[发明专利]一种内置预应力的钢管混凝土边框压型钢板剪力墙及作法

说明书

一种内置预应力的钢管混凝土边框压型钢板剪力墙及作法，属于一种提高结构抗震性能及可恢复性能的组合剪力墙及制作方法。该剪力墙包括钢管混凝土边框柱、无粘结预应力筋、压型钢板、剪力墙墙板等。该组合剪力墙利用两侧压型钢板相向倾斜布置形成的墙板提供抗剪承载力，钢管混凝土边框柱承压并提供抗弯承载力，构件传力明确。并且在钢管混凝土边框压型钢板剪力墙的边框柱内配置无粘结预应力筋，不仅能提高剪力墙抗弯承载力，还能借助预应力筋的预应力提供恢复力，减小剪力墙残余变形，从而调高剪力墙抗震性能及可恢复性能。该发明能够在高层剪力墙或框架结构抗震墙中应用。

技术领域

本发明是一种内置预应力的钢管混凝土边框压型钢板剪力墙及作法，属于一种提高结构抗震性能与恢复性能的预应力组合剪力墙及制作方法，能够在高层剪力墙或框架结构抗震墙中应用。

背景技术

钢板剪力墙与钢板混凝土组合剪力墙具有良好的抗震性能，作为高层建筑中常用的抗侧力构件，其对结构抗震性能起到至关重要的作用。双钢板混凝土剪力墙的外侧双钢板不仅能够在使用阶段约束内填混凝土，提高混凝土变形能力，还能作为混凝土浇筑模板，方便施工。但是多数钢板剪力墙设计时为达到先屈服再屈曲的目标，避免剪力墙钢板发生屈曲破坏，需增加钢板厚度或设置加劲肋。当采用厚钢板或在薄板上布置大量加劲肋，这样不但经济性差，而且不便于自由地调整结构的抗侧刚度，容易造成“强墙板，弱框架”，与内嵌钢板作为结构第一道“保险丝”的抗震理念不符。采用压型钢板剪力墙能够借助压型钢板本身的面外刚度，可将薄板性能向厚板转化，能够显著提高其屈服荷载。

钢管混凝土边框剪力墙作为一种组合剪力墙其充分发挥了钢管混凝土边框柱的抗压与抗拉作用，同时边框柱能够约束墙板变形与限制裂缝的开展，相比钢筋混凝土边框墙，在强度、刚度和延性方面均有一定程度提高。

发明内容

本发明提出的内置预应力的钢管混凝土边框压型钢板剪力墙，借助钢管混凝土边框柱抗压与抗弯，压型钢板剪力墙墙体提供抗剪承载力，剪力墙构件传力明确。并且通过钢管混凝土边框内的预应力筋减小墙体水平荷载作用下变形，一定程度实现剪力墙在地震作用后的恢复性能。该发明可用于剪力墙结构，或者框架抗震墙。

本发明采用以下技术方案：

内置预应力的钢管混凝土边框压型钢板剪力墙，主要由钢管混凝土边框柱(1)、预应力筋(2)、压型钢板(3)、栓钉或拉杆(4)组成。主要特征为：压型钢板剪力墙墙板两侧布置钢管混凝土边框柱(1)；预应力筋(2)置于钢管混凝土边框柱(1)内；剪力墙墙板(5)两侧的压型钢板(3)相向倾斜布置。

所述钢管混凝土边框柱(1)在墙体厚度方向的尺寸大于墙体厚度，钢管混凝土边框柱的截面为矩形，可采用单腔体钢管混凝土柱，也可采用多腔体钢管混凝土边框柱。当采用矩形截面时，钢管混凝土边框柱，高宽比宜在1-2之间，以发挥钢管对混凝土的约束效应；当钢管混凝土边框柱(1)高宽比大于2时，采用多腔体钢管混凝土柱，或增加栓钉、加劲肋构造措施。

所述预应力筋(2)用无粘结预应力筋，配置数量根据钢管混凝土边柱的截面大小适当增减，要求每侧无粘结预应力筋提供的设计抗拉承载力至少大于该侧钢管混凝土边框柱的极限抗拉承载力，以保证无粘结预应力钢棒提供足够的恢复力。无粘结预应力筋采用低松弛的钢绞线、预应力钢筋或预应力钢棒。

所述剪力墙两侧压型钢板(3)相向倾斜布置，其倾角在45度至60度之间。在压型钢板凸起肋位置打孔然后穿入栓钉或者对拉螺栓(4)，压型钢板(3)左右两侧与钢管混凝土边框柱(1)焊接，上下部分别锚固到上边框梁(6)和下边框梁或基础梁(7)内。

所述上边框梁(6)和下边框梁或基础梁(7)为钢筋混凝土梁，或为型钢混凝土梁，截面为矩形，混凝土现场浇筑。