组合剪力墙结构及其逆作施工方法

技术领域

本发明涉及剪力墙技术领域，特别是涉及一种组合剪力墙结构及其逆作施工方法。

背景技术

剪力墙是高层、超高层建筑结构中主要起到承重及抗震作用的构件，其抗震性能的优劣直接可以反映整体建筑结构的性能指标，因而扮演着及其重要的角色。

剪力墙(shearwall)，一般又称作抗风墙、抗震墙或结构墙，大致上可以分为平面剪力墙和筒体剪力墙两类。平面剪力墙用于钢筋混凝土梁板结构、升板结构、无梁楼盖体系中。为增加结构的刚度、强度及抗倒塌能力，在某些部位可现浇或预制装配钢筋混凝土剪力墙。现浇剪力墙与周边梁、柱同时浇筑，整体性好。筒体剪力墙用于高层建筑、高耸结构和悬吊结构中，由电梯间、楼梯间、设备及辅助用房的间隔墙围成，筒壁均为现浇钢筋混凝土墙体，其刚度和强度较平面剪力墙可承受较大的水平荷载。

目前，常用的钢筋混凝土剪力墙的延性差，纯钢板剪力墙承重能力弱，钢板混凝土组合剪力墙构造复杂、用钢量高。另一方面，地下空间开发是城市可持续发展的有效手段，逆作法因其具有保护环境、节约社会资源、缩短建设周期等诸多优点被广泛应用，但其在高层、超高层建筑中的应用一直受到制约，原因之一便是高层、超高层建筑剪力墙构件较长，需要采用超大直径桩才能实现逆作。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种解决延性差、构造复杂、逆作施工难度大的组合剪力墙结构及其逆作施工方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种组合剪力墙结构，其包括：

剪力墙身，所述剪力墙身包括钢筋骨架和混凝土，所述钢筋骨架具有水平筋；

第一钢管混凝土端柱，所述第一钢管混凝土端柱设置于所述剪力墙长度方向一端；以及

第二钢管混凝土端柱，所述第二钢管混凝土端柱设置于所述剪力墙长度方向的另一端，所述第一钢管混凝土端柱和所述第二钢管混凝土端柱均包括端柱钢管及设置于所述端柱钢管的外壁并向外延伸的连接钢板，所述连接钢板与所述水平筋连接固定。

在其中一个实施例中，所述连接钢板与所述水平筋通过贴焊连接固定。

在其中一个实施例中，所述连接钢板包括钢板本体及间隔相对的设置于所述钢板本体的同一侧面上的第一翼板和第二翼板，所述第一翼板、所述钢板本体和所述第二翼板围成有焊接槽，所述水平筋的端部嵌装在所述焊接槽内，并与所述第一翼板、所述钢板本体和所述第二翼板之间形成三面贴焊固定。

在其中一个实施例中，在同一高度水平面内所述水平筋设置有横向并排布置的两根，所述连接钢板设置为两个，且水平间隔设置于所述端柱钢管面向所述钢筋骨架的一侧，所述水平筋与所述连接钢板一一对应连接固定。

在其中一个实施例中，所述钢筋骨架还具有竖向筋，所述水平筋设置为多根并沿剪力墙本体的高度方向间隔并排设置，所述竖向筋与各所述水平筋分别连接固定。

在其中一个实施例中，所述钢筋骨架还具有衔接横筋，所述衔接横筋的一端与同一高度水平面内的其中一根所述水平筋连接固定，另一端与同一高度水平面内的另一根所述水平筋连接固定。

