專利名稱：一種防止帶縫鋼板剪力墻螺栓滑移的構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種防止帶縫鋼板剪力墻螺栓滑移的構(gòu)造。
背景技術(shù)：
帶縫鋼板剪力墻的概念最早由日本學(xué)者Toko Hitaka等于2002年提出。其基本 原理是在鋼板上開設(shè)若干豎縫，使豎縫間鋼板帶(亦稱柱狀部)類似受彎小柱一樣工作， 從而將原非開縫鋼板剪切為主的變形轉(zhuǎn)化成帶縫鋼板彎曲為主的變形，大大提高帶縫鋼板 剪力墻的變形及耗能能力。帶縫鋼板剪力墻還具有剛度可調(diào)(通過(guò)縫參數(shù))、空間布局靈活 (不與柱子而僅與梁連接)等優(yōu)點(diǎn)，因此是一種優(yōu)良的抗震耗能構(gòu)件。帶縫鋼板剪力墻可不與框架柱而僅與框架梁連接，因此與交叉支撐等傳統(tǒng)抗側(cè)力 構(gòu)件相比，其更便于建筑上門窗洞口的開設(shè)。而與框架梁連接時(shí)，為使其施工安裝方便(尤 其避免現(xiàn)場(chǎng)仰焊)，須采取現(xiàn)場(chǎng)高強(qiáng)摩擦型螺栓連接。采取高強(qiáng)摩擦型螺栓連接還可通過(guò)螺栓的終擰時(shí)間來(lái)減少剪力墻承受樓板和墻 體所傳來(lái)的豎向荷載，避免剪力墻因承受豎向荷載過(guò)大而過(guò)早失穩(wěn)，從而大大提高其所適 用的建筑總層數(shù)。帶縫鋼板剪力墻與框架梁通過(guò)高強(qiáng)摩擦型螺栓連接的另一個(gè)好處是方便其大震 破壞后的更換。綜上所述，帶縫鋼板剪力墻與框架梁采取現(xiàn)場(chǎng)高強(qiáng)摩擦型螺栓連接是使其優(yōu)勢(shì)得 以充分發(fā)揮的重要保證。但相關(guān)試驗(yàn)及分析表明帶縫鋼板剪力墻角部因同時(shí)負(fù)擔(dān)較大的傾覆力矩以及水 平剪力，而且邊角部易出現(xiàn)失穩(wěn)，因此此處的摩擦型高強(qiáng)螺栓容易發(fā)生滑移。帶縫鋼板剪力墻高強(qiáng)螺栓滑移所帶來(lái)的不利影響目前還未引起足夠的重視，但相 關(guān)大比例尺構(gòu)件抗震試驗(yàn)表明滑移至少會(huì)帶來(lái)以下兩個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題1)帶來(lái)高頻率的、尖銳刺耳的噪音，使用戶難以承受；2)導(dǎo)致帶縫鋼板墻在與框架梁的上、下安裝空隙范圍內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而擠壓框架 梁的連接板從而引起其角部失穩(wěn)破壞，而角部失穩(wěn)會(huì)降低其承載力以及變形和耗能能力。對(duì)于帶縫鋼板剪力墻與框架梁連接螺栓的滑移，國(guó)外如日本主要通過(guò)對(duì)接觸面采 取特殊的材料和工藝來(lái)增加鋼板連接處的摩擦系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)防止其滑移的。但國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的材 料及工藝水平還較難通過(guò)增加摩擦系數(shù)的措施來(lái)達(dá)到防止其滑移，因此需尋找其它防止螺 栓滑移的方法。從現(xiàn)有研究成果來(lái)看，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有相關(guān)的研究成果。如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?CN200810034318. 6的“兩邊連接大間距開豎縫組合鋼板剪力墻”；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?CN200810034317. 1的“大高寬比組合鋼板剪力墻”；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N200810034316. 7的 “兩邊連接組合鋼板剪力墻”；上述專利中剪力墻的螺栓布置采取了常規(guī)的布置形式，并未 針對(duì)螺栓滑移采取專門的構(gòu)造措施。試驗(yàn)表明此種連接極有可能會(huì)產(chǎn)生螺栓的滑移問(wèn)題，螺栓滑移不僅帶來(lái)巨大的噪音、而且還會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件延性及耗能性能的較大損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種防止帶縫鋼板剪力墻螺栓滑移的構(gòu)造，從而防止或延緩 連接帶縫鋼板剪力墻與框架梁高強(qiáng)摩擦型螺栓連接的滑移。