一種組合聯肢剪力墻的連接體系及施工方法
【專利摘要】本發明具體公開了一種組合聯肢剪力墻的連接體系，包括外露腹桿和相鄰的剪力墻肢，剪力墻肢內設有內藏鋼桁架和鋼骨柱，鋼骨柱上固定連接有連接板；外露腹桿的兩端分別與相鄰的剪力墻肢內的鋼骨柱上的連接板固定連接，鋼骨柱、外露腹桿以及內藏鋼桁架通過連接板組合成為整體鋼桁架。該連接體系有效的克服了目前存在的技術難題，利用外露腹桿與剪力墻肢的內藏鋼桁架進行組合，消除了目前連梁在地震中受到彎剪作用的技術缺陷，而且使組合聯肢剪力墻的模塊化施工成為了可能，不但有效縮短施工周期、而且減小施工成本。
【專利說明】
一種組合聯肢剪力墻的連接體系及施工方法
技術領域
[0001]本發明涉及組合聯肢剪力墻技術領域，具體涉及一種組合聯肢剪力墻的連接體系及施工方法。
【背景技術】
[0002]組合聯肢剪力墻結構是通過連梁將兩個或多個鋼筋混凝土剪力墻組合起來共同抵抗水平荷載的一種抗側力體系，因其具有側向剛度高和承載力冗余度等特點而成為我國高層建筑(尤其是300米以上的超高層建筑)結構普遍采用的形式之一。聯肢剪力墻通過雙重機制抵抗水平荷載。與普通剪力墻僅僅依賴剪力墻底部的塑性鉸耗能不同，經過合理設計的聯肢剪力墻符合多道抗震防線的原則，作為第一道防線的鋼連梁首先屈服并通過一定程度的塑性變形耗散地震能量，然后作為第二道防線的剪力墻肢底部進入屈服階段。
[0003]為此，連梁必須具有足夠的延性性能，以確保剪力墻底部形成塑性鉸，繼續耗散地震能量，充分發揮聯肢墻體系的多道抗震防線的抗側力性能。然而，聯肢剪力墻連梁的跨高比一般較小，而目前各國抗震設計規范關于鋼筋混凝土連梁設計的規定尚不能滿意解決小跨高比連梁延性不足的問題，難以避免小跨高比連梁在大震作用下發生脆性剪切破壞。我國目前的組合聯肢剪力墻的研究主要集中于如何提高剪力墻的結構受力的問題上，如提高剪力墻的抗剪、抗壓，而沒有對連梁的受力結構體系進行改進的研究，例如:CN200992752Y公開了一種鋼管混凝土邊框-鋼桁架-混凝土組合剪力墻，采用了內置鋼桁架的受力結構。
[0004]內置型鋼桁架的剪力墻即在普通混凝土剪力墻內部放置型鋼桁架，剪力墻的混凝土與型鋼桁架組合形成一個型鋼桁架剪力墻肢，然后采用連梁將兩個或多個型鋼桁架剪力墻肢連接起來以形成組合型鋼桁架聯肢剪力墻。組合型鋼桁架聯肢剪力墻的優點:可以顯著提供剪力墻的承載力和延性;對裂縫發展有控制作用；可以增大剪力墻底部塑性耗能區域，提高剪力墻抗震能力。可是，組合型鋼桁架聯肢剪力墻由于采用了傳統連梁的結構體系，依然存在如下缺點:連梁與型鋼柱剛接，由于連梁同時受彎剪作用力，并傳給混凝土導致節點區(連梁與鋼骨柱的連接點)混凝土開裂嚴重甚至剝落;連梁每層(施工樓層，一般為I?3層)單獨設置會造成每層(施工樓層)局部損傷嚴重，難以修復。
[0005]CN201588315U公開了一種鋼管混凝土疊合柱邊框內藏鋼板及鋼桁架聯肢剪力墻，其采用了鋼桁架、邊框柱以及鋼板組合而成新型結構的聯肢剪力墻，利用鋼桁架作為連梁將邊框柱和鋼板連接成為一個整體。采用了鋼桁架的連梁并未克服彎矩受力形式，僅在連梁中增加鋼桁架以使得連梁結構受力機理簡單明了、提高剪力墻結構體系的整體抗震性能。可是，該方案中的連梁的結構受力作用點集中在邊框柱上、由邊框柱將結構受力傳遞至鋼板中，采用了內藏鋼桁架的連梁在地震中特別是高烈度的地震作用下仍然會受到彎剪作用，因此此方案中的連梁與邊框柱的節點處仍然會出現CN200992752Y中的技術問題。
[0006]CN201016187公開了一種內藏鋼桁架混凝土組合矩形梁柱框架，利用在呈空間筒狀的建筑結構中，且每一面墻體由內藏鋼桁架混凝土剪力墻連接呈封閉狀。此種結構的組合矩形梁柱框架和組合聯肢剪力墻結構受力體系有本質的區別且存在如下缺陷:一是內藏鋼桁架混凝土組合矩形梁柱框架應用范圍受限制，其僅適用于采用了梁柱框架的封閉結構或者成空間筒狀的梁柱框架結構，然后在框架結構的剪力墻中通過內藏鋼桁架、然后利用內藏鋼桁架來提高梁的承載力，起到防止梁過早屈服的作用，同時一并提高結構穩定性，而組合聯肢剪力墻的應用范圍更大、更加廣泛，因為組合聯肢剪力墻的結構受力體系并不一定呈空間筒狀或者限制墻體封閉連接;二是組合聯肢剪力墻的結構受力體系與梁柱框架結構的受力體系不屬于同種建筑結構受力體系，具有明顯的區別，因為框架結構的適用范圍較窄，即便是采用了內藏鋼桁架的組合矩形梁柱框架，也僅用于普通的高層建筑，而組合聯肢剪力墻主要是應用于超高層建筑的抗震。
