阅读说明：本技术 带钢梁连接键的预制劲性混凝土剪力墙板、装配式劲性混凝土剪力墙及制作方法 (Prefabricated stiff concrete shear wall plate with steel beam connecting keys, assembled stiff concrete shear wall and manufacturing method ) 是由 兰涛 门进杰 常好诵 秦广冲 傅彦青 李然 姜子钦 樊冠磊 杨运杰 薛辰 于 2020-07-02 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种带钢梁连接键的预制劲性混凝土剪力墙板、装配式劲性混凝土剪力墙及制作方法,预制劲性混凝土剪力墙板具有边缘约束构件；上连接钢梁与两边缘型钢的顶端焊接连接并且两端焊接连接有上钢梁连接键,下连接钢梁与两边缘型钢的底端焊接连接并且两端焊接连接有下钢梁连接键；上钢梁连接键与下钢梁连接键上对应开设有螺栓孔；墙体四周的混凝土中预埋有内置锚栓。本发明提供一种带钢梁连接键的装配式劲性混凝土结构剪力墙结构及墙体的连接方式,其墙体的刚度大,抗侧能力强,接缝的装配形式简单,成本低,操作便捷,可行性好,对精度要求低,连接可靠,受力明确,能够很好地传递剪力墙之间的剪力,可能广泛的应用于高层建筑的装配。(The invention provides a prefabricated stiff concrete shear wall with steel beam connecting keys, an assembled stiff concrete shear wall and a manufacturing method, wherein the prefabricated stiff concrete shear wall is provided with edge restraining components; the upper connecting steel beam is welded with the top ends of the two edge section steels, the two ends of the upper connecting steel beam are welded with the upper steel beam connecting keys, the lower connecting steel beam is welded with the bottom ends of the two edge section steels, and the two ends of the lower connecting steel beam are welded with the lower steel beam connecting keys; the upper steel beam connecting key and the lower steel beam connecting key are correspondingly provided with bolt holes; built-in anchor bolts are embedded in the concrete around the wall body. The invention provides an assembled stiff concrete structure shear wall structure with steel beam connecting keys and a connecting mode of a wall body, wherein the wall body is high in rigidity, strong in lateral resistance, simple in assembling form of seams, low in cost, convenient to operate, good in feasibility, low in requirement on precision, reliable in connection, clear in stress, capable of well transmitting shear force between shear walls and capable of being widely applied to assembling of high-rise buildings.)

带钢梁连接键的预制劲性混凝土剪力墙板、装配式劲性混凝 土剪力墙及制作方法

技术领域

本发明总体上涉及建筑结构工程领域，主要涉及一种装配式劲性混凝土剪力墙，尤其涉及一种带钢梁连接键的预制劲性混凝土剪力墙板、装配式劲性混凝土剪力墙及制作方法。

背景技术

目前，随着社会经济的发展和资源环境的矛盾日益加剧，粗放型的发展模式向集约型的发展模式转变已成为必然趋势。在建筑行业，由于装配式建筑能够将工业化和标准化生产融入建筑行业，充分展现了节能减排这一时代发展的主题，因此装配式建筑是未来建筑行业的发展方向。至于当今的装配式建筑的主要结构形式，主要有装配式框架结构、装配式框架—剪力墙结构以及装配式剪力墙结构等。装配式建筑的关键技术瓶颈是构件之间的连接，连接节点的可靠性以及装配式建筑的整体性是衡量装配式建筑的关键技术指标。相比于其他结构形式的装配，剪力墙结构的装配具有更多的连接接缝，其连接形式技术难度大，施工复杂，连接质量难以控制和保证等问题尤为突出，因此现实中不得不采用装配整体式等现场湿作业量大的连接形式，严重影响了建筑的装配率。就装配式剪力墙结构本身而言，考虑到装配式建筑结构的整体性与相应的传统现浇结构的差异，装配式剪力墙结构在建筑高度上有严格的限制，无法体现剪力墙结构的优势，也制约了装配式剪力墙结构在高层建筑中的使用。为此，急需一种既能最大限度的减少现场湿作业量提高装配率又能提高结构本身的强度和整体性的装配式剪力墙结构以及墙体之间的连接方式。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种带钢梁连接键的装配式劲性混凝土剪力墙结构以及墙体间的拼接方法。该种剪力墙结构的边缘构件内置型钢，具有较高的承载能力和变形能力，抗侧刚度大，可用于高层或者超高层建筑中。由于墙体带有型钢连接件，墙体之间的拼接可以采用钢结构的连接方式，直接运用螺栓和连接钢板进行连接，能够保证连接接缝的刚度以及承载能力高于墙体本身,达到强节点的构造要求，并且该种结构形式剪力墙的拼接形式还具有连接形式简单易行、施工精度要求较低、现场湿作业量少、受力明确成本低、通用性强等优点，可能广泛的应用于高层或者超高层装配式建筑中。