在其中一个实施例中，所述组合剪力墙结构还包括抗剪栓钉，所述抗剪栓钉设置于所述端柱钢管上并与所述剪力墙身的混凝土连接固定。

在其中一个实施例中，所述剪力墙身的混凝土的外表面与所述连接钢板的外侧壁平齐。

在其中一个实施例中，所述第一钢管混凝土端柱和所述第二钢管混凝土端柱设置为矩形结构、L形结构、T形结构或者异形结构中的任意一种。

一种组合剪力墙结构的逆作施工方法，其包括如下步骤：

S100：设置基准层，从基准层开始桩基钻孔；

S200：安装桩基钢筋笼和端柱钢管；

S300：浇筑桩基混凝土；

S400：浇筑端柱钢管内混凝土；

S500：施工基准层转换梁；

S600：施工基准层以上剪力墙身，同步开挖基准层以下土方；

S700：施工组合剪力墙承台；

S800：正作施工基准层以下钢筋混凝土剪力墙。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

上述方案的组合剪力墙结构进行建造施工时，在剪力墙的长度方向两侧分别安装第一钢管混凝土端柱和第二钢管混凝土端柱，之后在端柱钢管的外壁上安装连接钢板，并使连接钢板与钢筋骨架的水平筋连接固定，即可将剪力墙身与第一钢管混凝土端柱以及第二钢管混凝土端柱建造组合为一体。由于端柱钢管通过延展伸出的连接钢板与钢筋骨架的水平筋连接固定，能够有效提高剪力墙身、第一钢管混凝土端柱和第二钢管混凝土端柱的协同受力，提升组合剪力墙结构的延性，同时该组合剪力墙结构的整体构造简单，用钢量少，能够在小直径桩的基础上实现高层、超高层建筑的施工建造。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明中第一实施例的组合剪力墙结构的结构示意图；

图2为本发明中第二实施例的组合剪力墙结构的结构示意图；

图3为本发明中第三实施例的组合剪力墙结构的结构示意图；

图4为本发明中第四实施例的组合剪力墙结构的结构示意图；

图5为本发明中一实施例采用逆作施工方法建造的剪力墙构筑物的结构示意图；

图6为本发明中另一实施例采用逆作施工方法建造的剪力墙构筑物的结构示意图。

附图标记说明：

10、剪力墙身；11、水平筋；12、竖向筋；20、第一钢管混凝土端柱；30、第二钢管混凝土端柱；40、端柱钢管；50、连接钢板；60、抗剪栓钉；70、基准层；80、钻孔；90、钢筋笼；200、桩基混凝土；300、钢管内混凝土；400、基准层转换梁；500、剪力墙承台。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图4所示，为本申请实施例展示的一种组合剪力墙结构，其包括：剪力墙身10、第一钢管混凝土端柱20以及第二钢管混凝土端柱30。具体地，剪力墙身10为纯钢筋混凝土墙。第一钢管混凝土端柱20和第二钢管混凝土端柱30包括外部的端柱钢管40以及浇筑在端柱钢管40内的端柱钢管40内混凝土。

所述剪力墙身10包括钢筋骨架和混凝土，所述钢筋骨架具有水平筋11；所述第一钢管混凝土端柱20设置于所述剪力墙身10的长度方向一端；所述第二钢管混凝土端柱30设置于所述剪力墙身10长度方向的另一端，所述第一钢管混凝土端柱20和所述第二钢管混凝土端柱30均包括端柱钢管40及设置于所述端柱钢管40的外壁并向外延伸的连接钢板50，所述连接钢板50与所述水平筋11连接固定。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：上述方案的组合剪力墙结构进行建造施工时，在剪力墙身10长度方向两侧分别安装第一钢管混凝土端柱20和第二钢管混凝土端柱30，之后在端柱钢管40的外壁上安装连接钢板50，并使连接钢板50与钢筋骨架的水平筋11连接固定，即可将剪力墙身10与第一钢管混凝土端柱20以及第二钢管混凝土端柱30建造组合为一体。由于端柱钢管40通过延展伸出的连接钢板50与钢筋骨架的水平筋11连接固定，能够有效提高剪力墙身10、第一钢管混凝土端柱20和第二钢管混凝土端柱30的协同受力，提升组合剪力墙结构的延性，同时该组合剪力墙结构的整体构造简单，用钢量少，能够在小直径桩的基础上实现高层、超高层建筑的逆作施工建造。

在一些实施例中，较佳地所述连接钢板50与所述水平筋11通过贴焊连接固定。采用贴焊的连接方式，可以使连接钢板50与水平筋11连接为一体结构，结合强度更高，协同受力性能更强。

当然了，在其他的实施例中，连接钢板50与水平筋11也可以采用绑扎、箍接、螺接等方式连接。

进一步地，在又一些实施例中所述连接钢板50包括钢板本体及间隔相对的设置于所述钢板本体的同一侧面上的第一翼板和第二翼板，所述第一翼板、所述钢板本体和所述第二翼板围成有焊接槽，所述水平筋11的端部嵌装在所述焊接槽内，并与所述第一翼板、所述钢板本体和所述第二翼板之间形成三面贴焊固定。