[0007]綜上所述，目前國內外依然無法有效的在組合聯肢剪力墻結構體系中克服連梁的問題，即:在組合聯肢剪力墻中不得不繼續采用連梁的連接形式，也無法有效的克服目前連梁在地震中受到彎剪作用的技術缺陷。

【發明內容】

[0008]本發明的目的在于提供一種組合聯肢剪力墻的連接體系，能克服目前連梁在地震中受到彎剪作用的技術缺陷。
[0009]為達到上述目的，本發明的基礎方案為:一種組合聯肢剪力墻的連接體系，包括外露腹桿和相鄰的剪力墻肢，剪力墻肢內設有內藏鋼桁架和鋼骨柱，鋼骨柱上固定連接有連接板;外露腹桿的兩端分別與相鄰的剪力墻肢內的鋼骨柱上的連接板固定連接，鋼骨柱、夕卜露腹桿以及內藏鋼桁架通過連接板組合成為整體鋼桁架。
[0010]本方案的工作原理和優點在于:本方案針對內藏鋼桁架的剪力墻肢，利用外露腹桿與剪力墻肢的內藏鋼桁架進行組合形成整體鋼桁架、替代了傳統的連梁結構。在組合聯肢剪力墻的抗側力體系中，外露腹桿僅受到拉力或者壓力的作用，符合桿件的最優受力規則；同時，外露腹桿取代連梁將相鄰連個剪力墻肢連接在一起，由于桁架的受力特性，外露腹桿不再受彎剪作用，在地震作用中，組合聯支剪力墻的連接體系的抗側力結構主要依靠整體鋼桁架來承擔，使得外露腹桿不在如同傳統的連梁一樣成為獨立的受力結構構件，相鄰的兩個剪力墻之間的側向力傳遞形式變為了整體鋼桁架與剪力墻肢的混凝土之間的粘接傳力形式。因此，本方案有效的克服了目前存在的技術難題，利用外露腹桿與剪力墻肢的內藏鋼桁架進行組合，消除了目前連梁在地震中受到彎剪作用的技術缺陷，而且使組合聯肢剪力墻的模塊化施工成為了可能，有效縮短施工周期、減小施工成本，對于國內外工程界來說是一個非常大的創新之舉。
[0011 ]優選方案一:作為基礎方案的優選方案，外露腹桿為屈曲約束支撐，所述屈曲約束支撐的橫截面積由低樓層至高樓層逐漸縮小。該屈曲約束支撐創造性地使用到了組合聯肢剪力墻的結構體系中，而且以最優的受理方式最大限度的發揮了了屈曲約束支撐的結構功能，其本身就是一個創舉;再者，利用了屈曲約束支撐的組合聯肢剪力墻不但易于實現模塊化、批量化生產，而且相比采用型鋼混凝土柱、鋼筋混凝土等作為外露腹桿的方式所花費的施工周期更短、施工更加方便；同時，屈曲約束支撐使得組合聯肢剪力墻的連接體系處于彈性范圍內、全面提高了組合聯肢剪力墻的連接體系的抗震性能;沿建筑的高度改變屈曲約束支撐的橫截面積，通過改變橫截面積改變屈曲約束支撐的剛度和彈性形變范圍值，可以使的屈曲約束支撐在組合聯支剪力墻的連接體系中其起到的保險絲的作用效果更加明顯。
[0012]優選方案二:作為基礎方案的優選方案，外露腹桿包括水平腹桿和斜腹桿，所述水平腹桿為型鋼混凝土柱，所述斜腹桿為多向彎矩桿，所述多向彎矩桿包括連接頭、上彎矩桿、下彎矩桿和位于上彎矩桿和下彎矩桿之間的中心桿，所述上彎矩桿、下彎矩桿以及中心桿的兩端分別與連接頭焊接，上彎矩桿和下彎矩桿上下相對設置，上彎矩桿的中部向上凸出、下彎矩桿的中部向下凸出，連接頭上設有連接孔，多向彎矩桿兩端的連接頭分別與連接板鉸接。
[0013]多向彎矩桿包括了中心桿、上下相對設置的上彎矩桿以及下彎矩桿，中心桿為整體鋼桁架二力桿的主要受力桿件，而上彎矩桿和下彎矩桿在整體鋼桁架中起輔助受力的作用。地震中，建筑結構的受力體系非常復雜，特別是在高烈度地震下，組合聯肢剪力墻的各個構件受力會發生諸多變化，因此，本方案中采用了上彎矩桿和下彎矩桿作為輔助受力桿，由中部向上凸起的上彎矩桿承受正向彎矩、由中部向下凸起的下彎矩桿承受反向彎矩，由此，上彎矩桿和下彎矩桿可以盡可能的保證本方案中的組合聯肢剪力墻在高烈度地震中能不受損害，提高了建筑結構的抗震性。