本发明的技术方案如下：

本发明首先提供一种带钢梁连接键的预制劲性混凝土剪力墙板，包括：

边缘约束构件，包括内置在墙体两侧混凝土中的边缘型钢，以及分布在边缘型钢四周的边缘受力纵筋；

上连接钢梁，通长布置在边缘型钢与边缘受力纵筋的顶端所在的平面内，并且其两端与两侧边缘型钢的顶端焊接连接；

下连接钢梁，通长布置在边缘型钢与边缘受力纵筋的底端所在的平面内，并且其两端与两侧边缘型钢的底端焊接连接；

上钢梁连接键，焊接固定在上连接钢梁的两端，并外漏出所在位置的混凝土；

下钢梁连接键，焊接固定在下连接钢梁的两端，并外漏出所在位置的混凝土；

内置锚栓，预埋在墙体混凝土中，并沿墙体边缘布置，用于连接相邻剪力墙板。

作为一种具体改进，所述边缘型钢为H型截面钢或工字截面钢，其位于所述边缘受力纵筋所围成区域的中心，并且所述边缘约束构件还包括边缘约束箍筋，其布置于边缘受力纵筋所围成区域的外围。

作为一种具体改进，所述内置锚栓垂直墙体平面沿墙体四周布置，并且其两端穿出墙体混凝土，上部的内置锚栓固定在上连接钢梁的底面，下部的内置锚栓固定在下连接钢梁的顶面，墙体两侧的内置锚栓固定在边缘约束箍筋上并位于边缘型钢的外侧。

作为一种具体改进，所述上钢梁连接键由两块平行对置的钢板构成，两钢板之间具有一定的间隙，所述下钢梁连接键由一块钢板构成，该一块钢板的厚度与所述间隙的宽度一致或比间隙的宽度略小。

作为一种具体改进，所述上钢梁连接键与下钢梁连接键上对应开设有螺栓孔。

作为一种具体改进，各钢板宽度相同，且与所述边缘受力纵筋所围成区域的宽度相同，各钢板高度为其所在连接钢梁混凝土保护层厚度的2倍。

本发明进一步提供一种装配式劲性混凝土剪力墙，由多块剪力墙板在纵向和/或横向上装配构成，其特征在于，所述剪力墙板为带钢梁连接键的预制劲性混凝土剪力墙板，在上、下层剪力墙板连接装配的状态下，上、下层剪力墙板通过上层剪力墙板的下钢梁连接键与下层剪力墙板的上钢梁连接键的螺栓孔中插入高强螺栓连接固定；上、下层剪力墙板所形成的水平接缝处通过水平连接钢板安装在的内置锚栓上连接固定；钢梁连接键处后浇筑混凝土，形成装配式劲性混凝土剪力墙。

