一种PEC剪力墙及施工方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑领域，具体涉及一种PEC剪力墙及施工方法。

背景技术

部分外包组合剪力墙（Partially Encased Composite Shear Wall，以下简称PEC剪力墙）是采用工字钢或热轧薄钢板组合截面，由 2-3 个 H 形钢或工字形钢（轧制或焊接）与钢板拼接而成，并在翼缘板之间浇筑混凝土所形成。PEC剪力墙结合实际受力时构件自身内力分布，通过调节钢板厚度、区格布置以达到较佳的经济效果。

目前 PEC 剪力墙构件中一般采用厚实型钢截面，如图1所示为常见的一种PEC剪力墙构造样式，其约束构造主要由翼缘系杆1及纵筋3构成，构件可在工厂加工完成，施工现场仅进行拼接安装，可在保证构件施工质量基础上有效地减少施工周期，具有良好的经济效应。但对于宽厚比较大的PEC剪力墙，一般需要由多个区格4组成（图1中展示了4个区格），相邻区格之间需要焊接肋板2，相邻区格间的翼缘系杆1需与肋板2焊接，这种结构的PEC剪力墙存在焊接工作量大、工厂预制成本高、标准化加工程度低的不足。

发明内容

本发明公开了两种新型结构的PEC剪力墙，还同时公开了这两种PEC剪力墙的施工方法，相比于现有剪力墙结构，均可以显著减少工厂的焊接量，实现标准化构件的加工，降低制造成本，加强PEC剪力墙的承载力及整体稳定性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种PEC剪力墙，包括腹板、位于腹板两端的端柱、位于腹板两侧的钢筋网片、贯穿腹板的多个对拉剪力筋；腹板上开设多个冲孔，对拉剪力筋包括连接筋以及位于连接筋两端且垂直于连接筋的折弯部，对拉剪力筋的连接筋贯穿腹板的冲孔，对拉剪力筋两端的折弯部各自与同侧的钢筋网片对扣连接，钢筋网片的端部与相邻侧的端柱翼缘固定连接，腹板两侧以及端柱空腔均浇筑混凝土。

进一步，所述端柱包括H型钢以及端部钢筋网片，H型钢包括第一翼缘、第二翼缘及端部腹板，端部腹板与腹板共面，端部腹板的两侧各自设置端部钢筋网片，钢筋网片的端部焊接于第二翼缘上；端部钢筋网片包括位于两端平行布设的纵向钢筋以及与两端纵向钢筋相连的多个横向钢筋，位于两端的纵向钢筋为螺纹钢筋且纵向钢筋的直径大于横向钢筋的直径，同侧的端部钢筋网片中的一端纵向钢筋固定于第一翼缘上，另一端纵向钢筋固定于第二翼缘上，端部腹板的两侧浇筑混凝土。

进一步，所述纵向钢筋的直径为25mm，对拉剪力筋的直径为8mm，腹板上冲孔的直径为11mm。

上述PEC剪力墙的施工方法包括如下步骤：

步骤1：在工厂内预制形成端柱中的H型钢，在工厂内预制形成端部钢筋网片以及钢筋网片；

步骤2：将两个端部钢筋网片分别放置在H型钢的端部腹板两侧，将每一侧的端部钢筋网片中的纵向钢筋以断续焊的方式固定在H型钢的翼缘上；

步骤3：将开设好冲孔的腹板两端分别焊接在两个端柱的翼缘上；

步骤4：将多个对拉剪力筋穿入腹板上的冲孔中；

步骤5：在腹板两侧各放置一个钢筋网片，令对拉剪力筋的折弯部与同侧的钢筋网片扣合连接，并将钢筋网片的两端焊接在端柱的翼缘上；

步骤6：完成步骤5后，在腹板两侧以及端部腹板两侧分别浇筑混凝土，充分振捣成型。

一种PEC剪力墙，包括由第一翼缘、第二翼缘、腹板构成的工字型钢，腹板的两侧分别设有钢筋网片，腹板上开设多个冲孔，腹板的冲孔中贯穿插入对拉剪力筋；对拉剪力筋包括连接筋以及位于连接筋两端且垂直于连接筋的折弯部，对拉剪力筋的连接筋贯穿腹板的冲孔，对拉剪力筋两端的折弯部各自与同侧的钢筋网片对扣连接，钢筋网片的端部与相邻侧的翼缘固定连接，腹板两端靠近翼缘处分别沿纵向间隔设置多个加强三角筋，每个加强三角筋从腹板上的冲孔穿过并折弯形成三角形的两条边，每个加强三角筋折弯后的自由端固定于同侧的翼缘上，加强三角筋与翼缘面构成三角形截面，腹板两侧浇筑混凝土。

