一种超高层钢板砼剪力墙的约束钢板构造及其施工方法
【专利摘要】一种超高层钢板砼剪力墙的约束钢板构造及其施工方法，其构造包括外边缘构件、与外边缘构件连接的钢板剪力墙和两者间的约束连接单元，所述约束连接单元包括上下一一对应且互相配合使用的约束子板和约束母板，约束子板沿钢板剪力墙的内侧边间隔设置、与钢板剪力墙垂直，约束母板沿外边缘构件的内侧边间隔设置、与外边缘构件垂直，所述约束子板的构件尺寸不大于约束母板的构件尺寸，两板的搭接重合部分通过侧面角焊缝和螺栓进行上下连接。本发明解决了现有钢板剪力墙安装时，钢板剪力墙与周围结构焊接导致的钢板剪力墙变形较大，且存在安装位置不易精确控制，连接后位置不可调整的技术问题。
【专利说明】一种超高层钢板砼剪力墙的约束钢板构造及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超高层钢板砼剪力墙的连接构造及其施工方法，特别是一种超高层钢板砼剪力墙通过约束钢板与周围结构相连接的构造及其施工方法。
【背景技术】
[0002]目前超高层建筑工程多为框架核心筒结构，为满足核心筒的抗侧压力和结构的承载力，多在核心筒墙体内设置钢板墙来满足结构的受力要求。
[0003]然而现阶段钢板剪力墙进行安装施工时，如何保证每一块钢板剪力墙能顺利地进行安装，安装完毕后的钢板剪力墙没有安全隐患，在钢板剪力墙与周围结构焊接时如何减小钢板剪力墙的焊接收缩变形，减小焊接残余应力，减小钢板剪力墙的测向变形值，且存在安装位置不易精确控制，连接后位置不可调整等成为现阶段钢板剪力墙安装施工时亟需解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种超高层钢板砼剪力墙的约束钢板构造及其施工方法，要解决现有钢板剪力墙安装时，钢板剪力墙与周围结构焊接导致的钢板剪力墙变形较大，且存在安装位置不易精确控制，连接后位置不可调整的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种超高层钢板砼剪力墙的约束钢板构造，包括外边缘构件、与外边缘构件连接的钢板剪力墙和两者间的约束连接单元，所述约束连接单元包括上下一一对应且互相配合使用的约束子板和约束母板，约束子板沿钢板剪力墙的内侧边间隔设置、与钢板剪力墙垂直，间隔设置的距离不大于500mm，约束母板沿外边缘构件的内侧边间隔设置、与外边缘构件垂直，所述约束子板的构件尺寸不大于约束母板的构件尺寸，两板的搭接重合部分通过侧面角焊缝和螺栓进行上下连接，所述约束子板和约束母板的板厚均大于钢板剪力墙的厚度。
[0006]所述外边缘构件包括两根钢骨暗柱和两根钢骨暗梁依次连接形成的矩形框架，所述钢板剪力墙置于矩形框架内，其左右两侧均通过墙柱连接板与钢骨暗柱连接，其上、下两侧分别连接至第一钢骨暗梁和第二钢骨暗梁上，所述钢板剪力墙通过多个等间距设置的约束连接单元与墙柱连接板连接。
[0007]所述钢板剪力墙分为下部预装墙板和上部预装墙板，两者通过多个间隔设置的约束连接单元固定连接，所述下部预装墙板的下侧与第二钢骨暗梁连接，上部预装墙板的上侧与第一钢骨暗梁连接。
[0008]所述约束子板上开有的子板螺栓孔为圆孔，所述约束母板上开有的母板螺栓孔为长圆孔。
[0009]所述下部预装墙板和上部预装墙板的高度比为1:4。
[0010]一种超高层钢板砼剪力墙的约束钢板构造的施工方法，施工步骤如下:
步骤一:按设计要求对预制构件在工厂内加工、拼焊完成，包括钢骨暗柱与墙柱连接板的连接，墙柱连接板与约束母板的连接，钢板剪力墙与约束子板的连接，钢板剪力墙被钢骨暗梁分为下部预装墙板和上部预装墙板；并将构件连接成安装单元，所述安装单元包括由上至下依次连接的上层的下部预装墙板、钢骨暗梁、下层的上部预装墙板；
步骤二:预制构件进入现场后，先逐层安装带有墙柱连接板和约束母板的钢骨暗柱，对钢骨暗柱的垂直度进行检验校正，对相邻两根钢骨暗柱的间距进行复测，如有偏差及时调整并校核；