[0014]優選方案三:作為基礎方案的優選方案，外露腹桿為安全伸縮桿，所述安全伸縮桿包括由高強度結構鋼制成的空心套桿和螺紋桿;所述空心套桿的右端固定連接有用于和連接板鉸接的連接頭，空心套桿內形成有沿空心套桿軸向設置的空心腔體，空心腔體的左側壁設置有與螺紋桿螺紋配合的內螺紋，空心腔體的右側壁光滑;螺紋桿旋擰入空心套桿內部的空心腔體內，螺紋桿的右端安裝有活塞，活塞與空心腔體的左側壁滑動配合;所述活塞與空心腔體形成一個密閉的壓力腔，壓力腔內填充有液壓油，壓力腔內設置有壓力傳感器；螺紋桿的左端設置有與連接板鉸接的連接頭，螺紋桿的左端與連接頭轉動連接;空心套桿和位于螺紋桿左端的連接頭間隔有1cm?20cm的直線距離。
[0015]螺紋桿和空心套桿的配合使得安全伸縮桿的總長度利于調節，便于施工，而且在建筑的日常使用和維護中，也便于調整安全伸縮桿的長度以利于對整體鋼桁架進行復位調整，因此采用了安全伸縮桿的整體鋼桁架使用起來非常便利。通過在空心套桿來設置壓力傳感器，可以通過壓力傳感器時時對安全伸縮桿的總長度進行電子監控，這樣不僅省去了人工檢測的麻煩，而且更有利于維護建筑結構的安全，為此建筑結構的穩定性。
[0016]優選方案四:作為優化方案三的優選方案，空心套桿和位于螺紋桿左端的連接頭間隔的直線距離為18cm。設置上述數值時，可以帶來施工操作非常便利、安全伸縮桿的長度調整范圍也非常符合安全伸縮桿的變形調整要求的效果。
[0017]優選方案五:作為優化方案四的優選方案，空心套桿與位于螺紋桿左端的連接頭之間設置有鋼筋混凝土，鋼筋混凝土包裹住螺紋桿外露的部分。在暴露在空氣中的螺桿上包裹鋼筋混凝土的目的在于:鋼筋混凝土一方面對暴露在空氣中的螺桿進行有效的保護，另一方面也同時將螺桿、空心套桿和連接頭剛性連接在一起，增強了安全伸縮桿的結構穩定。
[0018]作為基礎方案、優化方案一或二中任一項的一種組合聯肢剪力墻的連接體系的施工方法，該施工方法依次包括如下步驟:
(1)根據建筑結構等級、載荷、結構等設計參數計算確定剪力墻肢的構造尺寸和配筋；根據相應設計計算出所需內藏鋼桁架、外露腹桿等結構受力構件；
(2)在工廠或者施工現場的地面上預先將內藏鋼桁架、外露腹桿以及連接板等金屬件加工制作完成，然后將組成整體鋼桁架所需的各類結構構件運輸至施工位置，根據施工環境要求對所需鋼骨柱、連接板等金屬件進行防腐和防銹處理，然后施工所需設備就位；
(3)預先在地面上將連接板焊接在鋼骨柱上，安裝時需要分層施工，按照施工分層數，先將位于第一層的焊接有連接板的鋼骨柱吊裝就位，然后吊裝第一層的內藏鋼桁架并將內藏鋼桁架與連接板鉸接在一起，同時對鋼骨柱的垂直度等技術參數進行調整以滿足安裝設計要求；
(4)完成相鄰兩個需要連接的剪力墻肢的內藏鋼桁架以及鋼骨柱的安裝并達到設計施工要求，然后由下至上依次完成外露腹桿的安裝，將外露腹桿的兩端分別與左右相鄰兩根鋼骨柱上的連接板鉸接、使內藏鋼桁架以及外露腹桿通過連接板組合形成整體鋼桁架；
(5)待整體鋼桁架形成以后，繼續安裝模板、鋼筋制安、混凝土澆筑成型等工序完成第一層施工;在混凝土澆筑完成后，露天的外露腹桿需要進行防腐、防銹、防火以及滿足相應建筑規范要求的表面處理；
(6)待第一層施工完成以后，拆卸支架以及模板等施工用具，重復上述步驟(1)-(5)，直至完成所有施工層。
[0019]上述施工方法的有益效果是:
1、實現了內藏鋼桁架組合聯肢剪力墻的模塊化施工，因為如鋼骨柱、連接板以及內藏鋼桁架等結構構件均可以在工廠預制完成并直接運輸至施工現場直接使用，因此還節約了施工周期，減少了施工等待時間；
2、本發明適用于高層特別是超高層組合聯肢剪力墻的結構體系，通過上述施工過程可以看出，本發明針對內藏鋼桁架的剪力墻肢的連接實現了裝配式的施工方式，每一個結構受力構件均可采用小型吊裝設備，顯著降低了施工難度和施工成本；
3、外露腹桿相比現有的采用鋼筋混凝土的連梁更易于檢查，利于檢查維護，方便技術人員或管理者對高層建筑結構安全性的判定。