进一步，所述加强三角筋的直径为10mm。

进一步，上下相邻加强三角筋的间距为100mm～200mm。

上述PEC剪力墙的施工方法包括如下步骤：

步骤1：在工厂内对腹板冲孔，然后再与翼缘焊接形成工字型钢，在工厂内预制形成钢筋网片；

步骤2：在腹板两端靠近翼缘处的冲孔中沿纵向穿入折弯后的加强三角筋，将加强三角筋的自由端焊接在翼缘上；

步骤3：将多个对拉剪力筋穿入腹板上的冲孔中；

步骤4：在腹板两侧各放置一个钢筋网片，令对拉剪力筋的折弯部与同侧的钢筋网片扣合连接，并将钢筋网片的两端焊接在翼缘上；

步骤5：完成步骤4后，在腹板两侧浇筑混凝土并充分振捣成型。

本发明所设计的PEC剪力墙，通过在腹板上冲孔并设置对拉剪力筋来代替现有技术中的肋板，采用预焊形成的钢筋网片代替现有技术中的翼缘系杆，令对拉剪力筋与钢筋网片对扣进行连接，只需将钢筋网片的两端焊接在翼缘上即可，相比于现有技术中的结构，省去了肋板和翼缘系杆的焊接，大大减少了工厂的焊接量，并且，钢筋网片可采用标准化批量生产，更有利于实现PEC剪力墙的标准化生产。对拉剪力筋与钢筋网片对扣连接，更容易与浇筑的混凝土粘结成一体，本发明还通过对端部进行加强处理，相比于现有PEC剪力墙，其承载力更高，整体稳定性更强。

附图说明

图1为现有技术中的一种PEC剪力墙构造样式图；

图2为实施例一对应的PEC剪力墙俯视结构图；

图3为实施例一对应的PEC剪力墙未浇筑混凝土前的立体结构图；

图4为实施例二对应的PEC剪力墙俯视结构图；

图5为实施例二对应的PEC剪力墙未浇筑混凝土前的立体结构图；

图6为实施例二对应的PEC剪力墙完成对拉剪力筋装配后的示意图；

图7为实施例一和实施例二中采用的钢筋网片结构示意图；

图8为实施例二对应的PEC剪力墙其端部加强三角筋的局部放大图。

附图标号说明：

1、翼缘系杆；2、肋板；3、纵筋；4、区格；5、端柱；51、H型钢；511、第一翼缘；512、第二翼缘；513、端部腹板；52、端部钢筋网片；521、纵向钢筋；522、横向钢筋；6、钢筋网片；7、腹板；8、对拉剪力筋；9、冲孔；10、混凝土；11、工字型钢；111、第一翼缘；112、第二翼缘；113、腹板；12、加强三角筋。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明公开一种内部填充混凝土的钢-混组合剪力墙结构，简称PEC剪力墙，旨在改进现有技术中如图1所示采用翼缘系杆1及肋板2的结构存在的端部构造节点弱、焊接工作量大、标准化作业程度低的不足，本实施例给出的结构尤其适用于宽厚比较大的PEC剪力墙，以下给出两个具体的实施例来阐述本发明改进后的PEC剪力墙结构。

实施例一：如图2和图3所示，本实施例的PEC剪力墙包括腹板7、位于腹板7两端的端柱5、位于腹板7两侧的钢筋网片6、位于腹板7上的对拉剪力筋8、浇筑的混凝土10。其中，端柱5起到端部构造加强的作用。端柱5包括H型钢51以及端部钢筋网片52，H型钢51由第一翼缘511、第二翼缘512及端部腹板513组成，腹板7的两端分别焊接在两端端柱5的第二翼缘512上，令端部腹板513与腹板7位于同一平面内。腹板7上开设有多个冲孔9，冲孔9的直径为11mm。对拉剪力筋8采用直径为8mm的钢筋通过折弯形成U型结构，即包括中间的连接筋以及位于连接筋两端的折弯部，折弯部与连接筋垂直。钢筋网片6如图7所示，通过纵横交错的钢筋在工厂内预制而成。腹板7两侧各自设置一个钢筋网片6，每个钢筋网片6的两端分别焊接在同侧端柱5的第二翼缘512上。在腹板7的冲孔9中穿入对拉剪力筋8，令对拉剪力筋8的连接筋贯穿腹板7的冲孔9，令对拉剪力筋8两端的折弯部各自与同侧的钢筋网片6对扣连接。

为了加强PEC剪力墙的端部，在每侧端柱5的端部腹板513两侧分别设置一个端部钢筋网片52，该端部钢筋网片52包括位于两端平行布设的纵向钢筋521以及与两端纵向钢筋521相连的多个横向钢筋522，其中，位于两端的纵向钢筋521为螺纹钢筋且纵向钢筋521的直径远大于横向钢筋522的直径，本实施例中的纵向钢筋521的直径为25mm。将同侧端部钢筋网片52中的一端纵向钢筋521焊接固定于第一翼缘511上，将另一端纵向钢筋521焊接固定于第二翼缘512上。本实施例中端柱5通过粗螺纹钢筋与肢端组成组合截面，加上混凝土的作用，可防止PEC剪力墙的翼缘过早屈曲。由于纵向钢筋521为较粗的螺纹钢筋，其与腹板7的肢端相连形成格构关系，因此，纵向钢筋521与H型钢51的翼缘焊接采用断续焊即可，焊点间距可选4xD25=100，焊缝标注单侧30/100，由此，翼缘宽厚比可适当放宽（有钢筋补偿）。按照上述结构完成构件的连接后，在腹板7的两侧以及每个端柱5的端部腹板513两侧均浇筑混凝土10，即可形成本实施例的PEC剪力墙结构。