步骤三:吊装步骤一中所述的安装单元，采用单机回转的方法将安装单元由外向里、由上至下进行安装，对齐子板螺栓孔和母板螺栓孔，并通过螺栓临时固定约束子板和约束母板；
步骤四:通过螺栓在母板螺栓孔中的间隙调整以保证钢板剪力墙的整体标高和钢板剪力墙与钢骨暗柱的中线的距离符合设计要求，随后将螺栓拧紧，校核无误后对约束子板和约束母板两者的重合部分进行侧面角焊缝的焊接；
步骤五:采用跳焊法对所述安装单元与两侧的墙柱连接板之间进行焊接，采用跳焊法对上部预装墙板和下部预装墙板之间进行焊接；焊接时控制焊缝的层间温度在150°C，使焊接应力小于约束子板和约束母板的反力。
[0011]所述钢骨暗柱与钢骨暗梁的连接处设有梁柱连接板，钢骨暗梁通过约束连接单元与梁柱连接板固定连接。
[0012]与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果:
本发明将剪力钢板墙分为预装墙板和后填墙板两部分，并在后填墙板和墙柱连接板的内侧分别安装约束钢板，约束钢板的板厚均大于剪力钢板墙的厚度，间隔设置的距离不大于500mm间距较密，对钢板墙焊接的反变形起到约束作用；后填墙板的焊接为按顺序跳焊，由下至上，由中部到边部，减小焊接残余应力；约束钢板的连接形式包含螺栓连接、焊接两种方式，进一步加强钢板墙的约束强度。
[0013]本发明的约束钢板上均留有长圆孔，有利于剪力钢板墙安装时位移尺寸调节，锚固连接后位置依然可调，安装位置易精确控制。
[0014]本发明的约束钢板的加工、制作焊接均在工厂内完成，无需施工现场制作，加快了施工安装进度，约束钢板留设在剪力钢板墙的内侧，有利于塔吊单机回转安装就位，节省人力，约束钢板回收处理后可二次使用，节约了施工成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0016]图1是本发明结构的侧立面示意图。
[0017]图2是图1中的B-B剖面示意图。
[0018]图3是图1中的A-A剖面示意图。
[0019]图4是本发明施工方法步骤三中安装单元的安装方向示意图。
[0020]图5是本发明施工方法步骤三中通过螺栓临时固定约束子板和约束母板的示意图。
[0021]图6是本发明施工方法步骤四中约束子板和约束母板两者的重合部分进行侧面角焊缝的焊接示意图。[0022]图7是本发明施工方法步骤四中安装单元与两侧的墙柱连接板之间焊接的示意图。
[0023]图8是本发明施工方法步骤五中跳焊连接方式的一种实施例的示意图。
[0024]图9是本发明施工方法中安装单元的结构示意图。
[0025]附图标记:1 一钢骨暗柱、2 —钢骨暗梁、2.1 一第一钢骨暗梁、2.2 一第二钢骨暗梁、3 —墙柱连接板、4 一钢板剪力墙、4.1 一下部预装墙板、4.2 一上部预装墙板、5 —约束子板、5.1 一子板螺栓孔、6 —约束母板、6.1 一母板螺栓孔、7 —螺栓、8 —侧面角焊缝、9 —梁柱连接板。
【具体实施方式】
[0026]实施例参见图1-3所示，一种超高层钢板砼剪力墙的约束钢板构造，包括外边缘构件、与外边缘构件连接的钢板剪力墙4和两者间的约束连接单元，所述约束连接单元包括上下一一对应且互相配合使用的约束子板5和约束母板6，约束子板5沿钢板剪力墙4的内侧边间隔设置、与钢板剪力墙垂直，间隔设置的距离不大于500mm，约束母板6沿外边缘构件的内侧边间隔设置、与外边缘构件垂直，所述约束子板5的构件尺寸不大于约束母板6的构件尺寸，两板的搭接重合部分通过侧面角焊缝8和螺栓7进行上下连接，所述约束子板5和约束母板6的板厚均大于钢板剪力墙4的厚度。
[0027]所述外边缘构件包括两根钢骨暗柱I和两根钢骨暗梁2依次连接形成的矩形框架，所述钢板剪力墙置于矩形框架内，其左右两侧均通过墙柱连接板3与钢骨暗柱I连接，其上、下两侧分别连接至第一钢骨暗梁2.1和第二钢骨暗梁2.2上，所述钢板剪力墙4通过多个等间距设置的约束连接单元与墙柱连接板3连接。
