一种增强型双钢板混凝土组合墙及其拼接方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种增强型双钢板混凝土组合墙及其拼接方法。

背景技术

双钢板-混凝土组合结构是近年来发展的一种新型结构，其通常由两片外包钢板与夹芯混凝土组成。双钢板-混凝土组合结构具有施工简单、节省模具与人力、抗冲击、抗爆性能优越等优势，因而为发展高性能工程结构提供了更多选择。目前双钢板混凝土组合墙的外侧钢板形式主要有平钢板、竖肋波纹钢板和横肋波纹钢板。为降低工程造价，通常希望外侧钢板的厚度变薄，然而，减小外侧钢板厚度又易导致钢板的局部屈曲，影响钢板和混凝土间的协同受力。此外，双钢板混凝土组合墙的抗压强度通常较高，墙体厚度较薄，其平面内外稳定问题相对于传统钢筋混凝土剪力墙更为突出。

研究表明在双钢板间设置连接件，可以增强外侧钢板的防局部屈曲能力，在减小钢板厚度的同时保证钢板和混凝土协同受力；当组合墙上下拼接时，往往需要在现场将拼接处进行焊接增强，从而形成一个整体受力结构。然而，现有的双钢板混凝土组合墙的增强和拼接方法存在以下问题：1)连接件多采用与两外侧板同时焊接的方式，受墙体厚度所限，两外侧钢板间施焊较为困难；采用对拉螺栓式连接件需在外侧钢板上开孔，开孔会削弱墙体强度且螺栓外露影响外观；两外侧钢板分别采用栓钉或钢筋加劲桁架连接件时，连接件未形成对两外侧钢板的对拉受力，混凝土浇筑时薄双钢板易外鼓，施工时需要辅助加劲；两外侧钢板间采用J形钩式和对拉L板式等扣拉方式的连接件，可避免在两块外侧钢板间同时焊接的困难，但加工定位精度要求相对较高。2)当上下层组合墙进行拼接时，墙体内部上下层连接件间很难焊接，需在外侧钢板上预留焊接施工孔，焊接完内部焊缝再补焊焊接施工孔，从而降低施工速度，增加施工成本。3)组合墙的墙体较薄，平面外刚度较弱，需要进一步提高墙体的平面外刚度。因此，迫切需要研发一种增强组合墙强度的拼接方法，在增强组合墙两外侧钢板局部稳定性以及墙体平面内外稳定性的同时，降低施工难度和成本，加快施工速度。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中存在的不足之处，提供一种增强型双钢板混凝土组合墙及其拼接方法，利用自攻钉在组合墙外侧施工的优势，避免内部连接件的焊接，降低施工成本，加快施工速度。

技术方案：本发明一种增强型双钢板混凝土组合墙，包括对称设置的上下多孔增强钢腔管体，所述上下多孔增强钢腔管体均包括平行布置的两外侧钢板、间隔竖向布置在两外侧钢板之间的若干条形型钢，上部多孔增强钢腔管体内的若干条形型钢向下伸出上部两外侧钢板端部，下部多孔增强钢腔管体内的若干条形型钢向上伸出下部两外侧钢板端部，上下部的若干条形型钢间插排列，用自攻钉分别将上下部的所有条形型钢与相对应的两外侧钢板固定形成上下部增强钢腔管体，上下部多孔增强钢腔管体之间设有用自攻钉将上下部多孔增强钢腔管体拼接组合为一体的的拼缝盖板，或用焊接将上下部多孔增强钢腔管体拼接组合为一体的焊缝，拼接组合的上下部多孔增强钢腔管体内充填有混凝土。

所述两外侧钢板之间的间距为100mm-300mm，厚度不小于1.5mm；两外侧钢板为平钢板、竖肋波纹钢板和横肋波纹钢板的一种；其中：竖肋波纹钢板和横肋波纹钢板的波形为开口型、缩口型和闭口型的一种。

所述拼缝盖板与两侧钢板的结构相对应，为平钢板、竖肋波纹钢板和横肋波纹钢板的一种；其中：竖肋波纹钢板和横肋波纹钢板的波形为开口型。

所述拼缝盖板的厚度不小于外侧钢板的厚度。

所述的条形型钢为冷弯薄壁型钢、轧制型钢和焊接桁架的一种，条形型钢的截面形状为H型，C型、Z型和W型的一种。

所述的条形型钢上开孔、压痕或焊接栓钉以增强与混凝土的连接；条形型钢开孔的形状为圆形、矩形和多边形中的一种。

所述间插排列的上下层若干条形型钢的间距不小于50mm，且不大于500mm。

所述上下部多孔增强钢腔管体内的条形型钢伸出两外侧钢板端部的长度为150-500mm。

所述的自攻钉为钻入式自攻钉或射入式自攻钉的一种，自攻钉之间的间距不大于400mm。

上述增强型双钢板混凝土组合墙的拼接方法，包括如下步骤：

步骤一：首先布置两个成对平行布置的外侧钢板，并在每对外侧钢板之间间隔竖向布置若干间插排列伸出两外侧钢板一端的条形型钢，之后用自攻钉将所有条形型钢与两外侧钢板固定形成两个增强钢腔管体；

