一种钢管混凝土排柱式连接预制剪力墙结构及施工方法

1.本发明应用于土木工程中预制装配式结构领域，具体是一种钢管混凝土排柱式连接预制剪力墙结构及施工方法。


背景技术：

2.预制装配式剪力墙结构适应现代绿色施工发展需求，是大力推广的结构，在工程中已有不少工程应用。预制装配式剪力墙结构中，上下剪力墙接缝性能是连接的关键，连接是否可靠直接影响结构安全。预制剪力墙和楼板之间的连接也是预制剪力墙结构施工中的关键问题。
3.目前工程中经常采用叠合板，上下预制剪力墙和叠合板的连接做法通常是：下预制剪力墙的上部留有一定长度钢筋，然后放置叠合板，叠合板下部钢筋伸入剪力墙上部，绑扎叠合板上部钢筋，然后浇筑混凝土形成整体养护后，将上预制剪力墙预埋钢筋套筒对准下预制剪力墙外伸钢筋通过灌浆连接。这种连接方法施工影响非常大，灌浆质量无法检测，工序较为复杂，而且，剪力墙的钢筋仅仅在边缘构件位置全部连接，其他部位是间隔连接，这样无法保证结构连接可靠，安全问题显著，抗震性能和延性差，另外，叠合板混凝土浇筑后还需要养护一段时间才能施工上部剪力墙，影响施工进度。
4.传统现浇剪力墙结构和装配式剪力墙结构刚度过大，地震作用下剪力墙混凝土破坏明显，耗能能力很差。
5.为此，迫切需要提出新型预制剪力墙之间以及和楼板之间的可靠连接形式。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种钢管混凝土排柱式连接预制剪力墙结构及施工方法。
7.为解决上述技术问题，本发明的一种钢管混凝土排柱式连接预制剪力墙结构，其包括：相互连接的预制剪力墙、排柱连接部件和叠合板，多组所述排柱连接部件间隔布设于预制剪力墙内，所述叠合板穿插固定于预制剪力墙上；
8.所述预制剪力墙包括钢筋混凝土墙和预埋螺纹套管，所述预埋螺纹套管埋设于钢筋混凝土墙两端部且对应排柱连接部件设置复数个；
9.所述排柱连接部件包括钢管混凝土柱和端板，所述端板对应设置于钢管混凝土柱两端，且端板通过螺栓分别与对应的预埋螺纹套管连接；
10.所述叠合板包括预制板和后浇板，所述预制板设置于后浇板下方。
11.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述钢管混凝土柱由钢管和核心混凝土组成，所述核心混凝土填充于钢管内部。
12.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述端板为钢板且固定焊接于钢管两端，所述端板上开设有与预埋螺纹套管位置对应的螺栓孔。
13.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述预制板置于下方端板边缘，且其包括预
制板纵筋、预制板水平筋、桁架钢筋和预制板混凝土，所述预制板纵筋和预制板水平筋均匀垂直间隔布设，且相互固定连接，所述桁架钢筋一端与预制板水平筋连接，所述预制板混凝土包裹预制板纵筋、预制板水平筋和桁架钢筋一端。
14.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述后浇板包括后浇板纵筋、后浇板水平筋、板底连接纵筋、附加通长构造钢筋和后浇板混凝土，所述后浇板纵筋贯穿多组钢管混凝土柱的间隙间隔布置，所述后浇板水平筋垂直后浇板纵筋间隔布设并与其固定连接，所述板底连接纵筋贯穿多组钢管混凝土柱的间隙并搭设在两侧预制板上用于对两侧预制板进行连接固定，所述附加通长构造钢筋垂直于板底连接纵筋布设并与其连接，所述后浇板混凝土浇铸于预制板上方，并沿着叠合板的高度填充钢管混凝土柱之间的间隙，并将后浇板纵筋、后浇板水平筋、板底连接纵筋、附加通长构造钢筋和桁架钢筋另一端包裹。
15.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述预制剪力墙的预埋螺纹套管与对应对排柱连接部件的端板之间均采用螺栓紧固。
16.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述钢管混凝土柱与端板之间焊接有加劲肋。
17.一种钢管混凝土排柱式连接预制剪力墙结构施工方法，其包括如下具体步骤：
18.(1)进行预埋螺纹套管布设操作，并预制好上下预制剪力墙；制作排柱连接部件和叠合板的预制板部分；
19.(2)安装下预制剪力墙，吊起排柱连接部件，将排柱连接部件的下端板螺栓孔对准下预制剪力墙的预埋螺纹套管，采用螺栓紧固；吊起上预制剪力墙，将上预制剪力墙的预埋螺纹套管对准排柱连接部件的上端板螺栓孔，采用螺栓紧固；
20.(3)吊起叠合板的预制板放置于预定位置，并置于排柱连接部件的下端板边缘，将板底连接纵筋穿过钢管混凝土柱之间的间隙，绑扎或焊接附加通长构造钢筋；将后浇板纵筋穿过钢管混凝土柱之间的间隙，固定后浇板水平筋；
21.(4)填充后浇板混凝土到预制板上部，混凝土沿着叠合板的高度填充钢管混凝土柱之间的间隙，并将后浇板纵筋、后浇板水平筋、板底连接纵筋、附加通长构造钢筋和桁架钢筋上部包裹。