[0028]所述钢板剪力墙4分为下部预装墙板4.1和上部预装墙板4.2，两者通过多个间隔设置的约束连接单元固定连接，所述下部预装墙板4.1的下侧与第二钢骨暗梁2.2连接，上部预装墙板4.2的上侧与第一钢骨暗梁2.1连接。
[0029]所述约束子板5上开有的子板螺栓孔5.1为圆孔，所述约束母板6上开有的母板螺栓孔6.1为长圆孔。
[0030]所述下部预装墙板4.1和上部预装墙板4.2的高度比为1:4。
[0031]这种超高层钢板砼剪力墙的约束钢板构造的施工方法，施工步骤如下:
步骤一:按设计要求对预制构件在工厂内加工、拼焊完成，包括钢骨暗柱I与墙柱连接板3的连接，墙柱连接板3与约束母板6的连接，钢板剪力墙4与约束子板5的连接，参见图9所示，钢板剪力墙4被钢骨暗梁2分为下部预装墙板4.1和上部预装墙板4.2 ;并将构件连接成安装单元，所述安装单元包括由上至下依次连接的上层的下部预装墙板4.1、钢骨暗梁2、下层的上部预装墙板4.2，构件间的焊接方式可均为单边V形35度角焊缝。参见图9所示，上层的下部预装墙板4.1上除了连接有约束子板5，其上侧边还连有约束母板6，其目的是连接上一层的下部预装墙板的约束子板，下层的上部预装墙板4.2上的下侧边连有约束子板5，其目的是连接下一层的上部预装墙板的约束母板。
[0032]步骤二:预制构件进入现场后，先逐层安装带有墙柱连接板3和约束母板6的钢骨暗柱1，对钢骨暗柱I的垂直度进行检验校正，对相邻两根钢骨暗柱I的间距进行复测，如有偏差及时调整并校核。[0033]步骤三:吊装步骤一中所述的安装单元，参见图4所示，采用单机回转的方法将安装单元由外向里、由上至下进行安装，对齐所有构件上的子板螺栓孔5.1和母板螺栓孔
6.1，参见图5所示，并通过螺栓7临时固定约束子板5和约束母板6。
[0034]步骤四:通过螺栓7在母板螺栓孔6.1中的间隙调整以保证钢板剪力墙4的整体标高和钢板剪力墙4与钢骨暗柱的中线的距离符合设计要求，随后将螺栓7拧紧，参见图6所示，校核无误后对约束子板5和约束母板6两者的重合部分进行侧面角焊缝8的焊接。
[0035]步骤五:参见图7-8所示，采用跳焊法对所述安装单元与两侧的墙柱连接板3之间进行焊接，采用跳焊法对上部预装墙板4.2和下部预装墙板4.1之间进行焊接；跳焊法的焊缝按竖向间断、横向对称的设置，即可以按每隔a=500mm焊接一段500mm长的焊缝进行施工；焊接时控制焊缝的层间温度在150°C，使焊接应力小于约束子板和约束母板的反力，焊接方式可均为单边V形35度角焊缝。
[0036]为了保证梁、柱之间的连接强度，钢骨暗柱I与钢骨暗梁2的连接处设有梁柱连接板9，钢骨暗梁2也通过约束连接单元与梁柱连接板9固定连接，钢骨暗梁2的内侧边设有与钢骨暗梁2垂直的约束子板5，梁柱连接板9的内侧边设有与梁柱连接板9垂直的约束母板6，对齐子板螺栓孔5.1和母板螺栓孔6.1，并通过螺栓7临时固定约束子板5和约束母板6。
[0037]参见图8所示，是本发明跳焊法的一种实施例，具体焊接顺序为:
一、上部预装墙板4.2与下部预装墙板4.1之间采用每隔a=500mm焊接一段b=500mm长的焊缝进行连接。
[0038]二、上部预装墙板4.2与两侧的墙柱连接板3之间进行焊点竖向间断、横向对称的焊接，首先焊接上部预装墙板4.2的中部，即图中的c段；接着焊接上部预装墙板4.2的上部，即图中的d段；最终焊接上部预装墙板4.2的下部，即图中的e段；焊缝的间距a=500mm，焊缝长度均为500mm。
【权利要求】