作为一种具体改进，在左、右剪力墙板连接装配的状态下，一竖向连接钢板安装在左、右剪力墙板所形成的竖向接缝处的内置锚栓上。

作为一种具体改进，还包括后浇带连接钢板，其安装在后浇筑混凝土处的内置锚栓上。

本发明还提供一种配式劲性混凝土剪力墙的安装方法，该方法适用于装配式劲性混凝土剪力墙，包括以下步骤：

S10：将上层剪力墙板吊装就位，使得上层剪力墙板的下钢梁连接键能够插入下层剪力墙板的上钢梁连接键；

S20：将高强螺栓插入上、下钢梁连接键所形成的螺栓孔内，实现上、下钢梁连接键的连接；

S30：将水平连接钢板固定在上、下层剪力墙板之间所形成的水平接缝处的内置锚栓上；

S40：将竖向连接钢板固定在同一层相邻的剪力墙板之间所形成的竖向接缝处的内置锚栓上；

S50：在墙体钢梁连接键处支模，后浇筑混凝土；

S60：后浇筑混凝土的强度达到要求后拆模，在后浇筑混凝土处的内置锚栓上安装后浇带连接钢板，完成墙体的装配。

本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明提供一种带钢梁连接键的装配式劲性混凝土结构剪力墙结构及墙体的连接方式，其墙体的刚度大，抗侧能力强，接缝的装配形式简单，成本低，操作便捷，可行性好，对精度要求低，连接可靠，受力明确，能够很好地传递剪力墙之间的剪力，可能广泛的应用于高层建筑的装配。具体而言，至少具有如下实际效果：

（1）剪力墙墙体侧边内置以型钢为主的边缘约束构件，形成墙体边缘约束，使得该种结构形式的劲性混凝土剪力墙结构能够获得更大的抗侧刚度和承载能力；

（2）墙体内部焊接连接钢梁，极大地提高了墙体本身的承载力和刚度；

（3）墙体的边缘构件通过钢梁连接键和高强螺栓进行连接，保证了连接处传力的可靠性；

（4）墙体之间通过内置锚栓和连接钢板进行连接，墙体之间的传力通过承载力更高的锚栓和连接钢板承担，提高了结构的整体性，能够实现避免在墙体中部出现塑性铰；

（5）墙体只在边缘构件连接处后浇混凝土，现场湿作业量少，提高了结构的装配效率；

（6）墙体以及连接钢板都可以在预制工厂内预制，能够极好的控制制作误差；

（7）墙体之间的连接方法简单易行，安装速度快，能够大幅度缩短工期，具有很高的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明一个实施例的剪力墙板整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的剪力墙板的骨架示意图；

图3为本发明一个实施例的上连接钢梁示意图；

图4为本发明一个实施例的下连接钢梁示意图；

图5为本发明一个实施例的连接接缝示意图；

图6为本发明一个实施例的装配式劲性混凝土剪力墙整体结构示意图；

图7为本发明一个实施例的钢梁连接键的连接示意图；

图8为本发明一个实施例的水平连接钢板示意图；

图9为本发明一个实施例的竖向连接钢板示意图；

图10为本发明一个实施例的后浇带连接钢板示意图；

图11为本发明一个实施例的内置锚栓和连接螺母示意图。

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但不构成对本发明的限定。图中各个标号的含义为：

1—预制劲性混凝土剪力墙板；2—后浇带；3—上钢梁连接键；4—下钢梁连接键；5—水平连接钢板；6—竖向连接钢板；7—后浇带连接钢板；8—内置锚栓；9—连接螺母；10—边缘型钢；11—边缘受力纵筋；12—边缘约束箍筋；13—拉结筋；14—水平分布钢筋；15—竖向分布钢筋；16—上连接钢梁；17—下连接钢梁；18—高强螺栓；19—竖向接缝；20—水平接缝；21—锚栓孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“包括/包含”、“由……组成”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。

还需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1、图2，本发明首先提供一种带钢梁连接键的预制劲性混凝土剪力墙板，包括边缘约束构件、上连接钢梁、下连接钢梁、上钢梁连接键、下钢梁连接键以及墙体内置锚栓，其中，边缘约束构件包括内置在墙体两侧边并沿墙体纵向的边缘型钢10，以及分布在边缘型钢10四周并沿墙体纵向的边缘受力纵筋11。

作为一种具体实施方式，边缘型钢10为H型截面钢或工字截面钢，其位于边缘受力纵筋11所围成区域的中心。

作为一种具体实施方式，边缘约束构件还包括边缘约束箍筋12，其布置于边缘受力纵筋11所围成区域的外围，边缘型钢10、边缘受力纵筋11和边缘约束箍筋12共同组成边柱骨架。

