一種鋼筋桁架加勁的鋼板混凝土組合剪力牆及施工方法與流程

2023-12-08 00:45:41 2

本發明涉及建築施工技術領域，具體涉及一種鋼筋桁架加勁的鋼板混凝土組合剪力牆及施工方法。

背景技術：

在鋼結構特別是住宅鋼結構建築中，鋼板組合剪力牆由於其在室內少有露柱露梁，較鋼框架、框架支撐結構建築更易於被廣大住戶接受，其在高層住宅中使用更加廣泛，在jgj380-2015《鋼板剪力牆技術規程》中，推薦的鋼板組合剪力牆的牆體外包鋼板與內填混凝土之間的連接構造採用了栓釘、t形加勁肋、綴板或對拉螺栓這四種連接方式，也可以混合採用這幾種連接方式。如圖1所示為該5種鋼板組合剪力牆的構造示意圖。目前的鋼板組合剪力牆中，採用最多的是栓釘連接，因為在工廠栓釘與鋼板的焊接可以採用專門的栓釘焊機，專業化程度高，焊接質量穩定可靠，工人的生產效率最高；t形加勁肋的形式和力學性能與栓釘連接類似，只是t形加勁肋焊接沒有專業設備，焊接效率低一些，這兩種鋼板組合剪力牆焊接連接件時鋼板可以平放焊接，加工方便，兩片鋼板與端板組立焊接即加工完成。這兩種鋼板組合剪力牆的外包鋼板間除牆端外牆身中間沒有連接。這兩種鋼板組合剪力牆都存在一個問題：施工往鋼板牆內澆搗混凝土時，對鋼板側壁產生的壓力會使鋼板往外鼓曲、變形；如果一次澆搗3-4層高時，有12米液態混凝土產生的側壓力還有震動的附加壓力，這個壓力值很大，經常會出現爆板。因為栓釘或t形加勁肋的作用是使外包鋼板和內填混凝土形成整體，防止兩者相互分離。在壓應力作用下，鋼板具有向外發生局部屈曲的趨勢，設計時只考慮受壓階段使栓釘和t形加勁肋這個部分的承擔拉力。設計的板件寬厚比是栓釘和t形加勁肋間的鋼板寬度與厚度的比值，只能限制使用階段板件的受壓狀態下鋼板向外的局部屈曲，但在施工階段板件向外屈曲的計算寬度是牆體直段的端部橫向鋼板間的間距，兩塊外包鋼板間沒有連接一定要採取措施控制鋼板的爆板。

綴板或對拉螺栓作為鋼板間連接的另外兩種鋼板組合剪力牆，鋼板之間在混凝土硬化前就有連接可以平衡澆搗混凝土的側壓力，不易產生爆板。但是綴板的焊接是在封閉的空間，加工製造有難度所以使用的不多，對拉螺栓鋼板開孔數量大，鋼板外側螺栓頭外露，剪力牆面需要後期處理，需要大量人工。

目前現有技術中還推出鋼管束柱剪力牆結構，也是一種鋼板內灌注混凝土的鋼板組合剪力牆形式。圖2所示為鋼管束柱剪力牆的構造示意圖。鋼管束柱剪力牆結構很好得解決了鋼板爆板問題，而且開發了專門的焊接設備實現了機器自動焊接，工效高。但是每一道牆體的焊接量非常大，生產方式決定每隔一定寬度就有兩道豎向通長焊縫，焊縫多產生缺陷的因素就多，澆搗混凝土時必須每個封閉的腔體內獨立澆築密實，施工複雜。

因此需要提供一種鋼筋桁架加勁的鋼板混凝土組合剪力牆及施工方法，解決上面列出的幾種鋼板組合剪力牆存在不足之處，應用於工業化鋼結構建築的結構設計與工廠製造與工地現場建造即裝配化施工。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種鋼筋桁架加勁的鋼板混凝土組合剪力牆，採用鋼筋桁架作為剪力牆外包鋼板和內填混凝土之間連接加勁的鋼板混凝土組合剪力牆，解決澆築混凝土時的爆板問題。

