一种基于波形钢板和隔板的多腔钢板组合剪力墙的制作方法

1.本实用新型属于建筑工程领域的一种钢板组合剪力墙，具体涉及了一种基于波形钢板和隔板的多腔钢板组合剪力墙。


背景技术：

2.在高层建筑结构体系中，剪力墙是一种重要的抗侧力构件。在地震作用下，剪力墙不仅承担大部分地震力，而且还起到耗散地震能量的作用，因此剪力墙是高层建筑结构抗震设计的关键构件。随着建筑物的高度越来越高，底部剪力墙需要承担的竖向荷载越来越大，为保证剪力墙的延性，需严格控制轴压比和混凝土强度等级，若仍采用传统的钢筋混凝土剪力墙，只能增加剪力墙的厚度，过厚的剪力墙不仅使结构自重增加，而且还占用了建筑内部使用空间。
3.为满足“薄墙体，高轴压，高延性”的要求，近年来出现了一种新型的剪力墙形式——钢板组合剪力墙。钢板组合剪力墙是由两侧外包钢板和中间内填混凝土组合而成并共同工作的剪力墙。这种新型剪力墙能够充分发挥钢与混凝土两种材料的各自优势，可较好地实现上述设计目标。
4.目前存在两种典型的钢板组合剪力墙构造形式。一种是采用两块整片钢板作为墙体的外包钢板，两片钢板之间通过一定的连接方式形成墙身，然后在墙身内部浇筑混凝土形成组合剪力墙。常见的外包钢板连接构造包括栓钉、t形加劲肋、缀板、对拉螺栓、直钩l型连接件、镰钩型连接件、弯钩型连接件等。另一种是先将多个标准化的型材组合成多腔体的墙身，然后在空腔内浇筑混凝土形成组合剪力墙。常见的用于组成墙身的标准化型材有h形钢、方钢管、矩形钢管、u形件等。
5.第一种构造方式较为复杂，外包钢板上需要设置大量连接件，焊接工作量大。当外包钢板厚度不大时，整片钢板自身的平整度很难得到控制，再加上焊接连接件的过程中还会产生不可避免的焊接变形，因此矫正难度非常大，很难保证构件的制作精度和质量。
6.第二种构造方式在将多个型材焊接形成墙身的过程中，随着腔体数量的增加，会出现焊接变形的累积导致构件发生旁弯，且此时墙身已形成整体，很难再进行矫正。