本实施例中上述PEC剪力墙施工方法具体如下：

步骤1：在工厂内预制形成端柱5中的H型钢51，H型钢51可选用成品工字型钢截面形式，也可以根据设计施工图纸通过两侧翼缘板与腹板组焊形成。同时，在工厂内预制形成钢筋网片6以及加粗螺纹的端部钢筋网片52。端部钢筋网片52可利用高频焊焊接工艺加工，可实现高效率标准化作业。

步骤2：将两个端部钢筋网片52分别放置在H型钢51的端部腹板513两侧，将每一侧的端部钢筋网片52中的纵向钢筋521以断续焊的方式固定在H型钢51的翼缘上，焊点间距可选4xD25=100，焊缝标注单侧30/100。

步骤3：将开设好冲孔9的腹板7两端分别焊接在两个端柱5的内侧翼缘上，形成PEC剪力墙的钢骨架。

步骤4：完成步骤3后，将多个对拉剪力筋8穿入腹板7上的冲孔9中。

步骤5：完成步骤4后，在腹板7两侧各放置一个钢筋网片6，令对拉剪力筋8的折弯部与同侧的钢筋网片6扣合连接，并将钢筋网片6的两端焊接在端柱5内侧的翼缘上。对拉剪力筋8具体穿孔的位置以及钢筋网片6的布置形式根据项目设计需要而定。

步骤6：完成步骤5后，构件与模台或其他脱模的材料上躺平，在腹板7两侧以及端部腹板513两侧分别浇筑混凝土，并充分振捣成型，以防气泡淤积形成空腔，养护完成后脱模堆放，验收完成后即可出厂运输。

实施例二：如图4至图8所示，本实施例的PEC剪力墙包括工字型钢11（工字型钢11由腹板113、第一翼缘111、第二翼缘112连接而成）、腹板113两侧的钢筋网片6、位于腹板113上的对拉剪力筋8、腹板113两端靠近翼缘处的多个加强三角筋12、浇筑的混凝土10。其中，腹板113上开设有多个冲孔9，冲孔9的直径为11mm。对拉剪力筋8采用直径为8mm的钢筋通过折弯形成U型结构，即包括中间的连接筋以及位于连接筋两端的折弯部，折弯部与连接筋垂直。钢筋网片6如图7所示，通过纵横交错的钢筋在工厂内预制而成。腹板113两侧各自设置一个钢筋网片6，钢筋网片6的一端焊接在第一翼缘111上，钢筋网片6的另一端焊接在第二翼缘112上。在腹板113的冲孔9中穿入对拉剪力筋8，令对拉剪力筋8的连接筋贯穿腹板113的冲孔9，令对拉剪力筋8两端的折弯部各自与同侧的钢筋网片6对扣连接。

本实施例中的PEC剪力墙与实施例一中主要不同体现在端部加强结构的设置上，即：本实施例是在腹板113两端靠近翼缘处，分别沿纵向间隔设置多个加强三角筋12，加强三角筋12采用直径为10mm的钢筋折弯形成，位于同一侧的上下相邻加强三角筋12之间的距离为100mm～200mm，令每个加强三角筋12的折弯处从腹板113上的冲孔9穿过，将每个加强三角筋12折弯后的自由端焊接在相邻同侧的翼缘上。这样设置后，折弯后的加强三角筋12与翼缘面可构成三角形截面，可有效防止翼缘过早屈曲，形成加固的端部构造，能提高PEC剪力墙的承载力以及整体稳定性。按照上述结构完成构件的连接后，在腹板113的两侧浇筑混凝土10，即可形成本实施例的PEC剪力墙结构。

本实施例中上述PEC剪力墙施工方法具体如下：

步骤1：在工厂内对腹板113冲孔，然后根据设计施工图纸将冲孔后的腹板113与翼缘板焊接形成工字型钢11，并在工厂内预制形成钢筋网片6。

步骤2：在腹板113两端靠近翼缘处的冲孔9中沿纵向间隔穿入折弯后的加强三角筋12，将加强三角筋12的自由端焊接在工字型钢11的翼缘上。

步骤3：将多个对拉剪力筋8穿入腹板113上的冲孔9中。

步骤4：在腹板113两侧各放置一个钢筋网片6，令对拉剪力筋8的折弯部与同侧的钢筋网片6扣合连接，并将钢筋网片6的两端焊接在工字型钢11的翼缘上。对拉剪力筋8具体穿孔的位置以及钢筋网片6的布置形式根据项目设计需要而定。

步骤5：完成步骤4后，构件与模台或其他脱模的材料上躺平，在腹板113两侧浇筑混凝土10并充分振捣成型，以防气泡淤积形成空腔，养护完成后脱模堆放，验收完成后即可出厂运输。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。