一種裝配式組合鋼板剪力墻的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種裝配式組合鋼板剪力墻，屬于結(jié)構(gòu)工程【技術領域】；此裝配式組合鋼板剪力墻由內(nèi)嵌鋼板、混凝土板、垂直邊緣構(gòu)件、水平邊緣構(gòu)件、高強螺栓、L形連接板、框架柱和框架梁組成；所述內(nèi)嵌鋼板采用薄鋼板；混凝土板采用預制混凝土板；垂直邊緣構(gòu)件、水平邊緣構(gòu)件采用T型鋼；所述L形連接板為帶螺栓孔的鋼板；所述內(nèi)嵌鋼板與垂直邊緣構(gòu)件和水平邊緣構(gòu)件連接；所述水平邊緣構(gòu)件和框架梁連接；所述垂直邊緣構(gòu)件和水平邊緣構(gòu)件通過L形連接板連接；所述框架梁與框架柱連接。本發(fā)明提供的裝配式組合鋼板剪力墻是高層建筑結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)的一種新型抗側(cè)力構(gòu)件，它具有抗震性能好、延性高、耗能滯回環(huán)飽滿等特點，是一種優(yōu)越的抗震耗能構(gòu)件。
【專利說明】 一種裝配式組合鋼板剪力墻
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型的裝配式組合鋼板剪力墻，屬于結(jié)構(gòu)工程【技術領域】。
技術背景
[0002]目前，世界上采用鋼板剪力墻作為主要抗側(cè)力構(gòu)件的建筑共有二十多幢，主要分布在北美和日本等地震高烈度區(qū)。自從1970年日本鋼鐵公司將鋼板剪力墻應用于建筑中以來，鋼板剪力墻的發(fā)展已有40多年。鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系由內(nèi)嵌鋼板和邊緣構(gòu)件組成，邊緣構(gòu)件包括邊緣梁和邊緣柱。內(nèi)嵌鋼板通常與邊緣構(gòu)件連接構(gòu)成抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，該結(jié)構(gòu)體系可視為固定在地面上的懸臂梁。
[0003]按照內(nèi)嵌鋼板的厚薄，鋼板剪力墻可分為厚鋼板剪力墻和薄鋼板剪力墻；按照鋼板表面是否加肋，鋼板剪力墻可分為加勁肋鋼板剪力墻和非加勁肋鋼板剪力墻；按照鋼板表面是否開縫，鋼板剪力墻可分為開縫鋼板剪力墻和不開縫鋼板剪力墻；按照鋼板側(cè)面是否布置混凝土板，鋼板剪力墻可分為鋼板-混凝土組合剪力墻和普通鋼板剪力墻。薄鋼板剪力墻盡管具有很好的經(jīng)濟效益，但它較易屈曲。其他形式的鋼板剪力墻大多以阻止鋼板的平面外變形為目標，讓鋼板盡可能的保持在平面內(nèi)工作來消耗更多的能量。
[0004]我國《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》(JGJ99-98)中附錄四規(guī)定，為防止鋼板剪力墻發(fā)生剪切屈曲，應以鋼板的剪切屈曲承載力作為其極限承載力，或通過對鋼板加勁使其屈服之前不發(fā)生屈曲。事實上，以上兩種方式都偏于保守且造價比較高，不利于鋼板剪力墻的發(fā)展和應用。隨著國內(nèi)外對鋼板剪力墻研究的深入，鋼板剪力墻的屈曲后性能得到了廣泛的關注，鋼板剪力墻在屈曲后仍具有較高的承載力、良好的延性以及穩(wěn)定的耗能能力。充分利用鋼板剪力墻的屈曲后強度不僅可以使結(jié)構(gòu)獲得良好的抗震性能，而且可以顯著降低用鋼量，降低造價，提高經(jīng)濟效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了一種新型的裝配式組合鋼板剪力墻，其目的在于，克服薄鋼板剪力墻因過早屈曲而不能充分發(fā)揮鋼材的強度和延性的缺點，提高了鋼板剪力墻的平面外穩(wěn)定和極限承載能力，充分發(fā)揮了鋼材的優(yōu)勢，并且此新型裝配式組合鋼板剪力墻可以實現(xiàn)在工廠加工，運到現(xiàn)場采用螺栓與框架梁連接，避免濕作業(yè)及焊接，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化以及模塊化，減少工期，節(jié)約成本。