步骤二：将两个增强钢腔管体内条型型钢伸出两外侧钢板的端部相邻贴合并成上下对称布置；

步骤三：采用自攻钉连接的拼缝盖板或焊接连接的焊缝将上下部增强钢腔管体拼接组合为一体；

步骤四：在拼接组合的上下部多孔增强钢腔管体内浇筑混凝土，构筑完成增强型双钢板混凝土组合墙。

有益效果：本发明适用于房屋墙体的构筑，利用自攻钉在组合墙外侧施工的优势，避免内部连接件的焊接，不仅增强了墙体的稳定性，而且减少了墙体的厚度，从而降低了施工成本，并加快施了工速度，与现有技术相比的主要优点在于：

1)采用自攻钉连接的条形型钢加强组合墙外侧钢板的局部稳定性，防止外侧钢板的过早局部屈曲，加强了外侧钢板对核心混凝土的约束效应，提高组合墙的受力性能；

2)条形型钢的翼缘可以提高组合墙的平面外刚度，从而提高了组合墙的平面外稳定性，降低墙体厚度，降低工程造价；

3)条形型钢和组合墙两外侧钢板的连接采用自攻钉，既避免了外侧钢板间焊接条形型钢的施焊困难问题，同时也避免了在外侧钢板预留孔洞，减小对位所需施工精度，降低了施工成本，加快了施工速度；

4)组合墙的条形型钢在水平拼缝处采用插入对方的组合墙内的搭接连接方式，一方面避免了拼缝处组合墙内部钢板难于焊接的技术难题，方便施工；另一方面延伸至对方组合墙的条形型钢有利于提高墙体端部的局部承载力，提高墙体受力性能。

附图说明

图1为本发明实施例1的拼装流程图；图中：(a)待拼接的两个增强钢腔管体结构示意图；(b)上下对称贴合布置的两个增强钢腔管体结构示意图；(c)拼缝盖板和自攻钉结构示意图；(d)拼接完成的增强钢腔管体结构示意图；(e)浇筑完混凝土的实施例1的三维结构示意图。

图2为本发明实施例2的三维结构示意图。

图3为本发明实施例2的拼接处平面图。

图4为本发明实施例3的三维结构示意图。

图5为本发明实施例3的拼接处平面图。

图6为本发明实施例4的三维结构示意图。

图7为本发明实施例4的拼接处平面图。

图中：1-增强钢腔管体；2-混凝土；3-自攻钉；4-拼缝盖板；11-外侧钢板；12-条形型钢。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：

本发明的一种增强型双钢板混凝土组合墙，包括对称设置的上下多孔增强钢腔管体(1)，所述上下多孔增强钢腔管体(1)均包括平行布置的两外侧钢板(11)、间隔竖向布置在两外侧钢板(11)之间的若干条形型钢(12)，上部多孔增强钢腔管体(1)内的若干条形型钢(12)向下伸出上部两外侧钢板(11)端部，下部多孔增强钢腔管体(1)内的若干条形型钢(12)向上伸出下部两外侧钢板(11)端部，上下部的若干条形型钢(12)间插排列，间插排列的上下层若干条形型钢(12)的间距不小于50mm，且不大于500mm。用自攻钉(3)分别将上下部的所有条形型钢(12)与相对应的两外侧钢板(11)固定形成上下部增强钢腔管体(1)，所述上下部多孔增强钢腔管体(1)内的条形型钢(12)伸出两外侧钢板(11)端部的长度为150-500mm。所述两外侧钢板(11)之间的间距为100mm-300mm，厚度不小于1.5mm；两外侧钢板(11)为平钢板、竖肋波纹钢板和横肋波纹钢板的一种；其中：竖肋波纹钢板和横肋波纹钢板的波形为开口型、缩口型和闭口型的一种。所述的条形型钢(12)为冷弯薄壁型钢、轧制型钢和焊接桁架的一种，条形型钢(12)的截面形状为H型，C型、Z型和W型的一种；条形型钢(12)上开孔、压痕或焊接栓钉以增强与混凝土(2)的连接；条形型钢(12)开孔的形状为圆形、矩形和多边形中的一种。上下部多孔增强钢腔管体(1)之间设有用自攻钉(3)将上下部多孔增强钢腔管体(1)拼接组合为一体的的拼缝盖板(4)，所述的自攻钉(3)为钻入式自攻钉或射入式自攻钉的一种，自攻钉(3)之间的间距不大于400mm。或用焊接将上下部多孔增强钢腔管体(1)拼接组合为一体的焊缝，所述拼缝盖板(4)与两侧钢板(11)的结构相对应，为平钢板、竖肋波纹钢板和横肋波纹钢板的一种；其中：竖肋波纹钢板和横肋波纹钢板的波形为开口型。所述拼缝盖板(4)的厚度不小于外侧钢板(11)的厚度。在拼接组合的上下部多孔增强钢腔管体(1)内充填有混凝土(2)。