22.本发明采用以上技术方案，具有以下有益效果：本发明采用钢管混凝土排柱连接部件和预制剪力墙及叠合板进行连接，拓宽了钢管混凝土应用范围，构造非常新颖，钢管混凝土排柱的应用使得连接承载力高，抗震延性好，避免了剪力墙结构的混凝土在底部容易破坏的问题，连接可靠。钢管混凝土柱之间形成间隙，减弱了预制剪力墙的抗侧刚度，耗能能力高；同时叠合板的板底连接纵筋和后浇板纵筋可穿过间隙，能够解决预制剪力墙和叠合板之间的连接问题，整体性好，连接可靠。采用钢管混凝土排柱连接部件，上下端板和预制剪力墙采用螺栓连接，无需现场传统套管灌浆作业，施工速度快，装配方便，效率高，施工质量好。该施工方法是预制剪力墙和排柱连接部件先连接，装配叠合板，施工速度快，工期短，无需等叠合板的后浇板混凝土施工养护完再进行下一步工作，避免了传统预制剪力墙和叠合板连接后再施工上部预制剪力墙的工期长问题。
附图说明
23.下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细的说明：
24.图1为本发明钢管混凝土排柱式连接预制剪力墙结构示意图；
25.图2为本发明a-a方向剖视图；
26.图3为本发明b-b方向剖视图。
具体实施方式
27.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
28.如图1-3所示，本发明提供了一种钢管混凝土排柱式连接预制剪力墙结构，由预制剪力墙1、排柱连接部件2和叠合板3组成。
29.所述预制剪力墙1由钢筋混凝土墙11和预埋螺纹套管12组成，钢筋混凝土墙11为工厂或现场预制而成，预埋螺纹套管12事先预埋在钢筋混凝土墙11的上端部和下端部，沿着截面方向和预制剪力墙1方向布设复数个。
30.所述排柱连接部件2由钢管混凝土柱21和端板22组成，其中钢管混凝土柱21由钢管211和核心混凝土212组成，核心混凝土212填充到钢管211的内部，钢管混凝土柱21沿着预制剪力墙1宽度方向布设复数个，相邻钢管混凝土柱21之间留有一定间隙，如图2和图3所示。端板22为钢板，设置在钢管混凝土柱21的上下两端，与所有钢管焊接成整体，端板22开设复数个螺栓孔，螺栓孔和预埋螺纹套管12位置对应。
31.所述叠合板3由预制板31和后浇板32组成，预制板31位于叠合板3的下部，由预制板纵筋311、预制板水平筋312、桁架钢筋313和预制板混凝土314组成，为事先加工完成。其中预制板纵筋311沿着叠合板3宽度方向一定间距间隔布置，预制板水平筋312沿着叠合板3长度方向一定间距间隔布置，预制板纵筋311和预制板水平筋312垂直并绑扎或者焊接在一起，桁架钢筋313下部和预制板水平筋312连接在一起，预制板混凝土314将预制板纵筋311、预制板水平筋312以及桁架钢筋313下部包裹，预制板31搁置在排柱连接部件2的下部端板22边缘。所述后浇板32由后浇板纵筋321、后浇板水平筋322、板底连接纵筋323、附加通长构造钢筋324和后浇板混凝土325组成。其中，后浇板纵筋321穿过钢管混凝土柱21之间的间隙沿着叠合板3宽度方向一定间距间隔布置，后浇板水平筋322沿着叠合板3长度方向一定间距间隔布置，后浇板纵筋321和后浇板水平筋322相互垂直并绑扎或者焊接牢固。板底连接纵筋323穿过钢管混凝土柱21之间的间隙沿着叠合板3宽度方向一定间距间隔布置，两端分别搁置在预制板31上一定长度，附加通长构造钢筋324垂直于板底连接纵筋323绑扎或焊接牢固。后浇板混凝土325填充于预制板31上部，沿着叠合板3的高度填充钢管混凝土柱21之间的间隙，并将后浇板纵筋321、后浇板水平筋322、板底连接纵筋323、附加通长构造钢筋324和桁架钢筋313上部包裹。
32.进一步地，所述上预制剪力墙1的预埋螺纹套管12和排柱连接部件2的上端板22之间、下预制剪力墙1的预埋螺纹套管12和排柱连接部件2的下端板22之间均采用螺栓4紧固。
33.进一步地，所述钢管混凝土柱21截面可采用圆形、方形、矩形或异形截面。
34.进一步地，所述预制剪力墙1的混凝土、核心混凝土212、叠合板3的混凝土可采用相同或不同类型的混凝土，可为普通混凝土、再生骨料混凝土、地质聚合物混凝土、轻骨料混凝土。
35.进一步地，所述钢管211可采用普通钢或不锈钢。
36.进一步地，为了防止钢管混凝土21和端板22在受力过程中先破坏，也可在所述钢管混凝土柱21和上下两端板22之间焊接加劲肋。
37.一种钢管混凝土排柱式连接预制剪力墙结构的施工方法，按照以下步骤进行：
38.(1)按照设计预埋好预埋螺纹套管12，事先预制好上下预制剪力墙1；制作好排柱连接部件2，预制好叠合板3的预制板31部分。
39.(2)安装好下预制剪力墙1，吊起排柱连接部件2，将排柱连接部件2的下端板22螺栓孔对准下预制剪力墙1的预埋螺纹套管12，采用螺栓4紧固。吊起上预制剪力墙1，将上预制剪力墙1的预埋螺纹套管12对准排柱连接部件2的上端板22螺栓孔，采用螺栓4紧固。
40.(3)吊起叠合板3的预制板31放置到预定位置，搁置在排柱连接部件2的下端板22边缘，将板底连接纵筋323穿过钢管混凝土柱21之间的间隙，绑扎或焊接附加通长构造钢筋324；将后浇板纵筋321穿过钢管混凝土柱21之间的间隙，绑扎或焊接后浇板水平筋322。
41.(4)填充后浇板混凝土325到预制板31的上部，混凝土沿着叠合板3的高度填充钢管混凝土柱21之间的间隙，并将后浇板纵筋321、后浇板水平筋322、板底连接纵筋323、附加通长构造钢筋324和桁架钢筋313上部包裹。
42.以上所述为本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。