[0020]作為優化方案五的一種組合聯肢剪力墻的連接體系的施工方法，該施工方法依次包括如下步驟:
(1)根據建筑結構等級、載荷、結構等設計參數計算確定剪力墻肢的構造尺寸和配筋；根據相應設計計算出所需內藏鋼桁架、安全伸縮桿等結構受力構件，此時安全伸縮桿的螺紋桿上不包裹鋼筋混凝土;根據施工環境要求對所需鋼骨柱、連接板等金屬件進行防腐和防銹處理；
(2)在工廠或者施工現場的地面上預先將內藏鋼桁架、安全伸縮桿以及連接板等金屬件加工制作完成，完成屈曲約束支撐的采購或者制作，然后將組成整體鋼桁架所需的各類結構構件運輸至施工位置，然后施工所需設備就位，如吊裝、焊接設備等；
(3)預先在地面上將連接板焊接在鋼骨柱上，安裝時需要分層施工，按照施工分層數，先將位于第一層的焊接有連接板的鋼骨柱吊裝就位，然后吊裝第一層的內藏鋼桁架并將內藏鋼桁架與連接板鉸接在一起，同時對鋼骨柱的垂直度等技術參數進行調整以滿足安裝設計要求；
(4)重復(3)的過程，完成相鄰兩個需要連接的剪力墻肢的內藏鋼桁架以及鋼骨柱的安裝并達到設計施工要求，然后由下至上依次完成外露腹桿的安裝，將安全伸縮桿的兩端通過焊接在空心套桿和螺紋桿上的連接頭、分別與左右相鄰兩根鋼骨柱上的連接板鉸接，使內藏鋼桁架以及安全伸縮桿組合形成整體鋼桁架；
(5)整體鋼桁架形成以后，通過對安全伸縮桿的總長進行調節，S卩:旋擰螺紋桿后再次對整體鋼桁架的安裝進行行位校正以符合設計施工要求，然后繼續安裝模板、鋼筋制安、混凝土澆筑成型等工序完成第一層施工，在澆筑剪力墻肢的混凝土的同時，同時一并澆筑安全伸縮桿的螺紋桿上的鋼筋混凝土;在混凝土澆筑完成后，對安全伸縮桿進行防腐、防銹、防火以及滿足相應建筑規范要求的表面處理；
(6)待第一層施工完成以后，拆卸支架以及模板等施工用具，重復上述(1)-(5)，直至完成所有施工層。即:按照分層施工要求，由下至上逐層安裝和施工；
(7)待所有施工層完成施工以后，使用電源信號線將所有的安全伸縮桿上的壓力傳感器電連接如建筑安全檢測設備中，對壓力傳感器的初始狀態進行采樣。
[0021]上述施工方法的有益效果是:
1、實現了模塊化的施工方式，利于施工的進行，縮短了施工工期、減小了施工成本；
2、實現了對整體鋼桁架的實施受力狀態監測，即對安全伸縮桿的總長以及受力變化進行了時時監測，利于對建筑整體結構的維護；
3、不但加強了結構的穩定性，而且實現了安全伸縮桿的長度可調，有利于建筑結構的后期維修。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明實施例一中的剪力墻肢結構示意圖；
圖2是本發明實施例二中的多向彎矩桿安裝示意圖；
圖3是本發明實施例一中的屈曲約束支撐結構圖；
圖4是本發明實施例一中的多向彎矩桿結構圖；
圖5是本發明實施例二中的安全伸縮桿結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面通過【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明:
說明書附圖中的附圖標記包括:剪力墻肢11、內藏鋼桁架12、鋼骨柱2、斜腹桿3、水平腹桿4、連接板5、多向彎矩桿6、連接頭61、上彎矩桿62、中心桿63、下彎矩桿64、連接孔65、芯板71、填充材料72、外套筒73、鋼筋混凝土 81、空心套桿82、螺紋桿83、活塞84、壓力腔85、壓力傳感器86。
[0024]實施例一
實施例一如圖1、圖2、圖3、圖4所示:一種組合聯肢剪力墻的連接體系，包括內藏鋼桁架12的剪力墻肢11，鋼骨柱2以及外露腹桿。沿鋼骨柱2的長度方向固定連接有連接板5，外露腹桿與內藏鋼桁架12分別與連接板5鉸接，由鋼骨柱2、外露腹桿以及內藏鋼桁架12組合成為整體鋼桁架，鋼骨柱2作為整體鋼桁架的弦桿、外露腹桿作為整體鋼桁架的腹桿。鋼骨柱2設置于剪力墻肢11內部作為外框架柱。連接板5可與鋼骨柱2焊接、也可與鋼骨柱2螺栓連接等，本實施例中，連接板5與鋼骨柱2焊接。