上述增强型双钢板混凝土组合墙的拼接方法，包括如下步骤：

步骤一：首先布置两个成对平行布置的外侧钢板(11)，并在每对外侧钢板(11)之间间隔竖向布置若干间插排列伸出两外侧钢板(11)一端的条形型钢(12)，之后用自攻钉(3)将所有条形型钢(12)与两外侧钢板(11)固定形成两个增强钢腔管体(1)；

步骤二：将两个增强钢腔管体(1)内条型型钢(12)伸出两外侧钢板(11)的端部相邻贴合并成上下对称布置。

步骤三：采用自攻钉连接的拼缝盖板(4)或焊接连接的焊缝将上下部增强钢腔管体(1)拼接组合为一体。

步骤四：在拼接组合的上下部多孔增强钢腔管体(1)内浇筑混凝土(2)。

实施例1：

如图1(d)所示，一种增强型双钢板混凝土组合墙，它包括对称设置的上下多孔增强钢腔管体(1)，所述上下多孔增强钢腔管体(1)均包括平行布置的两外侧钢板(11)、间隔竖向布置在两外侧钢板(11)之间的若干条形型钢(12)；所述两外侧钢板(11)为横波纹钢板，波形为开口型，间距为115mm，厚度为1.5mm；所述条形型钢(12)为轧制型钢，截面类型为Z型，腹板开孔以增强其与混凝土(2)的界面连接性能，开孔形状为圆形；上部多孔增强钢腔管体(1)内的若干条形型钢(12)向下伸出上部两外侧钢板(11)端部，下部多孔增强钢腔管体(1)内的若干条形型钢(12)向上伸出下部两外侧钢板(11)端部，上下部的若干条形型钢(12)间插排列；所述上下部多孔增强钢腔管体(1)内的条形型钢(12)伸出两外侧钢板(11)端部的长度为150mm；所述插排列的上下层若干条形型钢(12)的间距不小于50mm，且不大于500mm；用自攻钉(3)分别将上下部的所有条形型钢(12)的翼缘与相对应的两外侧钢板(11)固定形成上下部增强钢腔管体(1)，上下部多孔增强钢腔管体(1)之间设有用自攻钉(3)将上下部多孔增强钢腔管体(1)拼接组合为一体的的拼缝盖板(4)；所述拼缝盖板(4)为横波纹钢板，波形为开口型，厚度不小于1.5mm；拼接组合的上下部多孔增强钢腔管体(1)内充填有混凝土(2)。所述的自攻钉(3)为射入式自攻钉的一种，自攻钉(3)之间的间距不大于400mm。

上述增强型双钢板混凝土组合墙的拼接方法，包括如下步骤：

步骤一：如图1(a)所示，首先布置两个成对平行布置的外侧钢板(11)，并在每对外侧钢板(11)之间间隔竖向布置若干间插排列伸出两外侧钢板(11)一端的条形型钢(12)，之后用自攻钉(3)将所有条形型钢(12)与两外侧钢板(11)固定形成两个增强钢腔管体(1)；

