装配式组合剪力墙

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，特别涉及一种装配式组合剪力墙。

背景技术

剪力墙通常在构筑物中承受风荷载或地震作用引起的水平荷载和竖向荷载，正如剪力墙的名称，剪力墙主要承受的力以剪力为主，并起到增加结构的刚度、加强机构抗倒塌能力的作用。随着BIM技术与装配式施工概念的提出，装配式剪力墙被国家大力推广。其中钢板剪力墙和装配式混凝土剪力墙都有着广泛的应用，在一些特殊的建筑中如：核电站、冷凝塔等也会使用钢板－混凝土组合结构剪力墙。

一般根据钢板的厚度将钢板剪力墙分为厚钢板剪力墙和薄钢板剪力墙。厚钢板剪力墙的力学性能和抗震性能良好，但是耗钢量大，经济成本高限制着厚钢板剪力墙的发展。因此，薄钢板剪力墙成为发展的主流，但是薄钢板剪力墙由于宽厚比较大容易发生局部屈曲，对周边梁柱刚度要求较高且会对梁柱产生附加弯矩，此外钢板剪力墙大多采用螺栓连接，这种连接方式难免会对板孔洞周围产生应力集中，加重局部屈曲的程度。

在现在装配式住宅的建造中，大多会采用装配式混凝土剪力墙，其中灌浆套筒类和叠合板类装配式混凝土剪力墙是比较常见的两种形式但这两种形式也有着一些不尽如人意的缺点。

现有的灌浆套筒式连接节点需要逐根将钢筋插入灌浆套筒之后按照相应的标准高压灌注高强度砂浆，这种施工方法连接施工困难且无法保证施工质量，影响剪力墙的整体性。

现有的叠合板工采用现浇混凝土的形式与预埋在底板上的钢筋连接，锚固长度和接触面积更大连接性能更好，但页墙墙体较薄，浇筑时容易将两片页墙涨裂。且叠合板剪力墙由于由两块叠合板叠合而成，为了增强预制混凝土部分与现浇混凝土部分的连接性能，需要对预制混凝土进行粗糙面的处理这种技术比较耗时且对设备要求较高。

目前，对于装配式预制混凝土剪力墙的抗震性能大多要求是“等同现浇”也就是说这种剪力墙的抗震性能是稍弱于现浇剪力墙的，且装配式混凝土剪力墙的工厂预制和施工过程中一些施工工艺比较复杂(如灌浆套筒的连接)一些预制工艺技术要求比较高(如粗糙面的制作)。以上均为装配式预制混凝土剪力墙有待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种装配式组合剪力墙，以解决现有的混凝土剪力墙灌浆套筒连接节点困难，整体性差；叠合板预制剪力墙粗糙面难以制作；钢板剪力墙螺栓连接处应力集中程度高，长期承受动载易松动，在装配式混凝土建筑中抗震抗屈曲不及预期的问题。

本发明提供了一种的装配式组合剪力墙，其特征在于：包括装配式外墙和现浇内墙，所述装配式外墙中空设置形成现浇空间，所述现浇空间内现浇混凝土形成与装配式外墙固定成一体的所述现浇内墙。

进一步，所述装配式外墙包括钢骨架和浇筑于钢骨架的外墙混凝土。

进一步，所述外墙混凝土浇筑于钢骨架厚度方向的外侧，所述钢骨架内侧形成所述现浇空间。

进一步，所述现浇空间中设有预埋钢筋，所述预埋钢筋的数量及规格根据剪力墙尺寸进行布置。

进一步，所述钢骨架包括两个侧板和两个端板，所述两个侧板和两个端板共同围成所述浇筑空间，所述外墙混凝土浇筑于所述两个侧板的外侧。

进一步，所述钢骨架还包括加劲肋、中隔板和加固钢筋，所述侧板为沿长度方向的波纹板；所述加劲肋水平设置，内侧边与波纹板的波纹形状相适形并相互嵌合焊接形成为一体；所述中隔板与端板相平行，位于浇筑空间内与两个侧板分别固定；所述加固钢筋沿水平方向位于相邻的加劲肋之间，固定于侧板。

进一步，所述两个端板的外侧固定设有衔接部。

本发明还公开了一种基于所述的装配式组合剪力墙的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.预制混凝土外墙，并使混凝土外墙形成用于浇筑内墙混凝土的浇筑空间；