[0025]本實施例中，外露腹桿采用了屈曲約束支撐(BRB)。屈曲約束支撐又稱防屈曲支撐，可為框架或排架結構提供很大的抗側剛度和承載力，其在采用支撐的結構體系中應用十分廣泛。屈曲約束支撐的芯板71與連接板5鉸接，所受的載荷全部由芯板71承擔，外套筒73和填充材料72僅約束芯板71受壓屈曲，使芯板71在受拉和受壓下均能進入屈服，一方面可以避免普通支撐拉壓承載力差異顯著的缺陷，另一方面具有金屬阻尼器的耗能能力。本實施例中，外露腹桿采用了屈曲約束支撐以后，除了在整體鋼桁架中作為二力桿受力以外，屈曲約束支撐還在組合聯肢剪力墻的連接體系中承擔了保險絲的作用。
[0026]在高烈度地震中，屈曲約束支撐具有一定的彈性形變能力，由屈曲約束支撐作為外露腹桿應用至整體鋼桁架時:屈曲約束支撐能在一定范圍內允許整體鋼桁架變形，由于內藏鋼桁架12是不允許變形的(因為內藏鋼桁架12變形會導致內藏鋼桁架與剪力墻肢11的混凝土的結合處產生裂痕，從而導致剪力墻肢11遭受破壞)，因此屈曲約束支撐就承擔了整體鋼桁架為消耗地震能量而局部變形的效果，進而能有效的吸收剪力墻肢11相互之間的沖擊載荷，而且，在震后自行恢復至初始狀態，這樣就能使得組合聯肢剪力墻的連接體系處于彈性范圍內、同時全面提高了組合聯肢剪力墻的連接體系的抗震性能。
[0027]屈曲約束支撐雖然廣泛應用于支撐結構體系中，但目前還未有屈曲約束支撐在桁架結構體系中的應用，特別是在組合聯肢剪力墻的連接體系的應用:
【申請人】不僅通過在實驗室的模型中對屈曲約束支撐的效果進行了試驗、而且還將屈曲約束支撐應用于工程實踐中，在對實驗數據以及工程實踐數據進行分析總結后得出:應用了屈曲約束支撐的桁架體系不但在施工時拆裝方便，而且在抗震上具有自我修補的效果，特別是針對于七級及以下地震，因為屈曲約束支撐的芯板71的具有較大的耗能能力，因此采用了屈曲約束支撐組合形成的組合聯肢剪力墻的連接體系未受到任何結構破壞或者變形，因此具有更強和更優的抗震性能，真正的做到了“大震不倒、中震自修和小震無樣”。
[0028]進一步，屈曲約束支撐的橫截面積由低樓層至高樓層逐漸縮小。在組合聯肢剪力墻的連接體系中，結構橫向受力部位一般集中于結構下方，而且，高層建筑或者超高層建筑施工時，吊裝屈曲約束支撐所需要的施工人力和物力會隨著樓層的高度增加而增加。申請在經過仔細研究以后發現:在組合聯支剪力墻的連接體系中改變所使用的屈曲約束支撐的橫截面大小，建筑整體抗側力的正常使用值和極限值依然能達到要求。因此，屈曲約束支撐的橫截面積由低樓層至高樓層逐漸縮小可以節約耗材，降低施工成本，因為屈曲約束支撐的橫截面越小則購買成本越低、重量也減小。而且，屈曲約束支撐的橫截面積越小，能減小屈曲約束支撐的剛度而增加屈曲約束支撐的彈性形變范圍，而高層建筑樓層越高在地震中所受到的側向破壞力就越強，因此樓層越高所需要的屈曲約束支撐提供的抗側力剛度需要變小、所需的彈性形變范圍需增大。因此，沿建筑的高度改變屈曲約束支撐的橫截面積，通過改變橫截面積改變屈曲約束支撐的剛度和彈性形變范圍值，可以使的屈曲約束支撐在組合聯支剪力墻的連接體系中其起到的保險絲的作用效果更加明顯。
[0029]進一步，
【申請人】針對斜腹桿3還做了進一步的改進。如圖2和圖4所示，斜腹桿3采用了多向彎矩桿6，多向彎矩桿6包括連接頭61、上彎矩桿62、下彎矩桿64和位于上彎矩桿62和下彎矩桿64之間的中心桿63，上彎矩桿62、下彎矩桿64以及中心桿63的兩端分別與連接頭61焊接，上彎矩桿62和下彎矩桿64上下相對設置，上彎矩桿62的中部向上凸出、下彎矩桿64的中部向下凸出。連接頭61上設有連接孔65，多向彎矩桿6通過連接孔65與連接板5鉸接。
[0030]斜腹桿3作為本方案中的主要受力構件，在整體鋼桁架中主要承受拉力和壓力，可是，對于地震中的高層建筑，所受的各種破壞力非常復雜，因此，斜腹桿3在高烈度的地震作用下也不可避免的會受到彎曲剪切力。為此，
