钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙技术领域
本实用新型涉及混凝土剪力墙领域，特别是指一种钢管混凝土边缘约
束叠合整体式剪力墙。
背景技术
把建筑中承重墙布置在合适位置，能够非常有效地抵抗风和地震所引
起的水平荷载，并承担水平荷载所引起的大部分水平剪力，因此这些墙体
就被称为剪力墙。目前，混凝土剪力墙主要分为现浇混凝土剪力墙、全预
制混凝土剪力墙(即工厂预制、现场装配)和半预制混凝土叠合剪力墙(即
工厂预制一部分，现场浇筑一部分)，本实用新型涉及半预制混凝土叠合
剪力墙。
半预制混凝土叠合剪力墙的两侧钢筋混凝土面板为工厂预制，面板中
间为空腔，运输吊装至工地现场后在空腔内浇筑混凝土形成整体，这种剪
力墙竖向连接等同现浇，整体性及抗震性较好，而且省模板，现场湿作业
少。但半预制混凝土叠合剪力墙的叠合面新老混凝土粘结性能对其受力性
能有较大影响，若叠合面的粗糙度不够，则极易发生叠合开裂从而使得叠
合剪力墙的承载力显著降低。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种钢管混凝土边缘约束叠合
整体式剪力墙，本实用新型安装方便；矩形钢管和预制混凝土面板连接可
靠，整体性好；水平极限承载力及延性好，抗震性能优越；新老混凝土叠
合面不易开裂。
为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：
本实用新型提供一种钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙，包括两
块相对设置的预制混凝土面板、位于所述预制混凝土面板两侧的两个矩形
钢管和位于所述预制混凝土面板之间的至少一个拉结件，其中：
所述预制混凝土面板和矩形钢管合围，中间形成空腔，所述拉结件的
两端分别预埋在所述预制混凝土面板内；
所述预制混凝土面板内设有水平钢筋和竖向钢筋，所述水平钢筋的两
端分别与所述矩形钢管焊接在一起；
所述空腔和所述矩形钢管的中空部分用于施工时现场浇筑混凝土。
进一步的，所述拉结件为Z型钢板带、C型钢板带或H型钢板带，所
述Z型钢板带、C型钢板带或H型钢板带的两个翼缘分别预埋在所述预制
混凝土面板内，所述Z型钢板带、C型钢板带或H型钢板带的腹板上开有
孔洞，所述孔洞为圆孔、长圆孔、方孔和/或菱形孔。
进一步的，所述Z型钢板带、C型钢板带或H型钢板带的厚度为0.5-3
mm，所述Z型钢板带、C型钢板带或H型钢板带的两个翼缘预埋在所述
预制混凝土面板内的厚度不小于20mm。
进一步的，所述矩形钢管面向所述空腔一侧的表面上设置有抗剪栓
钉。
进一步的，所述竖向钢筋伸出所述预制混凝土面板的上端面，伸出距
离应满足所述竖向钢筋所要求的搭接长度。
进一步的，所述竖向钢筋伸出所述预制混凝土面板的上端面的距离不
小于1.2倍所述竖向钢筋所要求的搭接长度与楼板厚度的总和。
进一步的，所述预制混凝土面板的厚度不少于50mm，所述矩形钢管
的材质为Q235B及以上等级钢材，所述预制混凝土面板中的混凝土以及
现场施工时的混凝土的等级为C30及以上等级。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙安装方便。在安
装时，将其吊装至指定位置，然后向空腔内和矩形钢管的中空部分浇筑混
凝土，同时浇筑楼板的混凝土，完成本层钢管混凝土边缘约束叠合整体式
剪力墙的安装。在安装下一层钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙时，
将新的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙吊装至已经浇筑的楼板上
方，并将上下两层钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙连接，最后向新
的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的空腔和矩形钢管的中空部分
浇筑混凝土。
本实用新型的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙中的水平钢筋
与矩形钢管直接焊接成整体，使得矩形钢管和预制混凝土面板连接可靠，
整体性好。
本实用新型的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙采用矩形钢管+
混凝土进行边缘约束，将钢材的延性很好地运用到混凝土结构中，能大大
提高水平极限承载力及延性，抗震性能优越。
本实用新型的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙采用拉结件拉
结两侧的预制钢筋混凝土面板，在剪力的作用下，钢管混凝土边缘约束叠
合整体式剪力墙整体受力，并且拉结件能够阻止新老混凝土叠合面出现开
裂。
综上所述，本实用新型的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙安装
方便；矩形钢管和预制混凝土面板连接可靠，整体性好；水平极限承载力
及延性好，抗震性能优越；新老混凝土叠合面不易开裂。
附图说明
图1为本实用新型的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的一个实
施例的立体图；
图2为本实用新型中的拉结件的三种具体结构示意图；
图3为本实用新型的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的一个实
施例的主体图；
图4为本实用新型的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的一个实
施例的左体图；
图5为图3的A-A向剖视图；
图6为本实用新型的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的制备方
法的一个实施例的示意图；