技术实现要素：

7.为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种由波形钢板和隔板焊接形成的钢板组合剪力墙，与现有的做法相比具有构造形式简单、加工方便、制作精度高等特点，墙身构造可保证钢板和混凝土协同工作，该组合墙具有较高的承载力、延性及耗能能力，可广泛应用于各类钢结构建筑。
8.本实用新型采用的技术方案是：
9.本实用新型包括多个双层波形钢板、多块隔板、混凝土和焊缝；
10.两个波形钢板层之间平行且间隔地相对布置并构成多腔钢板组合剪力墙的两个侧面，两个波形钢板层之间还设置有多个平行且间隔布置的隔板，各个隔板分别设置在两
个波形钢板层的中部及左右两端部，各个隔板均竖直布置并分别与两个波形钢板层之间通过焊缝焊接，设置在两个波形钢板层的左右两端部的隔板将两个波形钢板层的左右两端部进行封闭，设置在两个波形钢板层中部的多个隔板将两个波形钢板层之间的腔室分割成多个封闭腔室，各个封闭腔室中均浇筑有混凝土。
11.所述两个波形钢板层结构相同，每个波形钢板层均由多块波形钢板从左到右通过焊缝依次焊接构成；每个波形钢板层中，每块波形钢板竖直布置，相邻两块波形钢板的波峰之间相连，相邻两块波形钢板的波谷之间相连；第一波形钢板层中各块波形钢板的波峰与第二波形钢板层中对应波形钢板的波峰相对布置，第一波形钢板层中各块波形钢板的波谷与第二波形钢板层中对应波形钢板的波谷相对布置；
12.每块隔板的一端部设置在第一波形钢板层中的一块波形钢板的左或右端面并通过焊缝焊接，当前隔板的另一端部设置在第二波形钢板层中与第一波形钢板层中当前波形钢板相对设置的波形钢板的左或右端面并通过焊缝焊接，使得两个波形钢板层相连。
13.所述设置在两个波形钢板层的左右两端部的隔板由边缘约束柱代替，两个波形钢板层的左、右端面分别与对应的边缘约束柱之间通过焊缝焊接。
14.所述各个隔板等距或不等距布置。
15.所述边缘约束柱为钢管混凝土柱或钢柱。
16.所述钢管混凝土柱为空钢管与内部浇筑混凝土组成的组合构件。
17.所述钢柱的截面为工字型、箱型截面、槽型截面。
18.所述的混凝土采用普通混凝土、高强混凝土、自密实混凝土、再生混凝土、轻骨料混凝土中的一种。
19.本实用新型的技术原理是：
20.1、波形钢板的加工和隔板的焊接可实现工厂化制作，组合剪力墙可现场装配化施工，墙身空腔在施工时可作为混凝土浇筑的模板，不需另外支模。
21.2、平钢板弯折形成的横向肋板可起到对剪力墙两外侧钢板进行加劲的作用，避免在受力过程中组合剪力墙的外侧钢板过早出现局部失稳。
22.3、空腔内浇筑的混凝土受到周围钢板的约束，使得混凝土的抗压强度和变形能力得到提高，同时填充混凝土可提高剪力墙外侧钢板的局部稳定承载力。
23.本实用新型的有益效果体现在：
24.1、加劲钢板的局部稳定性较好，使得钢材的强度潜力和延性得到充分发挥，同时约束混凝土的抗压强度和变形能力也得到极大改善，因此本实用新型的钢板组合剪力墙具有高承载力、高延性和稳定的滞回耗能能力，抗震性能良好。
25.2、与传统的混凝土剪力墙相比，在具有相同刚度或强度的情况下，组合剪力墙的墙体厚度可以降低，从而增加了建筑使用面积和建筑空间布置的灵活性。
26.3、组合剪力墙的厚度得到减薄，可减轻整体结构的自重，同时可降低结构所受的地震作用，相应的基础造价会有所减少；
27.与现有的钢板组合剪力墙构造方式相比，本实用新型具有以下有益效果：
28.1、与第一种构造方式相比，波形钢板自身具有一定的刚度，不容易出现波浪式的变形，钢板平整度可得到有效控制。波形钢板的横肋能够加强与内部混凝土的约束作用，隔板进一步对双层波纹钢板进行了加劲，提高了剪力墙的整体性。
29.2、第二种构造方式通过对多个型材进行组合形成剪力墙，虽然构件制作的标准化程度得到了提高，但对于不同的建筑，剪力墙的厚度和长度一般会有所区别，为了适应各种情况，可采取的办法只能是增加型材的规格或者对现有型材进行二次加工，这样不仅增加了制作成本也造成了对钢材的浪费。相比较而言，本实用新型对建筑布置的适应性要更好，基本型材仅为平钢板，波形钢板的加工可根据墙体厚度、长度及钢板宽厚比进行调整，所需隔板尺寸统一易加工，制作过程兼具标准化程度高和钢材利用率高的特点。
附图说明
30.图1为多腔钢板组合剪力墙的立面图。
31.图2为图1中a-a面的剖视图。
32.图3为图1中b-b面的剖视图。
33.图4为带边缘约束柱的多腔波纹钢板剪力墙的立面图。
34.图5为图4中a-a面的剖视图。
35.图中：1-波形钢板，2-隔板，3-混凝土，4-边缘约束柱，5-焊缝。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
37.如图1-3所示，本实用新型包括多个双层波形钢板、多块隔板2、混凝土3 和焊缝5；
38.两个波形钢板层之间平行且间隔地相对布置并构成多腔钢板组合剪力墙的两个侧面，两个波形钢板层之间还设置有多个平行且间隔布置的隔板2，各个隔板2分别设置在两个波形钢板层的中部及左右两端部，各个隔板2均竖直布置并分别与两个波形钢板层之间通过焊缝5焊接，设置在两个波形钢板层的左右两端部的隔板2将两个波形钢板层的左右两端部进行封闭，设置在两个波形钢板层中部的多个隔板2将两个波形钢板层之间的腔室分割成多个封闭腔室，具体实施中，隔板2的宽度大于等于两个波形钢板层之间的间距。各个封闭腔室中均浇筑有混凝土3。
39.两个波形钢板层结构相同，每个波形钢板层均由多块波形钢板1从左到右通过焊缝5依次焊接构成；每个波形钢板层中，每块波形钢板1竖直布置，相邻两块波形钢板1的波峰之间相连，相邻两块波形钢板1的波谷之间相连；第一波形钢板层中各块波形钢板1的波峰与第二波形钢板层中对应波形钢板1的波峰相对布置，第一波形钢板层中各块波形钢板1的波谷与第二波形钢板层中对应波形钢板1的波谷相对布置；
40.每块隔板2的一端部设置在第一波形钢板层中的一块波形钢板1的左或右端面并通过焊缝5焊接，当前隔板2的另一端部设置在第二波形钢板层中与第一波形钢板层中当前波形钢板1相对设置的波形钢板1的左或右端面并通过焊缝5焊接，使得两个波形钢板层相连，设置在两个波形钢板层中部的多个隔板2 与第一、第二波形钢板层中相邻的两块波形钢板1之间。
41.波形钢板由平钢板经过多道弯折而成。
42.如图4和图5所示，设置在两个波形钢板层的左右两端部的隔板由边缘约束柱4代替，两个波形钢板层的左、右端面分别与对应的边缘约束柱4之间通过焊缝5焊接。
43.各个隔板等距或不等距布置。
44.边缘约束柱4为钢管混凝土柱或钢柱。
45.钢管混凝土柱为空钢管与内部浇筑混凝土组成的组合构件。
46.钢柱的截面为工字型、箱型截面、槽型截面。
47.混凝土采用普通混凝土、高强混凝土、自密实混凝土、再生混凝土、轻骨料混凝土中的一种。
48.普通混凝土具体为强度等级c60以下的容重2400kg/m3左右的混凝土，包括硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等；高强混凝土具体为强度等级c60及以上的混凝土；自密实混凝土是指在自身重力作用下，能够流动、密实，不需要附加振动的混凝土；再生混凝土为将废弃的混凝土(再生集料)经处理加工后与混凝土、水按比例配制形成的新混凝土；轻骨料混凝土具体为采用轻质骨料的表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。
49.本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。