S2.将预制混凝土外墙置于设定位置，在所述浇筑空间内浇筑混凝土内墙与外墙固定成一体；

进一步，步骤S1中预制装配式外墙的尺寸根据建筑布局设计。

进一步，步骤S2中所述装配式外墙置于的设定位置底部装有底板，配合装配式外墙形成现浇内墙的现浇空间。

本发明的有益效果：本发明公开的一种装配式组合剪力墙，所述装配式焊接钢骨架混凝土组合剪力墙将叠合板类装配式混凝土剪力墙和钢板剪力墙结合，降低了钢板的加工难度和对加工精度的要求，减少钢材浪费，提高剪力墙的耗能性能从而增强剪力墙的抗震性能，施工方法更为简便且整体性更好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的钢骨架结构示意图；

图2为本发明的钢骨架主视图；

图3为本发明的主视图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明的湿式连接示意图；

图6为本发明的干式连接示意图。

图中标号：1、侧板；2、中隔板；3、端板；4、加劲肋；5、加固钢筋；6、预埋钢筋；7、外墙混凝土；8、内墙混凝土；9、钢筋笼；10、螺栓。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，图2为，图3为，如图所示：本实施例中的一种装配式组合剪力墙包括装配式外墙和现浇内墙，所述装配式外墙中空设置形成现浇空间，所述现浇空间内现浇混凝土形成与装配式外墙固定成一体的所述现浇内墙；所述装配式外墙预先在工厂中进行制作，装配式外墙通过模板浇筑形成，所述装配式外墙是由两道混凝土外墙、端板3和支撑内部骨架构成的墙体结构，墙体结构在墙体中间进行中空设置，作为现浇内墙的现浇空间，在施工现场中，将所述装配式外墙吊装在需要设置剪力墙的预留位置后，对现浇空间进行混凝土浇筑完成现浇内墙的制作，所述现浇空间中设置墙体结构必要的剪力键。

本实施例中，所述装配式外墙包括钢骨架和浇筑于钢骨架的外墙混凝土7，所述钢骨架结构与装配式外墙的墙体结构相适应，钢骨架的结构可采用钢筋、钢板和剪力键等进行焊接形成，也可采用钢筋笼作为钢骨架使用；所述外墙混凝土7浇筑于钢骨架厚度方向的外侧，所述钢骨架可以保护外墙混凝土7在实际浇筑过程中不会因为过薄导致外墙混凝土7胀裂，所述外墙混凝土7还可以提升剪力墙的防火性能，所述钢骨架能够对内墙混凝土8起到约束的作用，提高内墙混凝土8承压和抗剪的性能。

本实施例中，所述现浇空间中设有预埋钢筋6，所述预埋钢筋6的数量及规格根据剪力墙尺寸进行布置，所述预埋钢筋6的数量及规格根据预埋件所在构造部位的受力情况和设计要求，确定所述预埋钢筋6数量和直径，所述预埋钢筋6的长度可根据工程状况酌情而定；在某些特殊地段，需要提高混凝土结构的抗震性能时，需要在预埋钢筋6方面进行加固处理，可以根据工程要求增加预埋钢筋6的数量或直径；由于所述预埋钢筋6与内墙混凝土8较长的锚固长度，在施工过程中所述装配式组合剪力墙与楼板的竖向连接性能将优于现有的灌浆套筒类，叠合板类等装配剪力墙。

本实施例中，所述钢骨架包括两个侧板1和两个端板3，所述两个侧板1分别位于所述钢骨架厚度方向的两侧，所述两个端板3分别位于所述钢骨架宽度方向的两侧，所述两个侧板1和两个端板3共同围成所述浇筑空间，所述外墙混凝土7浇筑于所述两个侧板1的外侧；所述侧板在钢板剪力墙中可选用厚钢板和薄钢板，所述端板根据侧板选择相适应的钢板，所述侧板的内外侧和端板的内侧均可设置剪力键，能够与混凝土连接更加紧密，所述钢骨架的尺寸根据建筑的布局和设计确定所述钢骨架的高度和跨度。

本实施例中，所述钢骨架还包括加劲肋4、中隔板2和加固钢筋5，所述侧板1为沿长度方向的波纹板；所述加劲肋4水平设置，内侧边与波纹板的波纹形状相适形并相互嵌合焊接形成为一体，所述加劲肋4设置的数量根据钢骨架的尺寸确定，多个加劲肋4按照一定间距沿波纹板宽度方向设置；所述中隔板2与端板3相平行，位于浇筑空间内与两个侧板1分别固定；所述加固钢筋5沿水平方向位于相邻的加劲肋4之间，固定于侧板1，所述加固钢筋5设置的数量根据钢骨架的尺寸和加劲肋4的数量确定，所述加固钢筋5采用适当直径的螺纹钢，所述加固钢筋5与端板3和中隔板2接触点采用焊接方式连接；所述两个侧板1、两个端板3、加劲肋4和中隔板2均采用低屈服点的高延性钢材，所述加固钢筋5采用适当直径的螺纹钢。