【申請人】采用了多向彎矩桿6作為斜腹桿3。當斜腹桿3受到彎矩作用時，上彎矩桿62和下彎矩桿64將會由上下兩個方向給整體鋼桁架提供抵抗力矩，避免中心桿63因受到彎剪作用而被破壞，進而引發安全事故;而在建筑未受到高烈度的地震作用時，多向彎矩桿6在整體鋼桁架中依然承受拉、壓作用，進而維持建筑結構的穩定。
[0031]實施例二

【申請人】還針對組合聯肢剪力墻的連接體系發明了另外一種新型的安全伸縮桿，安全伸縮桿包括由高強度結構鋼制成的空心套桿82和螺紋桿83。如圖5所示，空心套桿82的右端焊接有連接頭61，空心套桿82內形成有沿空心套桿82軸向設置的空心腔體，空心腔體的左側壁設置有與螺紋桿83螺紋配合的內螺紋，空心腔體的右側壁光滑。螺紋桿83旋擰入空心套桿82內部的空心腔體內。螺紋桿83的右端安裝有活塞84，活塞84與空心腔體的左側壁滑動配合。活塞84與空心腔體形成一個密閉的壓力腔85，壓力腔85內填充有液壓油，壓力腔85內還設置有壓力傳感器86。螺紋桿83的左端也設置有連接頭61，螺紋桿83的左端與連接頭61轉動連接。空心套桿82與位于螺紋桿83左端的連接頭61間隔有1cm?20cm的直線距離，空心套桿82與位于螺紋桿83左端的連接頭61之間設置有鋼筋混凝土 81，鋼筋混凝土 81包裹住螺紋桿83外露的部分。
[0032]本優化的實施例二中，將空心套桿82與位于螺紋桿83左端的連接頭61間隔有1cm?20cm的直線距離的目的在于:如果直線距離過大，則螺紋桿83與空心套螺紋配合的長度將減小，不利于安全伸縮桿整體結構的穩定;如果直線距離過小，則不但引起在螺紋桿83上包裹混凝土的施工不便，而且也減小了了安全伸縮桿總長的可調整范圍。
【申請人】在經過理論研究和現場多次實驗總結后將直線距離定為1cm?20cm，屬于最優化的數值范圍，特別是空心套桿82與位于螺紋桿83左端的連接頭61間隔為18cm的直線距離時，施工操作非常便利、而且安全伸縮桿的長度調整范圍也非常符合安全伸縮桿的變形調整要求。
[0033]
【申請人】在使用中，將安全伸縮桿代替現有的型鋼柱適用于整體鋼桁架中，將安全伸縮桿作為外露腹桿使用。空心套桿82右端的連接頭61和螺紋桿83左端的連接頭61用于和連接板5連接，而在安裝的時候，作為另一種安裝方式，通過轉動螺紋桿83—彌補現實工程應用的型材加工誤差，同時在螺紋桿83上包裹鋼筋混凝土 81作為結構增強措施。而通過利用壓力傳感器86對壓力腔85內的液壓油進行檢測、則可以對后續的安全伸縮桿的總長度進行測定，以利于建筑結構的使用安全。
[0034]—種組合聯肢剪力墻的連接體系的施工方法，采用了模塊化的施工工藝，具體步驟如下:
(1)據建筑結構等級、載荷、結構等設計參數計算確定剪力墻肢11的構造尺寸和配筋；根據相應設計計算出所需內藏鋼桁架12、安全伸縮桿等結構受力構件，此時安全伸縮桿的螺紋桿83上不包裹鋼筋混凝土 81;根據施工環境要求對所需鋼骨柱2、連接板5等金屬件進行防腐和防銹處理；
(2)在工廠或者施工現場的地面上預先將內藏鋼桁架12、安全伸縮桿以及連接板5等金屬件加工制作完成，完成屈曲約束支撐的采購或者制作，然后將組成整體鋼桁架所需的各類結構構件運輸至施工位置，然后施工所需設備就位，如吊裝、焊接設備等；
(3)預先在地面上將連接板5焊接在鋼骨柱2上，安裝時需要分層施工，按照施工分層數，先將位于第一層的焊接有連接板5的鋼骨柱2吊裝就位，然后吊裝第一層的內藏鋼桁架12并將內藏鋼桁架12與連接板5鉸接在一起，同時對鋼骨柱2的垂直度等技術參數進行調整以滿足安裝設計要求；
(4)重復(3)的過程，完成相鄰兩個需要連接的剪力墻肢11的內藏鋼桁架12以及鋼骨柱2的安裝并達到設計施工要求，然后由下至上依次完成外露腹桿的安裝，將安全伸縮桿的兩端通過焊接在空心套桿82和螺紋桿83上的連接頭61、分別與左右相鄰兩根鋼骨柱2上的連接板5鉸接，使內藏鋼桁架12以及安全伸縮桿組合形成整體鋼桁架；
