[发明专利]一种多室式双钢板混凝土组合剪力墙

说明书

技术领域：

本发明涉及一种新型剪力墙，尤其涉及一种多室式双钢板混凝土组合剪力墙，属于土木工程结构技术领域。

背景技术

近些年，随着我国经济的快速发展，城市化大大加快。大量人口涌进城市，以及经济的发展，使得土地资源日趋紧张。为缓和人地矛盾，住宅与商业建筑等都呈现出高层化、超高化的发展趋势，这也对相应的结构形式提出了更高的要求，一是要求其有良好的力学性能，如抗侧移刚度、极限承载力等；二是要求其有良好的延性和耗能能力，以使整栋建筑在较强烈地震荷载作用下，能发生较大变形，耗散较多能量，从而保证结构不发生倒塌和显著破坏，以有效保障人的生命安全和财产安全；三是要求其具有良好的施工性，构造简单。

高层建筑中，常用的抗侧力构件有框架和剪力墙两种，其中剪力墙的力学性能要优于框架，建筑越高，剪力墙应用越多，而传统形式的剪力墙在力学性能、抗震性能和施工简易性上面或多或少都有一定的不足。

1)钢筋混凝土剪力墙和型钢混凝土组合剪力墙

钢筋混凝土剪力墙和型钢混凝土组合剪力墙虽然刚度大承载力高，但延性和耗能能力都存在严重的不足。

2)钢板剪力墙

钢板剪力墙理论上钢板剪力墙无论力学性能还是滞回性能都比较理想，但由于其易发生面外屈曲，使得其构造复杂和利用不充分。

3)单钢板混凝土组合剪力墙

单钢板混凝土组合剪力墙是在钢板剪力墙上悬挂混凝土板，以防止钢板的面外屈曲。相关试验表明，此种形式的剪力墙的滞回性能和力学性能较纯钢板剪力墙有一定提高，但由于混凝土板刚度大的原因，混凝土板很容易发生开裂，使得其不能有效防止钢板屈曲，同时也很大程度影响其舒适性和适用性，另外，其施工也比较复杂。

20世纪90年代兴起了一种新型的组合剪力墙，即双钢板混凝土组合剪力墙。此种组合墙是由两侧的钢板和内部现浇的素混凝土墙体组成，钢板与混凝土之间由大量的抗剪栓钉、加劲肋、竖向隔壁等连接，以保证二者之间的协同工作，素混凝土外侧的两块钢板则由对拉钢筋、竖向隔板、加劲肋上焊接的缀板等连接，以抵抗墙体面外的剪力和约束混凝土变形，如图1。双钢板混凝土组合剪力墙的试验研究表明，其初始刚度大，承载力高，延性较好，滞回曲线饱满，耗能能力强，无屈曲声响。在施工上，墙体外侧双钢板相当于模板，不用额外支模，而且双钢板外框架又可以在工厂模块化加工，再在现场焊接，大大降低了其现场施工的难度，大大加快了施工速度。在耐火性能方面，双钢板混凝土组合剪力墙的耐火试验表明，这种墙体的防火性能较纯钢板剪力墙好，因为在受热时，墙体外侧的钢板主要起到将热传导给内部混凝土的作用，热量不会在外侧钢板上累积，虽然如此，外侧钢板仍然直接裸露热场中，钢板温度依然较高，其防火性仍然需要特殊处理。另外，双钢板混凝土组合剪力墙和其他钢结构一样，需要做特殊的防腐处理，以提高结构的耐久性。

因此，可以说双钢板混凝土组合剪力墙是一种非常理想的抗侧力构件，但在实际应用中，它仍存在刚度过大和延性不十分理想的缺点。过大的刚度不便于结构的刚度分配和调整，导致整个结构的刚度过分集中于双钢板混凝土组合剪力墙，不便于实现规范中提倡的多重抗震防线和整体承载。延性不十分理想不利于双钢板混凝土组合剪力墙的本身抗震。另外，刚度过大会使结构的温度应力特别大，从而使其丧失一部分承载力。

本发明（图2和图3）多室式双钢板混凝土组合剪力墙即是针对以上两个缺点，对双钢板混凝土组合剪力墙的一种改进和突破，从而形成的一种新型双钢板混凝土组合剪力墙。它是通过竖向隔板将普通双钢板混凝土组合剪力墙沿墙高方向分仓室，再在部分仓室内浇筑混凝土，另一部分仓室不浇筑混凝土或放置泡沫铝等耗能材料，从而将原本一体的墙体分割为并列的方钢管混凝土柱，使墙体的抗侧机制由整体剪切变形为主转变为并列方钢管柱的弯曲弯曲变形为主，达到降低墙体抗侧移刚度和进一步增加延性的目的，这和带竖缝钢筋混凝土剪力墙的工作机理相类似。需要特殊说明的是，多室式双钢板混凝土组合剪力墙中的有混凝土仓室与无混凝土仓室，不等宽，一般有混凝土仓室包括一个以上仓室，要比无混凝土仓室多，而且宽，整体上是有混凝土仓室与无混凝土仓室交错分布。为保证无混凝土仓室的钢板不屈曲，无混凝土仓室的钢板宽度要满足稳定性验算，如果不满足，需采取加劲肋等加强措施。整体上讲，多室式双钢板混凝土组合剪力墙可以进一步改善双钢板混凝土组合剪力墙的力学性能和抗震性能。

发明内容

1.发明目的：