本实施例中，在地震较为频发区域，为了保证外墙混凝土7和内墙混凝土8分别与所述钢骨架的连接性能的前提下，可以在装配式组合剪力墙的空腔内和钢骨架边缘增设耗能构件，耗能构件可以保证由较薄钢板组成的焊接钢骨架不会受到破坏，所述耗能构件主要指部分水平构件与专门的阻尼器，如连梁、框架梁、屈曲约束支撑、粘滞阻尼器等，耗能构件被破坏后不影响承担竖向荷载，并且其在破坏过程中起到消耗地震能量的作用，对结构起到保护作用，便于破坏后的维修。

本发明将薄钢板剪力墙中的薄钢板用波纹板代替，所述波纹板表面带有纹路，用来增强钢骨架整体与外墙混凝土7和内墙混凝土8之间的连接性能，并进行防腐处理，现有薄钢板剪力墙中的钢板由于宽厚比较大容易发生局部屈曲，对周边梁柱刚度要求较高且会对梁柱产生附加弯矩，采用波纹板可以增强抵抗局部屈曲的性能，外墙混凝土7可以进一步提高波纹板抵抗局部屈曲的能力；所述端板3、中隔板2和加劲肋4可以进一步增强波纹板抵抗平面外屈曲的能力同时提高了剪力墙抗剪性能；加固钢筋5对外墙混凝土7起到约束的作用，同时加强了外墙混凝土7与所述钢骨架的连接性能；

本实施例中，所述外墙混凝土7可以约束侧板1的面外变形，改善侧板1滞回曲线的捏缩，提高剪力墙的耗能性能从而增强剪力墙的抗震性能，同时侧板1采用波纹板代替薄钢板使用时，其强度和刚度只受到板厚的影响，两侧的外墙混凝土7可以降低对侧板1厚度的精度要求，降低加工难度，减少钢材浪费；相较于现有技术中的双钢板剪力墙，焊接钢骨架侧板1采用波纹板减少了单片波纹板的长厚比，设置多个加劲肋4进行分隔处理可以增强波纹板的横向稳定性，防止局部屈曲，同时加劲肋4起到了连接的作用，增强了整体的稳定性，降低了对钢板加工精度的要求。

本实施例中，所述两个端板3的外侧固定设有衔接部，所述衔接部用于所述装配式组合剪力墙的横向连接，所述横向连接的方式可选用钢筋笼9进行湿式连接，也可选用高强度螺栓10进行干式连接，或选用其他的装配式组合剪力墙横向连接节点。

所述干式连接适用范围广，施工方便，效率高，而且将零件的生产加工和连接分开进行，使生产和施工过程分离，降低了加工误差的影响，提高了连接的质量和可靠性，但干式连接方式的连接构件与混凝土之间无法完全贴合，连接部位的缝隙较大，容易出现渗漏现象，而且连接件易受腐蚀和损坏，导致连接的稳定性受到影响。

所述湿式连接的连接部位密封性好，不易出现渗漏现象，而且连接构件与混凝土之间的粘结力强，连接的稳定性高，但湿式连接的施工需要较高的技术要求，严格遵守施工规范，否则会影响连接的质量和可靠性，而且湿连接的施工需要较长的时间，从而影响工期。所述干式连接和湿式连接各有优缺点，需根据建筑装配化程度的要求和工程状况选择合适的连接方式。

本实施例中，所述钢骨架采用自动埋弧焊进行焊接加工，相较于现有的钢板剪力墙采用的螺栓连接方式，自动埋弧焊接可以减少螺栓孔处应力集中，增强局部刚度。

本实施例中，所述装配式组合剪力墙在施工方法与节点连接方法上与叠合板装配式剪力墙类似，相较于现有的灌浆套筒类装配式剪力墙和钢板剪力墙的连接方法，这种施工方法更为便捷且整体性好，所述装配式组合剪力墙的主体可在工厂加工制作，提高施工效率，施工步骤如下：

预制装配式外墙，并使装配式外墙形成用于浇筑内墙混凝土8的现浇空间，所述装配式外墙的尺寸根据建筑布局设计；

将装配式外墙置于设定位置，在所述浇筑空间内浇筑内墙混凝土8与装配式外墙固定成一体；所述装配式外墙置于的设定位置为所述预埋钢筋6的预埋位置，底部装有底板，所述装配式外墙置于设定位置用于保证所述预埋钢筋6处于浇筑空间之中，在浇筑空间中浇筑混凝土并在上方设置预埋件，所述预埋件用于砌筑剪力墙上部结构时的搭接。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。