步骤二：如图1(b)所示，将两个增强钢腔管体(1)内条型型钢(12)伸出两外侧钢板(11)的端部相邻贴合并成上下对称布置；

步骤三：如图1(c)和(d)所示，采用自攻钉连接的拼缝盖板(4)将上下部增强钢腔管体(1)拼接组合为一体；

步骤四：如图1(e)所示，在拼接组合的上下部多孔增强钢腔管体(1)内浇筑混凝土(2)形成增强型双钢板混凝土组合墙。

实施例2：

如图2和图3所示，一种增强型双钢板混凝土组合墙，包括对称设置的上下多孔增强钢腔管体(1)，所述上下多孔增强钢腔管体(1)均包括平行布置的两外侧钢板(11)、间隔竖向布置在两外侧钢板(11)之间的若干条形型钢(12)；所述两外侧钢板(11)为平钢板，间距为140mm，厚度为5mm；所述条形型钢(12)为冷弯薄壁型钢，截面类型为Z型，腹板开孔以增强其与混凝土(2)的界面连接性能，开孔形状为圆形；上部多孔增强钢腔管体(1)内的若干条形型钢(12)向下伸出上部两外侧钢板(11)端部，下部多孔增强钢腔管体(1)内的若干条形型钢(12)向上伸出下部两外侧钢板(11)端部，上下部的若干条形型钢(12)间插排列；所述上下部多孔增强钢腔管体(1)内的条形型钢(12)伸出两外侧钢板(11)端部的长度为150mm；所述插排列的上下层若干条形型钢(12)的间距不小于50mm，且不大于500mm；用自攻钉(3)分别将上下部的所有条形型钢(12)的翼缘与相对应的两外侧钢板(11)固定形成上下部增强钢腔管体(1)，上下部多孔增强钢腔管体(1)之间设有用自攻钉(3)将上下部多孔增强钢腔管体(1)拼接组合为一体的的拼缝盖板(4)；所述拼缝盖板(4)为平钢板，厚度不小于5mm；拼接组合的上下部多孔增强钢腔管体(1)内充填有混凝土(2)。所述的自攻钉(3)为射入式自攻钉的一种，自攻钉(3)之间的间距不大于400mm。

实施例3、

如图4和图5所示，一种增强型双钢板混凝土组合墙，包括对称设置的上下多孔增强钢腔管体(1)，所述上下多孔增强钢腔管体(1)均包括平行布置的两外侧钢板(11)、间隔竖向布置在两外侧钢板(11)之间的若干条形型钢(12)；所述两外侧钢板(11)为竖肋波纹钢板，波形为开口型，间距为140mm，厚度为2mm；所述条形型钢(12)为冷弯薄壁型钢，截面类型为C型，腹板焊接栓钉以增强其与混凝土(2)的界面连接性能；上部多孔增强钢腔管体(1)内的若干条形型钢(12)向下伸出上部两外侧钢板(11)端部，下部多孔增强钢腔管体(1)内的若干条形型钢(12)向上伸出下部两外侧钢板(11)端部，上下部的若干条形型钢(12)间插排列；所述上下部多孔增强钢腔管体(1)内的条形型钢(12)伸出两外侧钢板(11)端部的长度为150mm；所述插排列的上下层若干条形型钢(12)的间距不小于50mm，且不大于500mm；用自攻钉(3)分别将上下部的所有条形型钢(12)的翼缘与相对应的两外侧钢板(11)固定形成上下部增强钢腔管体(1)，上下部多孔增强钢腔管体(1)之间设有用自攻钉(3)将上下部多孔增强钢腔管体(1)拼接组合为一体的的拼缝盖板(4)；所述拼缝盖板(4)为竖肋波纹钢板，波形为开口型，厚度不小于2mm；拼接组合的上下部多孔增强钢腔管体(1)内充填有混凝土(2)。所述的自攻钉(3)为射入式自攻钉的一种，自攻钉(3)之间的间距不大于400mm。

实施例4

如图1(d)所示，一种增强型双钢板混凝土组合墙，包括对称设置的上下多孔增强钢腔管体(1)，所述上下多孔增强钢腔管体(1)均包括平行布置的两外侧钢板(11)、间隔竖向布置在两外侧钢板(11)之间的若干条形型钢(12)；所述两外侧钢板(11)为竖肋波纹钢板，波形为闭口型，间距为140mm，厚度为3mm；所述条形型钢(12)为轧制型钢，截面类型为C型，腹板开孔以增强其与混凝土(2)的界面连接性能，开孔形状为六边形；上部多孔增强钢腔管体(1)内的若干条形型钢(12)向下伸出上部两外侧钢板(11)端部，下部多孔增强钢腔管体(1)内的若干条形型钢(12)向上伸出下部两外侧钢板(11)端部，上下部的若干条形型钢(12)间插排列；所述上下部多孔增强钢腔管体(1)内的条形型钢(12)伸出两外侧钢板(11)端部的长度为150mm；所述插排列的上下层若干条形型钢(12)的间距不小于50mm，且不大于500mm；用自攻钉(3)分别将上下部的所有条形型钢(12)的翼缘与相对应的两外侧钢板(11)固定形成上下部增强钢腔管体(1)，上下部多孔增强钢腔管体(1)之间设有用自攻钉(3)将上下部多孔增强钢腔管体(1)拼接组合为一体的的拼缝盖板(4)；所述拼缝盖板(4)为平钢板，厚度不小于3mm；拼接组合的上下部多孔增强钢腔管体(1)内充填有混凝土(2)。所述的自攻钉(3)为射入式自攻钉的一种，自攻钉(3)之间的间距不大于400mm。