[0006]傳統(tǒng)的薄鋼板剪力墻，當荷載沿一個方向作用時，內(nèi)嵌鋼板發(fā)生屈曲并形成拉力帶，伴隨著較大的面外變形；當外荷載反向作用時，原來的拉力帶將反向受壓，不再提供剛度；同時，原先的受壓區(qū)域?qū)⑦^渡成拉力帶區(qū)，但由于在上級荷載下曾發(fā)生過較大壓屈變形，故有變形被拉伸至“平展”的過程，直到反向拉力帶的形成。在這一過程中，鋼板無法承受荷載，結(jié)構(gòu)僅靠梁柱承擔外荷載，這樣錨固在框架上的拉力場對邊柱會產(chǎn)生較大的附加彎矩，增加了柱子的穩(wěn)定負擔。而柱子作為建筑的豎向承載構(gòu)件，如果發(fā)生破壞，將可能導致整個結(jié)構(gòu)的倒塌。此外，傳統(tǒng)的鋼板剪力墻還存在的一個缺陷就是不能再鋼板墻上開洞，這樣，在建筑上需要開設洞口的地方，不能使用鋼板墻作為抗側(cè)力構(gòu)件，因而極大的減小了鋼板墻作為一種新型構(gòu)件的應用范圍。此新型裝配式組合鋼板剪力墻在剪力墻兩側(cè)外掛混凝土板，四周設置邊緣構(gòu)件，這樣，一方面限制了內(nèi)嵌鋼板屈曲后的較大的平面外變形，提供了側(cè)向約束；另一方面，當荷載反向作用時，混凝土板和邊緣構(gòu)件能夠承受外荷載作用，避免增加柱子的負擔。鋼板外包混凝土墻板能夠起到防火、保溫、隔聲等作用，減少了后續(xù)工作量，降低了工程造價。而且此新型裝配式組合鋼板剪力墻，避免了傳統(tǒng)鋼板剪力墻不能開洞的缺陷，所以能很好的作為抗側(cè)力構(gòu)件應用于多高層鋼結(jié)構(gòu)中。
[0007]本發(fā)明提出的裝配式組合鋼板剪力墻，其特征在于，所述裝配式組合鋼板剪力墻由內(nèi)嵌鋼板、混凝土板、垂直邊緣構(gòu)件、水平邊緣構(gòu)件、高強螺栓、L形連接板、框架柱和框架梁組成；所述內(nèi)嵌鋼板采用薄鋼板；所述混凝土板采用預制的混凝土板；所述垂直邊緣構(gòu)件、水平邊緣構(gòu)件采用T框架；所述L形連接板為帶螺栓孔的鋼板；所述內(nèi)嵌鋼板與垂直邊緣構(gòu)件和水平邊緣構(gòu)件連接；所述水平邊緣構(gòu)件和框架梁連接；所述的垂直邊緣構(gòu)件和水平邊緣構(gòu)件通過L形連接板連接。所述的框架梁與框架柱連接。
[0008]在上述裝配式組合鋼板剪力墻中，所述內(nèi)嵌鋼板采用低屈服點高延性鋼材或高強度高延性鋼材。且在四個角部切割，方便邊緣構(gòu)件之間的連接。
[0009]在上述裝配式組合鋼板剪力墻中，所述混凝土板采用預制混凝土板外掛在內(nèi)嵌鋼板的兩側(cè)，采用普通螺栓與其連接。
[0010]在上述裝配式組合鋼板剪力墻中，所述內(nèi)嵌鋼板與垂直邊緣構(gòu)件、水平邊緣構(gòu)件的連接分為兩種，其一是與邊緣構(gòu)件全部焊接，其二是與邊緣構(gòu)件螺栓連接，并且此整體在工廠加工完成。
[0011 ] 在上述裝配式組合剪力墻中，所述垂直邊緣構(gòu)件和所述水平邊緣構(gòu)件在通過L形連接板螺栓連接。
[0012]在上述裝配式組合剪力墻中，所述高強螺栓在所述框架梁翼緣部位對稱布置。
[0013]在上述裝配式組合剪力墻中，所述水平邊緣構(gòu)件與所述框架梁在現(xiàn)場通過高強螺栓連接。
[0014]在上述裝配式組合剪力墻中，所述的框架梁與框架柱焊接或者螺栓連接或者栓焊連接。
[0015]本發(fā)明對傳統(tǒng)的薄鋼板剪力墻通過在剪力墻兩側(cè)設置混凝土板，可以有效的限制鋼板墻平面外變形，提高鋼板墻的抗側(cè)剛度、耗能及延性性能。且鋼板剪力墻只與框架梁相連，避免增加結(jié)構(gòu)柱的負擔。該發(fā)明的所有構(gòu)件都可以在工廠加工，然后在工地裝配，施工簡單，降低造價，適用于裝配式鋼結(jié)構(gòu)。
[0016]本發(fā)明提供的裝配式組合鋼板剪力墻是高層建筑鋼結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)的一種新型抗側(cè)力構(gòu)件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的裝配式組合鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的裝配式組合鋼板剪力墻單元分解圖。
[0019]圖中:1 一內(nèi)嵌鋼板，2—混凝土板，3—垂直邊緣構(gòu)件，4一水平邊緣構(gòu)件，5 —聞強螺栓，6— L形連接鋼板，7—框架柱，8—框架梁?！揪唧w實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0021]所述裝配式組合鋼板剪力墻由內(nèi)嵌鋼板1、混凝土板2、垂直邊緣構(gòu)件3、水平邊緣構(gòu)件4、高強螺栓5、L形連接板6、框架柱7和框架梁8組成；所述內(nèi)嵌鋼板I采用薄鋼板；所述混凝土板2采用預制的混凝土板；所述垂直邊緣構(gòu)件3、水平邊緣構(gòu)件4采用T框架；所述L形連接板6為帶螺栓孔的鋼板；所述內(nèi)嵌鋼板I與垂直邊緣構(gòu)件3和水平邊緣構(gòu)件4連接；所述水平邊緣構(gòu)件3和框架梁8連接；所述的垂直邊緣構(gòu)件3和水平邊緣構(gòu)件4通過L形連接板6連接。所述的框架梁8與框架柱7連接。