為解決上述技術問題，本發明採用下述技術方案：

一種鋼筋桁架加勁的鋼板混凝土組合剪力牆，包括邊緣構件和剪力牆牆身構件；所述剪力牆牆身構件包括鋼板和設置在兩塊鋼板之間的鋼筋桁架；所述鋼筋桁架包括相互連接的鋼筋桁架連接部和鋼筋桁架焊接部，所述鋼筋桁架焊接部間隔固定在兩塊鋼板的內表面，所述鋼筋桁架連接部斜向連接在兩塊鋼板對應的鋼筋桁架焊接部之間。

優選地，所述剪力牆牆身構件包括若干條鋼筋桁架，所述鋼筋桁架豎向平行設置。

優選地，所述鋼筋桁架焊接部對應於另一塊鋼板上兩個相鄰的鋼筋桁架焊接部之間。

優選地，所述鋼筋桁架連接部斜向連接鋼筋桁架焊接部與另一塊鋼板上對應的兩個相鄰的鋼筋桁架焊接部之間。

優選地，所述鋼筋桁架焊接部為直線型或弧形。

優選地，所述鋼筋桁架的長度與所述鋼板的高度相同。

優選地，所述邊緣構件為閉口式矩形鋼管。

優選地，所述邊緣構件與所述剪力牆牆身構件組合成一字型、t型或l型。

優選地，所述剪力牆牆身構件內澆築混凝土。

本發明要解決的另一個技術問題是提供一種鋼筋桁架加勁的鋼板混凝土組合剪力牆的施工方法，該施工方法包括以下步驟：

s1，根據設計圖紙預製邊緣構件和剪力牆牆身構件，根據運輸長度限制及現場吊裝設備的能力，在剪力牆牆身構件拆分節，每一節接頭設置在樓面上1.3米的位置；

s2，加工鋼筋桁架，根據鋼筋桁架焊接部和鋼筋桁架連接部的設計尺寸，將鋼筋加工成需要的鋼筋桁架，鋼筋桁架的長度與鋼板的高度相同；

s3，鋼筋桁架與鋼板焊接，兩塊鋼板間隔一個牆身寬度，鋼筋桁架從鋼板的中部開始焊接，然後一根一根逐漸向兩側焊接；

s4，除鏽和塗裝，將剪力牆牆身構件進行拋丸除鏽，然後進行底漆、中間漆和第一道面漆的塗裝，並運輸至工地；

s5，在工地將邊緣構件和剪力牆牆身構件組合拼裝成設計好的一字型、t型或l型再吊裝；

s6，澆築混凝土，對剪力牆牆身構件內澆築混凝土並養護。

本發明的有益效果如下：

本發明的一種鋼筋桁架加勁的鋼板混凝土組合剪力牆由於採用了以上技術方案，通過在兩塊鋼板之間通過鋼筋桁架對焊拉結，防止鋼板受壓的局部屈曲，解決澆築混凝土時的爆板問題；實現機器設備自動焊接，提高生產效率，減少能源消耗，降低現場施工的複雜程度，降低工人的勞動強度，採用工業化生產方式在工廠製造、現場設備吊裝進行裝配化施工，現場澆築混凝土時降低工人勞動強度。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1示出本發明的現有技術中5種鋼板組合剪力牆的構造示意圖。

圖2示出本發明的現有技術中鋼管束柱剪力牆的構造示意圖。

圖3示出本發明的一種鋼筋桁架加勁的鋼板混凝土組合剪力牆的鋼筋桁架結構示意圖。

圖中各標記如下：1鋼板，2鋼筋桁架，21鋼筋桁架連接部，22鋼筋桁架焊接部，3混凝土。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發明，下面結合優選實施例和附圖對本發明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護範圍。

如圖1所示為現有技術中5種鋼板組合剪力牆的構造示意圖，目前牆體外包鋼板與內填混凝土之間的連接構造採用了栓釘、t形加勁肋、綴板、對拉螺栓或以上四種連接方式混合連接。應用最多的是第一種栓釘連接，專業化程度高，工人的生產效率最高，但澆築混凝土時容易爆板；第二種t形加勁肋連接，加工方便，但同樣存在澆築混凝土時容易爆板的問題；第三種綴板連接，不會爆板但加工困難；第四種對拉螺栓連接，鑽孔加工量大，還需要處理外露螺栓頭的空間與人工；第五種混合連接也存在上述四種連接方式各自的問題。

