[发明专利]多束状超高性能混凝土约束普通混凝土Z形柱及Z形短肢剪力墙

说明书

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，尤其涉及一种多束状超高性能混凝土约束普通混凝土 Z形柱及Z形短肢剪力墙。

背景技术

现代文明催生了人们对事物审美观念的转变，作为框架结构中的竖向承重构件—— 柱，其传统形式为矩形截面，柱楞突出墙面影响了建筑功能的发挥和视觉感官的不适。异 形柱结构具有与填充墙等厚的特点，因此避免了柱楞突出墙面，增加房间的实际使用面积， 提高“得房率”，深受业主和用户的青睐。随着住宅、办公等商业建筑不断向着高层及超 高层的方向发展，异形柱结构柱肢的宽度势必要加大，由此产生了力学性能与建筑使用功 能之间的矛盾，限制了异形柱结构的推广使用。

短肢剪力墙通常指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙，作为异形柱和一般剪 力墙的过渡形式，其广泛应用于高层住宅建筑和大型商业建筑，结构的重要性不言而喻。 与异形柱类似，短肢剪力墙的截面形式也是多种多样的，目前主要以L、T、十、Z形截面 形式布置在房间分隔墙的交点处。随着城市人口的增长以及经济的高速发展，城市建筑群 也不断向着高层及超高层建筑方向发展，然而用地紧张也需满足人们对“得房率”的需求， 这就向结构提出了更为苛刻的要求，即在不过大增加短肢剪力墙截面宽度的前提下保证其 承载能力的需求，该问题处理不当，则势必限制短肢剪力墙结构的推广使用。

为了满足结构承载能力的需求，诸多增强型措施被用于异形柱或短肢剪力墙结构，这 些措施主要包括提高混凝土强度(如采用高强混凝土)、增加含钢率(如采用型钢混凝土) 以及使用约束混凝土(如钢管混凝土)等。高强混凝土异形柱或短肢剪力墙虽然能提高柱 或墙本身的承载能力，但高强混凝土的脆性对结构柱或墙体本身的抗震性能十分不利。当 然内置的型钢可以在这方面弥补高强混凝土的不足，然而另一个显著问题也随之而来，即 在细长的异形柱柱肢或短肢剪力墙墙肢内布置较多的型钢将对梁柱节点区或梁-墙节点区 的钢筋布置十分困难，由此导致节点区的空间更加狭小，这对混凝土浇筑时其中粗骨料的 下降十分不利，易引起节点核心区出现空洞、蜂窝等现象。显然，采用约束混凝土技术能 更好地避免上述现象的产生，钢管混凝土异形柱或短肢剪力墙秉承了钢管混凝土结构的优 势，但在钢材使用量上则显得不够经济，更甚之处在于钢管混凝土异形柱或短肢剪力墙容 易出现90度阴角的现象，其可导致钢管对混凝土的约束作用不强，组合性能变差。虽然 相应的构造措施(如设置加劲肋和约束拉杆)也被提出来用于改善钢管混凝土异形柱或短 肢剪力墙的性能，但是这些措施会对钢管造成较大的损伤，并且加工成本也大幅度增加。 此外，外包的钢管在钢管混凝土异形柱后期防腐、防火处理上也极为繁琐，若处理不当， 则十分不利于异形柱或短肢剪力墙结构的耐久性能和防火性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种构造简单、施工便捷、性能优良、经济节约的多 束状超高性能混凝土约束普通混凝土Z形柱及Z形短肢剪力墙。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：多束状超高性能混凝土约束普通混 凝土Z形柱，包括Z形混凝土异形柱，Z形混凝土异形柱的柱体骨架包括包覆在异形柱外 的外包板和分隔异形柱截面内部空间的内隔板，柱体骨架由超高性能混凝土浇筑成型，且 构成骨架的外包板和内隔板相互贯通连接；外包板和内隔板将异形柱截面分割成多个独立 的单元体，形成多个束状的独立分体柱；Z形混凝土异形柱的三个柱肢交汇区设置相应的 正交内隔板。

内隔板垂直于异形柱各柱肢高度方向且平行于柱肢宽度方向。

在每个单元体内放置钢筋笼骨架，并采用普通混凝土将各单元体浇筑密实。

钢筋笼骨架为矩形，由纵向钢筋和水平箍筋绑扎而成。

Z形混凝土异形柱为异形柱框架结构中的柱网轴线转换柱。

多束状超高性能混凝土约束普通混凝土Z形短肢剪力墙，包括Z形混凝土短肢剪力墙， Z形混凝土短肢剪力墙的墙体骨架包括包覆在短肢剪力墙外的外包板和分隔短肢剪力墙截 面内部空间的内隔板，墙体骨架由超高性能混凝土浇筑成型，且构成骨架的外包板和内隔 板相互贯通连接；外包板和内隔板将短肢剪力墙截面分割成多个独立的单元体，形成多个 束状的独立分体墙；Z形混凝土短肢剪力墙的两个墙肢交汇区设置相应的正交内隔板。

内隔板垂直于短肢剪力墙各墙肢高度方向且平行于墙肢宽度方向。