件4为竖板或立柱。所述水平构件3为横向钢板或钢梁。所述外包钢板外表面可涂防锈层、防火层或两者结合。所述混凝土内芯为现浇混凝土或现浇钢筋混凝土。所述封堵钢板10上焊接有栓钉B13或钢筋15。 所述竖缝的宽度为1 1000mm。所述外包钢板的内表面设置有栓钉A6。实施例二参见图3和图4所示，与实施例一的区别是，所述本体上没有开洞口，所述外包钢板外表面设置有斜向加劲肋9。实施例三参见图5 图7所示，与实施例二的区别是，所述本体上没有开洞口，所述外包钢板外表面没有设置有斜向加劲肋。所述耗能连接件具体实施方式
参见图8 图16，图8中所述耗能连接件7为填充材料形成的耗能块7. 1。图9中所述耗能连接件7为填充材料形成的耗能块7. 1，所述封堵钢板10上焊接有栓钉B13。图10中所述耗能连接件7为填充材料形成的耗能块7. 1，所述封堵钢板10上焊接有钢筋15。上述填充材料为混凝土、水泥砂浆、石膏、石灰或橡胶，上述填充材料中加入纤维、钢筋或者钢丝网片。图11中所述耗能连接件7为钢筋混凝土块 7. 2，所述封堵钢板10上焊接有钢筋15。图12中所述耗能连接件7为钢筋混凝土块7. 2， 所述封堵钢板10上焊接有栓钉B13。图13中所述耗能连接件7为耗能金属板7. 3，所述其与封堵钢板10采用耗能支座连接16。图14中所述耗能连接件7为耗能金属板7. 3和耗能摩擦板7. 4的组合，所述耗能金属板7. 3与外包钢板1采用螺栓11连接，其间不垫垫片 12。图15中所述耗能连接件7为耗能金属板7. 3和耗能摩擦板7. 4的组合，所述耗能金属板7. 3与外包钢板1采用螺栓11连接，其间垫垫片12。所述耗能金属板7. 3与外包钢板1 平齐，设置在竖缝的两侧或与外包钢板垂直，设置在竖缝的顶部和底部。所述耗能摩擦板7. 4详图参见图16，为其上开有长圆形耗能孔14的钢板。所述的无模板耗能钢板剪力墙的施工方法，步骤如下
步骤一，在工厂按照吊装需要制作水平构件3和竖向构件4、封堵钢板10，把栓钉A6、外包钢板1、对拉螺栓5加工完毕；
步骤二，现场通过焊接或者栓接把水平构件3、竖向构件4和外包钢板1连接成整体，同一水平面内的外包钢板之间预留竖缝；
步骤三，在外包钢板1和封堵钢板围合成的空腔内浇筑内芯2 ； 步骤四，在竖缝处施工耗能连接件7。
权利要求
1.一种无模板耗能钢板剪力墙结构，由外边缘构件和本体组成，所述外边缘构件包括位于本体顶面和底面的水平构件(3 )和位于本体侧面的竖向构件(4)，所述水平构件(3 )和竖向构件(4)与本体焊接或栓接连接，其特征在于所述本体由内芯(2)和外包钢板(1)组成，所述内芯(2)夹在相互平行的外包钢板(1)之间，相互平行的外包钢板之间通过对拉螺栓(5)拉结，所述同一平面内的外包钢板(1)之间预留有竖缝，外包钢板在竖缝处通过封堵钢板(10)封堵，所述竖缝内安装有耗能连接件(7)。
2.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述耗能连接件(7)为填充材料形成的耗能块(7. 1)、钢筋混凝土块(7. 2)、耗能金属板(7. 3)或者上述两者或两者以上组合。
3.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述耗能金属板(7.3) 与外包钢板(1)平齐，设置在竖缝的两侧或与外包钢板垂直。
4.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述填充材料为混凝土、水泥砂浆、石膏、石灰或橡胶，上述填充材料中加入纤维、钢筋或者钢丝网片。
5.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述封堵钢板(10)上焊接有栓钉B (13)或钢筋(15)。
6.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述竖缝的宽度为 1 1000mm。
7.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述外包钢板外表面设置有斜向加劲肋(9)。
8.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述外包钢板的内表面设置有栓钉A (6)。
9.根据权利要求1所述的无模板耗能钢板剪力墙，其特征在于所述耗能摩擦板(7.4) 为其上开有长圆形耗能孔(14)的钢板，所述耗能金属板(7.3)与外包钢板通过螺栓(11)连接，其与外包钢板之间加或不加垫片(12)。
10.上述权利要求1 9所述的无模板耗能钢板剪力墙的施工方法，其特征在于步骤如下步骤一，在工厂按照吊装需要制作水平构件(3)和竖向构件(4)、封堵钢板(10)，把栓钉A (6)、外包钢板(1)、对拉螺栓(5)加工完毕；步骤二，现场通过焊接或者栓接把水平构件(3)、竖向构件(4)和外包钢板(1)连接成整体，同一水平面内的外包钢板之间预留竖缝；步骤三，在外包钢板(1)和封堵钢板围合成的空腔内浇筑内芯(2)；步骤四，在竖缝处施工耗能连接件(7 )。
全文摘要
本发明涉及一种无模板耗能钢板剪力墙及其施工方法，属于建筑构件技术领域，所述剪力墙本体由混凝土内芯和外包钢板组成，所述混凝土内芯夹在相互平行的外包钢板之间，相互平行的外包钢板之间通过对拉螺栓拉结，所述同一平面内的外包钢板之间预留有竖缝，外包钢板在竖缝处通过封堵钢板封堵，所述竖缝内安装有耗能连接件。本发明具有抗震性能好，施工方便，可充分发挥混凝土和钢材两种主要建筑材料的力学性能等优点，可广泛应用于多高层建筑的剪力墙结构及其施工。
文档编号E04G21/00GK102400506SQ20111028297
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者姚攀峰 申请人:姚攀峰
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