图7为图6的B-B向剖视图；
图8为图6的C-C向剖视图；
图9为本实用新型的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的制备方
法的另一个实施例的一个步骤示意图；
图10为本实用新型的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的制备
方法的另一个实施例的另一个步骤示意图；
图11为图9的D-D向剖视图；
图12为图10的E-E向剖视图；
图13为本实用新型的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的安装
方法的一个实施例主视图；
图14为本实用新型的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的安装
方法的一个实施例左视图。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面
将结合附图及具体实施例进行详细描述。
一方面，本实用新型提供一种钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力
墙，如图1至图5所示，包括两块相对设置的预制混凝土面板1、位于预
制混凝土面板1两侧的两个矩形钢管2(当然也包括方形钢管)和位于预
制混凝土面板1之间的至少一个拉结件3，其中：
预制混凝土面板1和矩形钢管2合围，中间形成空腔4，拉结件3的
两端分别预埋在预制混凝土面板1内；
预制混凝土面板1内设有水平钢筋(图中为示出)和竖向钢筋5，水
平钢筋的两端分别与矩形钢管2焊接在一起；
空腔4和矩形钢管2的中空部分用于施工时现场浇筑混凝土。
本实用新型实施例具有以下有益效果：
本实用新型实施例的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙安装方
便。在安装时，将其吊装至指定位置，然后向空腔内和矩形钢管的中空部
分浇筑混凝土，同时浇筑楼板的混凝土，完成本层钢管混凝土边缘约束叠
合整体式剪力墙的安装。在安装下一层钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪
力墙时，将新的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙吊装至已经浇筑的
楼板上方，并将上下两层钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙连接，最
后向新的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的空腔和矩形钢管的中
空部分浇筑混凝土。
本实用新型实施例的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙中的水
平钢筋与矩形钢管直接焊接成整体，使得矩形钢管和预制混凝土面板连接
可靠，整体性好。
本实用新型实施例的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙采用矩
形钢管+混凝土进行边缘约束，将钢材的延性很好地运用到混凝土结构中，
能大大提高水平极限承载力及延性，抗震性能优越。
本实用新型实施例的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙采用拉
结件拉结两侧的预制钢筋混凝土面板，在剪力的作用下，钢管混凝土边缘
约束叠合整体式剪力墙整体受力，并且拉结件能够阻止新老混凝土叠合面
出现开裂。
综上所述，本实用新型实施例的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力
墙安装方便；矩形钢管和预制混凝土面板连接可靠，整体性好；水平极限
承载力及延性好，抗震性能优越；新老混凝土叠合面不易开裂。
本实用新型的实施例中，拉结件可以有多种结构，例如拉结件3可以
为Z型钢板带，如图2中(a)所示；也可以为C型钢板带，如图2中(b)
所示；还可以为H型钢板带，如图2中(c)所示；Z型钢板带、C型钢
板带或H型钢板带的两个翼缘31分别预埋在预制混凝土面板1内，Z型
钢板带、C型钢板带或H型钢板带的腹板32上开有孔洞33，孔洞33为
圆孔、长圆孔、方孔和/或菱形孔。孔洞可以使腹板两侧的混凝土连通，并
形成销栓作用，增加腹板两侧混凝土的整体性。
优选的，为了使得拉结件具有一定的结构强度，Z型钢板带、C型钢
板带或H型钢板带的厚度为0.5-3mm，并且，要保证拉结件在硬顶拉力
的作用下不会与预制混凝土面板脱落开，Z型钢板带、C型钢板带或H型
钢板带的两个翼缘预埋在预制混凝土面板内的厚度不小于20mm。
作为本实用新型实施例的一种改进，矩形钢管面向空腔一侧的表面上
设置有抗剪栓钉6，优选通过焊接的方式将抗剪栓钉与矩形钢管连接。使
得空腔内的混凝土与矩形钢管通过抗剪栓钉连接成整体，连接更可靠，整
体性更好。
在施工时，通常需要将上下两层钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力
墙进行链接，连接方式可以有多种，这里给出一个实施例：竖向钢筋5伸
出预制混凝土面板1的上端面，伸出距离应满足竖向钢筋所要求的搭接长
度。
在施工时，将下层钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的竖向钢筋
向内弯折，然后将上层钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙吊装到下层
钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙上方，并使下层钢管混凝土边缘约
束叠合整体式剪力墙的竖向钢筋伸入上层钢管混凝土边缘约束叠合整体
式剪力墙的空腔内，向上层钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的空腔
