[发明专利]长条形格栅钢管混凝土组合结构剪力墙及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑结构工程领域，涉及一种组合结构剪力墙，尤其涉及一种长条形格栅钢管混凝土组合结构剪力墙。

背景技术

高层钢结构建筑代表了未来建筑结构的发展方向，它具有强度高、自重轻、地基费用省、工业化程度高、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势。随着我国钢材产量的增加和房地产建设的发展，高层钢结构建筑已经得到越来越多的应用。我国是多地震国家，为了保证高层钢结构建筑的抗震安全，必须设置抵御强力地震的抗侧力剪力墙结构体系。

高层钢结构建筑常采用钢框架—剪力墙结构体系，其剪力墙可分为钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙、组合钢板剪力墙。钢框架—钢筋混凝土剪力墙结构体系是我国目前最流行的高层钢结构抗侧力体系，钢框架内设置钢筋混凝土剪力墙，具有抗侧力刚度大、造价低等优点，但存在钢筋混凝土剪力墙自重大、混凝土剪力墙延性差以及耗能不足等缺点。钢板剪力墙是一种新型的抗侧力结构体系，钢板墙内嵌于钢框架之中，具有施工速度快、自重轻、结构延性好、耗能能力强等优点，但存在薄钢板容易发生平面外屈曲、屈曲荷载低、屈曲噪声大等缺点。组合钢板剪力墙是在钢板两侧面现浇钢筋混凝土板的剪力墙，具有结构刚度大、屈曲荷载高、防火性能好等优点，但存在钢筋混凝土墙板和钢板被各个击破问题，外侧钢筋混凝土板墙先期破损，混凝土剥离损坏后与钢板分离，导致组合钢板剪力墙的后期表现接近非加劲钢板剪力墙，钢筋混凝土板墙对于内嵌钢板的保护是暂时的，此类组合钢板剪力墙抗震延性差和结构耗能不足。目前，高层钢结构建筑亟需一种抗震性能优良的新型组合钢板剪力墙结构。

现有的双层钢板剪力墙结构技术或多或少存在不足之处，不够成熟，有的双层钢板之间采用简单的螺栓拉结连接措施，拉结构造受力不可靠；有的双层钢板剪力墙结构构造复杂，无法灌入混凝土构成组合剪力墙结构，不能承受竖向荷载；有的纯钢结构的波形钢板剪力墙受力屈曲后不具有恢复力强度，其延性极差。现有双层钢板剪力墙结构技术亟需进行改进和完善，工程界热切期待钢板组合剪力墙结构的重大革新。

波形钢板是采用重型模压机压制而成的异性钢板，其波纹可以是梯形、正弦曲线、矩形、V折线形等形状，波形钢板成品已形成了单波长度从0.5m～2.8m的系列成熟产品，波形钢板加工制造厚度由2000年初的8～12mm扩展到现在的30mm左右。波形钢板抗剪切能力强，波形钢板具有自行加劲作用，抗屈曲能力强，用作波形钢腹板时无需设置额外的加劲板，波形钢腹板已经广泛地应用于大跨径连续箱梁桥中。

借鉴钢管混凝土组合结构的优点，将波形钢板与数条钢盖板竖向焊接连接，构成长条形格栅钢管墙板，长条格栅钢管内浇筑自密实高强度混凝土，形成长条形格栅钢管混凝土墙板，新型剪力墙墙板与周边边缘钢柱和边缘钢梁焊接连接，构成一种长条形格栅钢管混凝土组合结构剪力墙结构。新型装配式格栅钢管混凝土组合剪力墙，具有结构刚度大、工业化程度高、施工方便、抗屈曲能力强、屈服荷载高、延性好、耗能性能好、造价低等优点。

发明内容

技术问题：本发明提供了一种结构刚度大、施工快捷、抗屈曲能力强、延性好的长条形格栅钢管混凝土组合结构剪力墙。利用波形钢板与数条钢板条盖板竖向焊接构成长条形格栅钢管墙板，格栅钢管内浇筑自密实高强度混凝土，形成新型剪力墙，可用于超高层钢结构建筑。

技术方案：本发明的长条形格栅钢管混凝土组合结构剪力墙，包括长条形格栅钢管墙板、管内钢筋混凝土柱、边缘钢柱和边缘钢梁。长条形格栅钢管墙板由波形钢板和覆盖连接波形钢板竖向凹槽的钢板条盖板构成，波形钢板的竖向凹槽被钢板条盖板覆盖后形成空腔，长条形格栅钢管墙板的空腔内设置管内钢筋混凝土柱，长条形格栅钢管墙板的水平两端分别与一个边缘钢柱连接，上下两端分别与一个边缘钢梁连接。

本发明中，管内钢筋混凝土柱由管内混凝土、波钢板拉结箍筋、钢盖板拉结箍筋和管内竖向钢筋组成，管内混凝土密实充填长条形格栅钢管墙板的空腔，波钢板拉结箍筋与波形钢板的内侧面连接，钢盖板拉结箍筋与钢板条盖板的内侧面连接，波钢板拉结箍筋和钢盖板拉结箍筋相互叠合交汇形成口字型围框，竖向钢筋设置在口字型围框的四角。

本发明中的波形钢板为梯形、V形或矩形的波形钢板成品。

上述长条形格栅钢管混凝土组合结构剪力墙的制备方法，包括以下步骤：