如圖2所示為現有技術中鋼管束柱剪力牆的構造示意圖，鋼管束柱剪力牆的u形鋼板腹板直接連接的方式自動化程度高，但焊接量大，消耗大量的焊材與動力。且澆搗混凝土時必須每個封閉的腔體內獨立澆築密實，施工複雜。

如圖3所示，本發明的一種鋼筋桁架加勁的鋼板混凝土組合剪力牆，包括邊緣構件和剪力牆牆身構件。所述邊緣構件為閉口式矩形鋼管。

所述剪力牆牆身構件包括鋼板1和設置在兩塊鋼板1之間的鋼筋桁架；所述剪力牆牆身構件包括若干條鋼筋桁架2，所述鋼筋桁架2豎向平行設置。所述鋼筋桁架2的長度與所述鋼板1的高度相同。所述邊緣構件與所述剪力牆牆身構件組合成一字型、t型或l型。

所述剪力牆牆身構件內澆築混凝土3。

所述鋼筋桁架2包括相互連接的鋼筋桁架連接部21和鋼筋桁架焊接部22，所述鋼筋桁架焊接部22間隔固定在兩塊鋼板1的內表面，所述鋼筋桁架連接部21斜向連接在兩塊鋼板1對應的鋼筋桁架焊接部22之間。

所述鋼筋桁架焊接部22對應於另一塊鋼板1上兩個相鄰的鋼筋桁架焊接部22之間。所述鋼筋桁架連接部21斜向連接鋼筋桁架焊接部22與另一塊鋼板1上對應的兩個相鄰的鋼筋桁架焊接部22之間。所述鋼筋桁架焊接部22為直線型或弧形。

本發明還公開了一種鋼筋桁架加勁的鋼板混凝土組合剪力牆的施工方法，該施工方法包括以下步驟：

s1，根據設計圖紙預製邊緣構件和剪力牆牆身構件，根據運輸長度限制及現場吊裝設備的能力，在剪力牆牆身構件拆分節，每一節接頭設置在樓面上1.3米的位置，一節可以是1層高，也可以是3到4層高；在對各個剪力牆牆身構件進行鋼連梁節點連接大樣設計及與樓板連接大樣的設計。

s2，加工鋼筋桁架2，根據鋼筋桁架焊接部22和鋼筋桁架連接部21的設計尺寸，將鋼筋加工成需要的鋼筋桁架2，鋼筋桁架2的長度與鋼板1的高度相同。

s3，鋼筋桁架2與鋼板1焊接，兩塊鋼板1間隔一個牆身寬度，鋼筋桁架2從鋼板1的中部開始焊接，然後一根一根逐漸向兩側焊接，焊接好一側翻身再焊接另外一側，對剪力牆牆身構件較長的還可以分塊對剖兩半焊接好鋼筋桁架2之後，再拼接成一體，因為焊接的機械臂長度有限。

s4，除鏽和塗裝，將剪力牆牆身構件進行拋丸除鏽，然後進行底漆、中間漆和第一道面漆的塗裝，螺栓連接需要的摩擦面要保護。再把焊接好鋼筋桁架2的每一個剪力牆牆身構件與邊緣構件的矩形鋼管焊接組合成圖紙拆分出直段剪力牆，便於運輸，未焊接邊緣構件的一端需要臨時加勁，防止運輸及吊裝過程中發生變形，並運輸至工地。

s5，在工地將邊緣構件和剪力牆牆身構件組合拼裝成設計好的一字型、t型或l型再吊裝；對於端牆、翼牆尺寸較小的可以在工廠焊好一字型、t型或l型再運輸；吊裝能力有限也可以把運到工地的剪力牆直段直接吊裝，在空中安裝位置上拼接成設計的剪力牆形狀。

s6，澆築混凝土3，對剪力牆牆身構件內澆築混凝土3並養護。當然樓面混凝土也可以等以後多節剪力牆相聯繫的更多層的樓面混凝土連續一層一層澆築，直至結構封頂。

顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定，對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這裡無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬於本發明的技術方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之列。