本发明通过在剪力墙墙体侧边设置以型钢为主的边缘约束构件，形成墙体边缘约束，相对于常规剪力墙而言，其为一种型钢混凝土剪力墙结构，即劲性混凝土剪力墙结构，边缘约束的存在使得该种结构形式的劲性混凝土剪力墙结构能够获得更大的抗侧刚度和承载能力强等特点，能够满足高层或者超高层建筑中对剪力墙构件变形能力和承载能力的要求。

继续参见图1、图2，上连接钢梁16布置在边缘型钢10与边缘受力纵筋11的顶端所形成的平面内，并且上连接钢梁16的两端与两边缘型钢10的顶端焊接连接，下连接钢梁17布置在边缘型钢10与边缘受力纵筋11的底端所形成的平面内，并且下连接钢梁17的两端与两边缘型钢10的底端焊接连接；两边缘型钢10、上连接钢梁16、下连接钢梁17围合成闭合的框架结构，墙体混凝土浇筑后与混凝土构成一整体，为整个剪力墙板的抗剪性能提供结实的骨架。

当然，本发明还在墙体中部位置设置有水平分布钢筋14、竖向分布钢筋15以及拉结筋13，水平分布钢筋14、竖向分布钢筋15以及拉结筋13共同组成墙体的钢筋网架，为墙板的抗剪和抗弯承载力和刚度提供保障。

继续参见图1、图2，上连接钢梁16的两端焊接连接有上钢梁连接键3，下连接钢梁17的两端焊接连接有下钢梁连接键4，并且上钢梁连接键3与下钢梁连接键4上对应开设有螺栓孔；上钢梁连接键3与下钢梁连接键4用于在上下墙板装配时采用高强螺栓插入对应的螺栓孔而实现连接固定，本发明墙体的边缘构件通过钢梁连接键和高强螺栓进行连接，保证了连接处传力的可靠性和连接强度，同时安装定位方便、准确。

如图2，本发明在墙体的四周，墙体混凝土中预埋有内置锚栓8，用于连接相邻剪力墙板。当需要多块墙板相邻连接安装时，墙体之间通过内置锚栓进行连接，并由连接螺母9固定，参见图11，墙体之间的传力通过承载力更高的锚栓承担，提高了结构的整体性，能够实现避免在墙体中部出现塑性铰。

作为一种具体实施方式，沿墙体上部布置的内置锚栓8固定在上连接钢梁16的底面，沿墙体下部布置的内置锚栓8固定在下连接钢梁17的顶面，沿墙体两侧布置的内置锚栓8固定在边缘约束箍筋12上。本发明具体是将内置锚栓8与连接钢梁焊接固定，与边缘约束箍筋绑扎固定，通过将内置锚栓8与连接钢梁和边缘约束箍筋固定在一起，确保了锚固点区域周围的连接强度，同时也确保了锚栓定位的可靠性，避免了浇筑混凝土时对锚栓位置的改变，防止了后期装配时与连接钢板上的锚栓孔位置不匹配。

再参见图3、图4，作为一种具体实施方式，上钢梁连接键3由两块平行对置的钢板构成，两钢板之间具有一定的间隙，下钢梁连接键4由一块钢板构成，该一块钢板的厚度与间隙的宽度一致或比间隙的宽度略小。通过将连接键设计成钢板对插的形式，连接键可在工厂预先焊接在连接钢梁上，加工方便，定位准确，同时装配时便于对位和固定。

参见图2，作为一种具体实施方式，上钢梁连接键3的两块钢板与下钢梁连接键4的一块钢板宽度相同，且各钢板与边缘受力纵筋所围成区域的宽度相同，各钢板高度为其所在连接钢梁混凝土保护层厚度的2倍。将钢梁连接键宽度设计为与边缘受力纵筋所围成区域的宽度相同，确保连接节点足够的宽度，从而确保对边缘约束构件具有足够的连接强度。将钢梁连接键高度设计为其所在连接钢梁混凝土保护层厚度的2倍，从而使得上下剪力墙板装配时，上、下钢梁连接键完全对接后墙板的混凝土边沿能够恰好靠紧，确保紧密连接，中间不留缝隙。