和矩形钢管的中空部分浇筑混凝土，竖向钢筋可以将上下两层钢管混凝土
边缘约束叠合整体式剪力墙连接在一起。节省了钢筋连接用的球墨灌浆套
筒或浆锚。
钢筋的搭接长度一般是指钢筋绑扎连接的搭接长度，不同型号的钢筋
的搭接长度有不同的规定。
更进一步的，为了使得上下两层钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力
墙连接更牢固，竖向钢筋5伸出预制混凝土面板1的上端面的距离不小于
1.2倍竖向钢筋所要求的搭接长度与楼板厚度的总和。因为上下两层钢管
混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙中间一般会浇筑楼板，因此需要预留出
楼板厚度。
为了使钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的强度符合要求，预制
混凝土面板的厚度不少于50mm，矩形钢管的材质为Q235B及以上等级
钢材，预制混凝土面板中的混凝土以及现场施工时的混凝土的等级为C30
及以上等级。
另一方面，本实用新型提供一种上述钢管混凝土边缘约束叠合整体式
剪力墙的制备方法，如图6至图8所述，其中一个实施例包括如下步骤：
步骤1：将两个矩形钢管2按设计所需尺寸竖立固定；当矩形钢管2
焊接有抗剪栓钉6时，将焊接有抗剪栓钉6的两个面相对设置。
步骤2：将两块预制混凝土面板的竖向钢筋5和水平钢筋绑扎固定，
并将水平钢筋的两端分别焊接到两个矩形钢管2上。
步骤3：在中间架立起拉结件3；并使得拉结件的两端在浇筑混凝土
后能够预埋在预制混凝土面板中一定深度，优选的，拉结件与两块预制混
凝土面板的竖向钢筋或者水平钢筋连接固定。
步骤4：在中间内侧放置填充物模板7(如聚苯板等)并固定，填充
物模板放置在空腔处；在两外侧设置支护模板8(如钢或竹木模板等)并
固定，支护模板用于防止混凝土漏浆，并使得混凝土成形。
步骤5：浇筑混凝土，并将混凝土养护至拆模强度，制得两块预制混
凝土面板1。
步骤6：抽离中间的填充物模板7，拆除两外侧的支护模板8，制得钢
管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙。
本实用新型实施例的制备方法简单方便，只需浇筑一次即可成型，制
备时间短，效率高。
再一方面，本实用新型提供一种上述的钢管混凝土边缘约束叠合整体
式剪力墙的另一种制备方法，如图9至图12所示，其中一个实施例包括
如下步骤：
步骤1：将两个矩形钢管2按设计所需尺寸平躺固定；当矩形钢管2
焊接有抗剪栓钉6时，将焊接有抗剪栓钉6的两个面相对设置。
步骤2：将下侧的预制混凝土面板的竖向钢筋5和水平钢筋9绑扎固
定，并将水平钢筋的两端分别焊接到两个矩形钢管2上；虽然在本步骤中，
所有钢筋都是水平的，但是为了称呼方便以及为了上下文统一和便于理
解，仍然称其为竖向钢筋和水平钢筋。
步骤3：在中间架立起拉结件3；并使得拉结件的两端在浇筑混凝土
后能够预埋在预制混凝土面板中一定深度，优选的，拉结件与下侧预制混
凝土面板的竖向钢筋或者水平钢筋连接固定。
步骤4：在预制混凝土面板两端设置支护模板8(如钢或竹木模板等)
并固定，支护模板用于防止混凝土漏浆，并使得混凝土成形。本步骤中，
预制混凝土面板还没有制得，此处提及预制混凝土面板两端只是以预制混
凝土面板来限定支护模板的位置。
步骤5：浇筑混凝土，并将混凝土养护至终凝，制得下侧的预制混凝
土面板1。
步骤6：在制得的下侧预制混凝土面板上面放置填充物模板7(如聚
苯板等)。
步骤7：将上侧的预制混凝土面板的竖向钢筋和水平钢筋绑扎固定，
并将水平钢筋的两端分别焊接到两个矩形钢管2上，优选的，将拉结件与
上侧的预制混凝土面板的竖向钢筋或者水平钢筋连接固定。
步骤8：浇筑混凝土，并将混凝土养护至拆模强度，制得上侧的预制
混凝土面板(未画出)。
步骤9：拆除预制混凝土面板两端的支护模板8，抽离中间的填充物
模板7，制得钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙。
本实用新型实施例由于是水平放置，使得浇筑混凝土更方便。
再一方面，本实用新型提供一种上述的钢管混凝土边缘约束叠合整体
式剪力墙的安装方法，如图13和图14所示(图中箭头方向为浇筑混凝土
的方向)，其中一个实施例包括如下步骤包括：
步骤1：将下层钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的竖向钢筋伸
出上端面的部分向内弯折至适当位置，使其能够伸入上层钢管混凝土边缘
约束叠合整体式剪力墙的空腔内，并优选使其距离上层钢管混凝土边缘约
束叠合整体式剪力墙的空腔内表面不少于10mm。向下层钢管混凝土边缘
约束叠合整体式剪力墙的空腔内和矩形钢管的中空部分浇筑混凝土，并浇
筑楼板。
步骤2：将上层钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙放置在楼板上，
并使下层钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的竖向钢筋伸出上端面
的部分伸进上层钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的空腔内。
步骤3：使用支架10(简易的临时支架)固定上层钢管混凝土边缘约
束叠合整体式剪力墙。
步骤4：向上层钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的空腔内和矩
形钢管的中空部分浇筑混凝土，使向下两层成为整体。
本实用新型实施例仅需使用少量简易支架，无需现场支设模板，施工
效率高、环境污染少。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域
的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作
出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。