1.一种超高层钢板砼剪力墙的约束钢板构造，包括外边缘构件、与外边缘构件连接的钢板剪力墙(4)和两者间的约束连接单元，其特征在于:所述约束连接单元包括上下一一对应且互相配合使用的约束子板(5)和约束母板(6)，约束子板(5)沿钢板剪力墙(4)的内侧边间隔设置、与钢板剪力墙垂直，间隔设置的距离不大于500mm，约束母板(6)沿外边缘构件的内侧边间隔设置、与外边缘构件垂直，所述约束子板(5)的构件尺寸不大于约束母板(6)的构件尺寸，两板的搭接重合部分通过侧面角焊缝(8)和螺栓(7)进行上下连接，所述约束子板(5)和约束母板(6)的板厚均大于钢板剪力墙(4)的厚度。
2.根据权利要求1所述的一种超高层钢板砼剪力墙的约束钢板构造，其特征在于:所述外边缘构件包括两根钢骨暗柱(I)和两根钢骨暗梁(2)依次连接形成的矩形框架，所述钢板剪力墙置于矩形框架内，其左右两侧均通过墙柱连接板(3)与钢骨暗柱(I)连接，其上、下两侧分别连接至第一钢骨暗梁(2.1)和第二钢骨暗梁(2.2)上，所述钢板剪力墙(4)通过多个等间距设置的约束连接单元与墙柱连接板(3)连接。
3.根据权利要求2所述的一种超高层钢板砼剪力墙的约束钢板构造，其特征在于:所述钢板剪力墙(4)分为下部预装墙板(4.1)和上部预装墙板(4.2)，两者通过多个间隔设置的约束连接单元固定连接，所述下部预装墙板(4.1)的下侧与第二钢骨暗梁(2.2)连接，上部预装墙板(4.2)的上侧与第一钢骨暗梁(2.1)连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种超高层钢板砼剪力墙的约束钢板构造，其特征在于:所述约束子板(5)上开有的子板螺栓孔(5.1)为圆孔，所述约束母板(6)上开有的母板螺栓孔(6.1)为长圆孔。
5.根据权利要求3所述的一种超高层钢板砼剪力墙的约束钢板构造，其特征在于:所述下部预装墙板(4.1)和上部预装墙板(4.2)的高度比为1:4。
6.根据权利要求1~5任意一项所述的一种超高层钢板砼剪力墙的约束钢板构造的施工方法，其特征在于，施工步骤如下: 步骤一:按设计要求对预制构件在工厂内加工、拼焊完成，包括钢骨暗柱(I)与墙柱连接板(3)的连接，墙柱连接板(3)与约束母板(6)的连接，钢板剪力墙(4)与约束子板(5)的连接，钢板剪力墙(4)被钢骨暗梁(2)分为下部预装墙板(4.1)和上部预装墙板(4.2);并将构件连接成安装单元，所述安装单元包括由上至下依次连接的上层的下部预装墙板(4.1)、钢骨暗梁(2)、下层的上部预装墙板(4.2)； 步骤二:预制构件进入现场后，先逐层安装带有墙柱连接板(3)和约束母板(6)的钢骨暗柱(1)，对钢骨暗柱(I)的垂直度进行检验校正，对相邻两根钢骨暗柱(I)的间距进行复测，如有偏差及时调整并校核； 步骤三:吊装步骤一中所述的安装单元，采用单机回转的方法将安装单元由外向里、由上至下进行安装，对齐子板螺栓孔(5.1)和母板螺栓孔(6.1)，并通过螺栓(7)临时固定约束子板(5)和约束母板(6)； 步骤四:通过螺栓(7)在母板螺栓孔(6.1)中的间隙调整以保证钢板剪力墙(4)的整体标高和钢板剪力墙(4)与钢骨暗柱的中线的距离符合设计要求，随后将螺栓(7)拧紧，校核无误后对约束子板(5)和约束母板(6)两者的重合部分进行侧面角焊缝(8)的焊接； 步骤五:采用跳焊法对所述安装单元与两侧的墙柱连接板(3)之间进行焊接，采用跳焊法对上部预装墙板(4.2)和下部预装墙板(4.1)之间进行焊接；焊接时控制焊缝的层间温度在150°C,使焊接应力小于约束子板和约束母板的反力。
7.根据权利要求6所述的一种超高层钢板砼剪力墙的约束钢板构造的施工方法，其特征在于:所述钢骨暗柱(1)与钢骨暗梁(2)的连接处设有梁柱连接板(9)，钢骨暗梁(2)通过约束连接单元与梁柱连接板(9)固定连接。
【文档编号】E04G21/14GK103615058SQ201310635108
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】张良, 张莉莉, 罗艺, 吴华, 张玉品 申请人:北京六建集团有限责任公司