通过焊接槽与水平筋11之间形成三面贴焊连接，大幅增加了焊接面积，提升了连接强度与可靠性。当然了，在其他的实施例中，连接钢板50也可以是筒状结构，水平筋11直接插接到连接钢板50的筒腔内，水平筋11的整个外周壁均与连接钢板50的内筒壁贴合，可进一步增加焊接面积，提高连接强度。

请继续参阅图1至图4，此外，在上述任一实施例的基础上，在同一高度水平面内所述水平筋11设置有横向并排布置的两根，所述连接钢板50设置为两个，且水平间隔设置于所述端柱钢管40面向所述钢筋骨架的一侧，所述水平筋11与所述连接钢板50一一对应连接固定。

两个连接钢板50和水平筋11呈左右分隔设置，再焊接固定后可以使第一钢管混凝土端柱20和第二钢管混凝土端柱30与剪力墙本体10的连接受力更加均匀，连接可靠性更高。

所述钢筋骨架还具有竖向筋12，所述水平筋11设置为多根并沿剪力墙本体10的高度方向间隔并排设置，所述竖向筋12与各所述水平筋11分别连接固定。交错连接的水平筋11与竖向筋12能够大幅增加钢筋骨架的结构性能与稳定性，提升组合剪力墙的承载性能，适用于高层、超高层建筑的大载荷场合。

进一步地，所述钢筋骨架还具有衔接横筋，所述衔接横筋的一端与同一高度水平面内的其中一根所述水平筋11连接固定，另一端与同一高度水平面内的另一根所述水平筋11连接固定。如此能够进一步提高钢筋骨架的整体结构性能和稳定性，并增加钢筋骨架与剪力墙混凝土的结合面积。

请继续参阅图1至图4，此外，在上述任一实施例的基础上，所述组合剪力墙结构还包括抗剪栓钉60，所述抗剪栓钉60设置于所述端柱钢管40上并与所述剪力墙本体10的剪力墙混凝土连接固定。抗剪螺栓与连接钢板50及水平筋11一同增加剪力墙本体10、第一钢管混凝土端柱20和第二钢管混凝土端柱30的协同受力能力，提升组合剪力墙结构的延性。

在一些实施例中，所述剪力墙身10的混凝土外表面与所述连接钢板50的外侧壁平齐。从而保证组合剪力墙结构的外观美观度，同时避免因台阶、凹槽等结构而形成应力集中部位，消除结构安全隐患。

请继续参阅图1至图4，根据实际需要及建筑物的设计结构及风格要求，所述第一钢管混凝土端柱20和所述第二钢管混凝土端柱30设置为矩形结构、L形结构、T形结构或者异形结构中的任意一种。如此可有效提升组合剪力墙结构的适用范围。

综上之外，本申请还提供一种组合剪力墙结构的逆作施工方法，其包括如下步骤：

S100：设置基准层70，从基准层70开始桩基钻孔80。

S200：安装桩基钢筋笼90和端柱钢管40。

S300：浇筑桩基混凝土200。

S400：浇筑端柱钢管40内混凝土。

S500：施工基准层转换梁400。

S600：施工基准层70以上剪力墙身10，同步开挖基准层70以下土方。

S700：施工组合剪力墙承台500。

S800：正作施工基准层70以下钢筋混凝土剪力墙。

图5为采用逆作施工方法建造的组合剪力墙的实物图。

进一步地，图6为两层地下室的实物图，基准层70为首层。该地下室采用组合剪力墙逆作施工方法步骤为：从基准层70开始桩基钻孔80→安装桩基钢筋笼90和组合剪力墙端柱钢管40→浇筑桩基混凝土200→浇筑组合剪力墙端柱钢管40内混凝土→施工基准层转换梁400→施工基准层70以上剪力墙，同步开挖地下一层土方→施工地下一层转换梁→施工地下一层钢筋混凝土剪力墙→开挖地下二层土方，施工组合剪力墙承台500→施工地下二层钢筋混凝土剪力墙。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。