(5)整體鋼桁架形成以后，通過對安全伸縮桿的總長進行調節，S卩:旋擰螺紋桿83后再次對整體鋼桁架的安裝進行行位校正以符合設計施工要求，然后繼續安裝模板、鋼筋制安、混凝土澆筑成型等工序完成第一層施工，在澆筑剪力墻肢11的混凝土的同時，同時一并澆筑安全伸縮桿的螺紋桿83上的鋼筋混凝土 81;在混凝土澆筑完成后，對安全伸縮桿進行防腐、防銹、防火以及滿足相應建筑規范要求的表面處理；
(6)待第一層施工完成以后，拆卸支架以及模板等施工用具，重復上述(1)-(5)，直至完成所有施工層。即:按照分層施工要求，由下至上逐層安裝和施工；
(7)待所有施工層完成施工以后，使用電源信號線將所有的安全伸縮桿上的壓力傳感器86電連接如建筑安全檢測設備中，對壓力傳感器86的初始狀態進行采樣。
[0035]上述施工過程完成以后，通過對壓力傳感器86的初始數值進行采樣分析、記錄保存，然后再對數據進行時時分析和監控，就可以很容易得到安全伸縮桿的總長變化狀態，由此可以對整體鋼桁架的受力狀態、尤其是位于露天的安全伸縮桿的狀態進行監控。同時，如果在高烈度地震中，整體鋼桁架產生了一定的形變:位于剪力墻肢11內的內藏鋼桁架12由于混凝土的作用一般形變較小，而主要形變大部分發生在安全伸縮桿上，在整體鋼桁架中安全伸縮桿僅受周向拉力或者壓力，因此安全伸縮桿的形變一般僅表現為安全伸縮桿的總延長或縮短。因此可以敲掉發生較大形變的安全伸縮桿上的螺紋桿83上包裹的鋼筋混凝土81，通過旋擰螺紋桿83而對安全伸縮桿的總長進行調整以利于整體鋼桁架的恢復，進而繼續有效為此建筑結構的穩定，同時這樣做的成本也較低、施工也較為便利。
[0036]以上所述的僅是本發明的優化實施例，方案中公知的具體結構及特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發明結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發明的保護范圍，這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應當以其權利要求的內容為準，說明書中的【具體實施方式】等記載可以用于解釋權利要求的內容。
【主權項】
1.一種組合聯肢剪力墻的連接體系，其特征在于，包括外露腹桿和相鄰的剪力墻肢，所述剪力墻肢內設有內藏鋼桁架和鋼骨柱，所述鋼骨柱上固定連接有連接板;所述外露腹桿的兩端分別與相鄰的剪力墻肢內的鋼骨柱上的連接板固定連接，所述鋼骨柱、外露腹桿以及內藏鋼桁架通過連接板組合成為整體鋼桁架。2.根據權利要求1所述的一種組合聯肢剪力墻的連接體系，其特征在于，所述外露腹桿為屈曲約束支撐，所述屈曲約束支撐的橫截面積由低樓層至高樓層逐漸縮小。3.根據權利要求1所述的一種組合聯肢剪力墻的連接體系，其特征在于，所述外露腹桿包括水平腹桿和斜腹桿，所述水平腹桿為型鋼混凝土柱，所述斜腹桿為多向彎矩桿，所述多向彎矩桿包括連接頭、上彎矩桿、下彎矩桿和位于上彎矩桿和下彎矩桿之間的中心桿，所述上彎矩桿、下彎矩桿以及中心桿的兩端分別與連接頭焊接，上彎矩桿和下彎矩桿上下相對設置，上彎矩桿的中部向上凸出、下彎矩桿的中部向下凸出，連接頭上設有連接孔，多向彎矩桿兩端的連接頭分別與連接板鉸接。4.根據權利要求1所述的一種組合聯肢剪力墻的連接體系，其特征在于，所述外露腹桿為安全伸縮桿，所述安全伸縮桿包括由高強度結構鋼制成的空心套桿和螺紋桿;所述空心套桿的右端固定連接有用于和連接板鉸接的連接頭，空心套桿內形成有沿空心套桿軸向設置的空心腔體，空心腔體的左側壁設置有與螺紋桿螺紋配合的內螺紋，空心腔體的右側壁光滑;螺紋桿旋擰入空心套桿內部的空心腔體內，螺紋桿的右端安裝有活塞，活塞與空心腔體的左側壁滑動配合;所述活塞與空心腔體形成一個密閉的壓力腔，壓力腔內填充有液壓油，壓力腔內設置有壓力傳感器;螺紋桿的左端設置有與連接板鉸接的連接頭，螺紋桿的左端與連接頭轉動連接;空心套桿和位于螺紋桿左端的連接頭間隔有1cm?20cm的直線距離。5.根據權利要求4所述的一種組合聯肢剪力墻的連接體系，其特征在于，所述空心套桿和位于螺紋桿左端的連接頭間隔的直線距離為18cm。6.