[发明专利]一种内置预应力钢棒的带斜撑钢管混凝土边框剪力墙及作法

说明书

一种内置预应力钢棒的带斜撑钢管混凝土边框剪力墙及作法，属于一种提高结构抗震性能及可恢复性能的钢管混凝土边框组合剪力墙及制作方法。该剪力墙包括钢管混凝土边框柱、无粘结预应力钢棒、斜撑、钢筋混凝土剪力墙墙板、水平分布筋、竖向分布筋、基础梁、上边框梁。通过在钢管混凝土边框柱内配置适量的无粘结预应力钢棒，不仅能够提高剪力墙抗弯承载力，还能借助预应力钢棒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。本发明适用于高层建筑或大型复杂多层建筑的剪力墙结构或筒体结构，有较好的抗震性能，同时能够减小结构在地震作用下变形。

技术领域

本发明是一种内置预应力钢棒的带斜撑钢管混凝土边框剪力墙及作法，属于一种提高抗震性能及可恢复性能的新型剪力墙及制作方法。

背景技术

剪力墙作为高层建筑中应用最为广泛的抗侧力构件，其对结构抗震性能起到至关重要的作用。普通的钢筋混凝土剪力墙在地震作用下延性较差，对结构抗震性能不利。钢-混凝土组合结构能够充分发挥钢材延性好，抗拉强度高，混凝土抗压强度高等优势，避免钢构件易失稳和混凝土易脆性破坏等缺点，目前已成为高层与超高层建筑常用结构形式之一。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。并且相关学者研究表明剪力墙内部加斜撑能够提高剪力墙耗能能力与延性，减缓剪力墙刚度退化。

由于地震作用的随机性与复杂性，建筑物往往遭受超出建筑物设防等级的地震作用，导致难以修复甚至无法修复，严重影响了建筑物正常使用与人们日常生活。发明一种抗震性能良好且可恢复或易修复的剪力墙结构十分有必要。本发明在带斜撑钢管混凝土边框剪力墙的钢管混凝土边框柱内设置预应力钢棒，提出一种提高抗震性能及可恢复性能的新型剪力墙及制作方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高结构抗震性能，一定程度实现结构的可恢复性能的带斜撑的钢管混凝土边框剪力墙，主要用于高层建筑或大型复杂多层建筑的剪力墙结构或筒体结构，以减小其在地震作用下结构变形。

本发明采用以下技术方案：

内置预应力的带斜撑钢管混凝土边框剪力墙，由钢管混凝土边框柱(1)、预应力钢棒(2)、斜撑(3)、钢筋混凝土剪力墙墙板(7)组成。主要特征为：剪力墙两侧布置钢管混凝土边框柱(1)；无粘结预应力钢棒(2)置于钢管混凝土边框柱(1)内；端部固定在钢管混凝土边框柱(1)上的斜撑(3)内藏于钢筋混凝土剪力墙板(7)内。

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圆形或矩形，采用单腔体钢管混凝土柱或多腔体钢管混凝土边框柱。当采用矩形截面时，为保证钢管对混凝土约束，矩形截面高宽比宜在1-2之间，且钢管的壁厚大于8mm；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。对于矩形钢管混凝土边框柱高宽比大于2的单腔体截面增加栓钉或加劲肋构造措施。

所述无粘结预应力钢棒(2)采用符合GB/T 5223.3规定的低松弛无粘结预应力钢棒，当初始应力为抗拉强度70％时，应力松弛试验按GB/T 10120测定1000h松弛值小于2％；采用的低松弛预应力钢棒抗拉强度不小于1080MP，配置数量根据钢管混凝土边柱的截面大小增减，要求每侧无粘结预应力钢棒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；无粘结预应力钢棒端部采用螺母施加锚固。

所述斜撑(3)沿墙高交错布置，可以采用钢管，钢筋或者钢板；形状可为“X”字形，其倾斜角度在45度至60度之间，与钢管混凝土边框柱(1)实施刚性连接，这里的刚接采用焊接实现。

所述钢筋混凝土剪力墙墙板(7)的水平分布钢筋(5)与钢管混凝土边框柱(1)采用竖向连接钢板焊接牢固；竖向分布钢筋(6)上端、下端分别伸入上边框梁(8)和下边框梁或基础梁(9)中进行可靠的刚性连接。