再参见图5-图7，本发明进一步提供一种装配式劲性混凝土剪力墙，由多块带钢梁连接键的预制劲性混凝土剪力墙板在纵向和/或横向上装配构成，上、下层剪力墙板在纵向上装配，上层剪力墙板的下钢梁连接键4插入下层剪力墙板的上钢梁连接键3中，上、下钢梁连接键的螺栓孔中插入高强螺栓18实现上、下钢梁连接键的连接；并且水平连接钢板5安装在上、下层剪力墙板所形成的水平接缝处的内置锚栓8上；在钢梁连接键处支模并后浇筑混凝土形成后浇带2，形成装配式劲性混凝土剪力墙。

参见图8，作为一种具体实施方式，水平连接钢板5为一条形钢板，其宽度与上、下层剪力墙板所形成的水平接缝的宽度一致，条形钢板上开设有两排锚栓孔21，两排锚栓孔21的数量和位置与剪力墙板上内置锚栓8对应。

作为一种具体实施方式，装配式劲性混凝土剪力墙还在横向上继续装配多块剪力墙板，在左、右剪力墙板连接装配的状态下，一竖向连接钢板6安装在左、右剪力墙板所形成的竖向接缝处的内置锚栓8上。

参见图9，作为一种具体实施方式，竖向连接钢板6为一条形钢板，其宽度与左、右剪力墙板所形成的竖向接缝的宽度一致，条形钢板上开设有两排锚栓孔21，两排锚栓孔21的数量和位置与剪力墙板上内置锚栓8对应。

参见图6、图10，作为一种具体实施方式，还包括在后浇带2处安装有后浇带连接钢板7，后浇带连接钢板7安装在后浇筑混凝土处的内置锚栓8上。

本发明相邻剪力墙板之间通过内置锚栓和连接钢板进行连接，安装方便，锚栓的抗剪承载力更高，能够避免在墙体接缝处出现塑性铰。

本发明带钢梁连接键的预制劲性混凝土剪力墙板制作方法如下：

将预制劲性混凝土剪力墙板1的边缘型钢10、边缘受力纵筋11、边缘约束箍筋12、水平分布钢筋14、竖向分布钢筋15以及拉结筋13进行定位以及绑扎；在钢筋网的顶部位置焊接上连接钢梁16，在上连接钢梁16的上部两端位置焊接上钢梁连接键3，在上连接钢梁16的底部表面相邻竖向钢筋之间的位置固定内置锚栓8；在钢筋网的底部位置焊接下连接钢梁17，在下连接钢梁17的底部两端位置焊接下钢梁连接键4，在下连接钢梁17的顶部表面固定内置锚栓8；在墙体两侧的边缘约束箍筋12上固定内置锚栓8；支模浇筑混凝土。

本发明装配式劲性混凝土剪力墙的安装方法为：

吊装上层墙体，使上层墙体下钢梁连接键3插入下层墙体上钢梁连接键4内；将高强螺栓18插入上、下钢梁连接键形成的通孔内，实现上、下层墙体边缘构件处的连接；将水平连接钢板5安装在上、下层墙体水平接缝处的内置锚栓8上，再用连接螺母9对水平连接钢板5和墙体内置锚栓8进行固定；用竖向连接钢板6将同层墙体之间的竖向接缝进行连接，然后用连接螺母9对竖向连接钢板6和内置锚栓进行固定；将连接键处进行支模，后浇筑混凝土，待混凝土达到强度要求后拆模，再用后浇带连接钢板7对后浇筑混凝土进行连接。

综上，本发明带钢梁连接键的装配式劲性混凝土剪力墙结构刚度大，墙体之间的连接可靠，操作简单，对施工精度要求较低，大大降低施工现场的湿作业量，通用性强，可能广泛应用于劲性混凝土剪力墙或者普通的钢筋混凝土剪力墙的装配。

至此，本领域技术人员应认识到，虽本文已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍然可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。