[0022]在上述裝配式組合鋼板剪力墻中，在上述裝配式組合鋼板剪力墻中，所述內(nèi)嵌鋼板I采用低屈服點高延性鋼材或高強度高延性鋼材。且在四個角部切割，方便邊緣構(gòu)件之間的連接。所述混凝土板2采用預制混凝土板外掛在內(nèi)嵌鋼板I的兩側(cè)，采用普通螺栓與其連接。所述內(nèi)嵌鋼板I與垂直邊緣構(gòu)件3、水平邊緣構(gòu)件4的連接分為兩種，其一是與邊緣構(gòu)件全部焊接，其二是與邊緣構(gòu)件螺栓連接，并且此整體在工廠加工完成。所述垂直邊緣構(gòu)件3和所述水平邊緣構(gòu)件4在通過L形連接板6螺栓連接。所述高強螺栓5在所述框架梁8翼緣部位對稱布置。所述水平邊緣構(gòu)件4與所述框架梁8在現(xiàn)場通過高強螺栓5連接。所述的框架梁8與框架柱7焊接或者螺栓連接或者栓焊連接。
[0023]上述裝配式組合鋼板剪力墻由兩側(cè)混凝土板約束，平面外剛度很大，能夠有效控制運輸、安裝以及使用工程中的平面外變形，保持鋼板的穩(wěn)固安全。
[0024]本發(fā)明提出的裝配式組合鋼板剪力墻是對傳統(tǒng)的平鋼板剪力墻的改進，改善了傳統(tǒng)鋼板剪力墻易屈曲的缺陷，提高了鋼板剪力墻的抗側(cè)能力。本發(fā)明的所有構(gòu)件都可以在工廠進行加工和安裝，然后運至工地進行裝配，節(jié)省人力物力，降低造價。
【權利要求】
1.一種裝配式組合鋼板剪力墻，其特征在于:所述裝配式組合鋼板剪力墻由內(nèi)嵌鋼板(I)、混凝土板(2)、垂直邊緣構(gòu)件(3)、水平邊緣構(gòu)件(4)、高強螺栓(5) 4形連接板(6)、框架柱(7)和框架梁(8)組成；所述內(nèi)嵌鋼板(I)采用薄鋼板；所述混凝土板(2)采用預制的混凝土板；所述垂直邊緣構(gòu)件(3)、水平邊緣構(gòu)件(4)采用T框架；所述L形連接板(6)為帶螺栓孔的鋼板；所述內(nèi)嵌鋼板(I)與垂直邊緣構(gòu)件(3)和水平邊緣構(gòu)件(4)連接；所述水平邊緣構(gòu)件(3)和框架梁(8)連接；所述的垂直邊緣構(gòu)件(3)和水平邊緣構(gòu)件(4)通過L形連接板(6)連接；所述的框架梁(8)與框架柱(7)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種裝配式組合鋼板剪力墻，其特征在于:所述內(nèi)嵌鋼板(I)采用低屈服點高延性鋼材或高強度高延性鋼材，且在四個角部切割，方便邊緣構(gòu)件之間的連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種裝配式組合鋼板剪力墻，其特征在于:所述混凝土板(2)采用預制混凝土板外掛在內(nèi)嵌鋼板(I)的兩側(cè)，采用普通螺栓與其連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種裝配式組合鋼板剪力墻，其特征在于:所述內(nèi)嵌鋼板(I)與垂直邊緣構(gòu)件(3)、水平邊緣構(gòu)件(4)的連接分為兩種，其一是與邊緣構(gòu)件全部焊接，其二是與邊緣構(gòu)件螺栓連接，并且此整體在工廠加工完成。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種裝配式組合鋼板剪力墻，其特征在于:所述垂直邊緣構(gòu)件(3)和所述水平邊緣構(gòu)件(4)在通過L形連接板(6)螺栓連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種裝配式組合鋼板剪力墻，其特征在于:所述高強螺栓(5)在所述框架梁(8)翼緣部位對稱布置。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種裝配式組合鋼板剪力墻，其特征在于:所述水平邊緣構(gòu)件(4)與所述框架梁(8)在現(xiàn)場通過高強螺栓(5)連接。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種裝配式組合鋼板剪力墻，其特征在于:所述的框架梁(8)與框架柱(7)焊接或者螺栓連接或者栓焊連接。
【文檔編號】E04B2/58GK103883025SQ201410088306
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權日:2014年3月11日
【發(fā)明者】張愛林, 惠怡, 劉學春, 趙亮, 王藝蒙 申請人:北京工業(yè)大學