根據權利要求5中所述的一種組合聯肢剪力墻的連接體系，其特征在于，所述空心套桿與位于螺紋桿左端的連接頭之間設置有鋼筋混凝土，鋼筋混凝土包裹住螺紋桿外露的部分。7.根據權利要求1至3任一項所述的一種組合聯肢剪力墻的連接體系的施工方法，其特征在于，該施工方法依次包括如下步驟: (I)根據建筑結構等級、載荷、結構的設計參數計算確定剪力墻肢的構造尺寸和配筋；根據相應設計計算出所需內藏鋼桁架、外露腹桿等結構受力構件； 在工廠或者施工現場的地面上預先將內藏鋼桁架、外露腹桿以及連接板等金屬件(2)加工制作完成，然后將組成整體鋼桁架所需的各類結構構件運輸至施工位置，根據施工環境要求對所需鋼骨柱、連接板等金屬件進行防腐和防銹處理，然后施工所需設備就位； (3)預先在地面上將連接板焊接在鋼骨柱上，安裝時需要分層施工，按照施工分層數，先將位于第一層的焊接有連接板的鋼骨柱吊裝就位，然后吊裝第一層的內藏鋼桁架并將內藏鋼桁架與連接板鉸接在一起，同時對鋼骨柱的垂直度等技術參數進行調整以滿足安裝設計要求； (4)完成相鄰兩個需要連接的剪力墻肢的內藏鋼桁架以及鋼骨柱的安裝并達到設計施工要求，然后由下至上依次完成外露腹桿的安裝，將外露腹桿的兩端分別與左右相鄰兩根鋼骨柱上的連接板鉸接、使內藏鋼桁架以及外露腹桿通過連接板組合形成整體鋼桁架； (5)待整體鋼桁架形成以后，繼續安裝模板、鋼筋制安、混凝土澆筑成型等工序完成第一層施工;在混凝土澆筑完成后，露天的外露腹桿需要進行防腐、防銹、防火以及滿足相應建筑規范要求的表面處理； (6)待第一層施工完成以后，拆卸支架以及模板等施工用具，重復上述步驟(1)-(5)，直至完成所有施工層。8.根據權利要求6所述的一種組合聯肢剪力墻的連接體系的施工方法，其特征在于，該施工方法依次包括如下步驟: (1)根據建筑結構等級、載荷、結構等設計參數計算確定剪力墻肢的構造尺寸和配筋；根據相應設計計算出所需內藏鋼桁架、安全伸縮桿等結構受力構件，此時安全伸縮桿的螺紋桿上不包裹鋼筋混凝土;根據施工環境要求對所需鋼骨柱、連接板等金屬件進行防腐和防銹處理； (2)在工廠或者施工現場的地面上預先將內藏鋼桁架、安全伸縮桿以及連接板等金屬件加工制作完成，完成屈曲約束支撐的采購或者制作，然后將組成整體鋼桁架所需的各類結構構件運輸至施工位置，然后施工所需設備就位，如吊裝、焊接設備等； (3)預先在地面上將連接板焊接在鋼骨柱上，安裝時需要分層施工，按照施工分層數，先將位于第一層的焊接有連接板的鋼骨柱吊裝就位，然后吊裝第一層的內藏鋼桁架并將內藏鋼桁架與連接板鉸接在一起，同時對鋼骨柱的垂直度等技術參數進行調整以滿足安裝設計要求； (4)重復(3)的過程，完成相鄰兩個需要連接的剪力墻肢的內藏鋼桁架以及鋼骨柱的安裝并達到設計施工要求，然后由下至上依次完成外露腹桿的安裝，將安全伸縮桿的兩端通過焊接在空心套桿和螺紋桿上的連接頭、分別與左右相鄰兩根鋼骨柱上的連接板鉸接，使內藏鋼桁架以及安全伸縮桿組合形成整體鋼桁架； (5)整體鋼桁架形成以后，通過對安全伸縮桿的總長進行調節，S卩:旋擰螺紋桿后再次對整體鋼桁架的安裝進行行位校正以符合設計施工要求，然后繼續安裝模板、鋼筋制安、混凝土澆筑成型等工序完成第一層施工，在澆筑剪力墻肢的混凝土的同時，同時一并澆筑安全伸縮桿的螺紋桿上的鋼筋混凝土;在混凝土澆筑完成后，對安全伸縮桿進行防腐、防銹、防火以及滿足相應建筑規范要求的表面處理； (6)待第一層施工完成以后，拆卸支架以及模板等施工用具，重復上述(1)-(5)，直至完成所有施工層；即:按照分層施工要求，由下至上逐層安裝和施工； (7)待所有施工層完成施工以后，使用電源信號線將所有的安全伸縮桿上的壓力傳感器電連接如建筑安全檢測設備中，對壓力傳感器的初始狀態進行采樣。
【文檔編號】E04B2/58GK106049709SQ201610610719
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月29日
【發明人】高峰, 伍云天, 梅鳳德, 李龍
【申請人】重慶渝發建設有限公司