本發(fā)明的技術(shù)方案是對(duì)帶縫鋼板剪力墻與框架梁連接螺栓的布置形式進(jìn)行改變，采用非均勻布置—— 即對(duì)帶縫鋼板剪力墻邊角部的螺栓進(jìn)行有針對(duì)性的局部加強(qiáng)；同時(shí)，通過(guò)細(xì)致的邊緣加勁 措施對(duì)帶縫鋼板墻的角部進(jìn)行加強(qiáng)以防止因帶縫鋼板墻的角部失穩(wěn)引起螺栓滑移。即本發(fā) 明綜合考慮螺栓布置形式以及邊角部加勁細(xì)節(jié)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)防止帶縫鋼板墻與框架梁連接 螺栓的滑移。具體地，本發(fā)明的一種防止帶縫鋼板剪力墻與框架梁連接螺栓滑移的構(gòu)造，帶豎 縫主鋼板上下端分別開設(shè)與上下框架梁連接用的螺栓孔，所述的螺栓孔采用非均勻布置形 式，即帶豎縫主鋼板上下端邊角部的螺栓孔布置從排數(shù)和密度方面均大于中間部位的螺栓 孔；所述帶縫鋼板墻四周邊緣設(shè)加勁，且通過(guò)細(xì)節(jié)措施使邊緣加勁形成封閉的系統(tǒng)。進(jìn)一步，所述帶豎縫主鋼板上下端邊角部的螺栓孔呈2 4排布置，每排各設(shè)2 4個(gè)螺栓孔；中部螺栓孔呈單排布置。所述的帶豎縫主鋼板上下端邊角部的螺栓孔的間距小于中部螺栓孔的間距。所述的封閉的邊緣加勁系統(tǒng)包括縱向邊緣加勁和橫向邊緣加勁。所述的橫向邊緣加勁包括夾設(shè)于帶縫鋼板上下端與上下框架梁上下連接板兩側(cè) 的兩塊夾板。所述的夾板外側(cè)面中線沿長(zhǎng)度方向加設(shè)腹板，使該夾板呈T形。所述夾板對(duì)應(yīng)帶豎縫主鋼板上下端螺栓孔開設(shè)連接通孔，并通過(guò)螺栓與框架梁上 下連接板連接。所述的縱向邊緣加勁包括帶縫鋼板兩側(cè)端縱向加勁及設(shè)置于上下框架梁上下連 接板兩側(cè)端的封蓋板，該封蓋板與上下框架梁上下連接板等高。所述的縱向邊緣加勁采用型鋼。所述型鋼截面為槽形、或工形、或矩形等。本發(fā)明采取上述措施的原理解析如下1)采取邊部2 4個(gè)螺栓范圍內(nèi)局部加強(qiáng)，是因?yàn)閹Эp鋼板墻在角部分擔(dān)的傾覆 力矩以及水平剪力相對(duì)中部要大得多。其中2 4個(gè)螺栓范圍的具體加強(qiáng)寬度是在試驗(yàn)驗(yàn) 證和數(shù)值模擬分析基礎(chǔ)上得到的。2)角部較大的傾覆力矩引起的是螺栓摩擦面的豎向滑移，而克服豎向滑移的最有 效措施是增加螺栓排數(shù)，而不是純粹依賴增大螺栓規(guī)格或減少螺栓間距；3)角部較大的水平剪力引起的是螺栓摩擦面的水平滑移，而克服螺栓水平滑移則 依賴加密螺栓即減少螺栓間距最有效。4)T形夾板同時(shí)也是帶縫鋼板墻的水平邊緣加勁；帶縫鋼板墻兩側(cè)端通高縱向加 勁與設(shè)置于上下框架梁上下連接板兩側(cè)端的封蓋板一起成為帶縫鋼板墻的縱向邊緣加勁； 且水平邊緣加勁與豎向邊緣加勁一道形成了封閉的邊緣加勁系統(tǒng)，此加勁系統(tǒng)的特征是邊角部都有相應(yīng)的加勁。 5)封閉的邊緣加勁系統(tǒng)可以避免帶縫鋼板墻的邊角失穩(wěn)，而邊角失穩(wěn)不僅對(duì)帶縫 鋼板剪力墻的性能有極大的不利影響，而且還會(huì)引起或加劇帶縫鋼板墻的螺栓滑移，而螺 栓滑移又會(huì)引起更嚴(yán)重的邊角失穩(wěn)，即形成惡性循環(huán)。6)由于螺栓滑移與邊角失穩(wěn)存在一定耦合性，即邊角失穩(wěn)會(huì)引起螺栓滑移，而螺 栓滑移又會(huì)加劇邊角失穩(wěn)，因此克服螺栓滑移的有效措施不僅要從螺栓布局入手、在容易 滑移的邊部對(duì)螺栓進(jìn)行局部加強(qiáng)，而且還要對(duì)可能誘發(fā)或加劇螺栓滑移的邊角失穩(wěn)加以限 制，即形成封閉的邊緣加勁系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明對(duì)帶縫鋼板墻與框架梁的高強(qiáng)摩擦型螺栓連接采取了針對(duì)性的布局形 式一一在邊角部一定范圍內(nèi)進(jìn)行加密且增多螺栓排數(shù)，同時(shí)對(duì)誘發(fā)或加劇螺栓滑移的邊角 失穩(wěn)通過(guò)封閉的邊緣加勁系統(tǒng)予以克服，因此，螺栓滑移的問(wèn)題能得到有效地克服或延緩。螺栓滑移的克服或延緩將消除因螺栓滑移所帶來(lái)的使用戶難以承受的尖銳刺耳 的噪音，以及避免因螺栓滑移所造成的帶縫鋼板剪力墻良好抗震性能的較大損失。同時(shí)，螺栓滑移得到克服，帶縫鋼板剪力墻與框架梁的連接就可以采取現(xiàn)場(chǎng)全螺 栓連接，這不僅方便其施工安裝，提高勞動(dòng)效率，同時(shí)還有利于其減少所承擔(dān)的豎向荷載， 也便于其在地震破壞后的更換，從而保證帶縫鋼板剪力墻作為一種專業(yè)的抗側(cè)力構(gòu)件，具 有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中帶縫主鋼板及其螺栓布局示意圖；圖2a為本發(fā)明涉及到的帶縫主鋼板及其兩縱向側(cè)端通高布置的加勁示意圖；圖2b為圖2a的A-A剖視圖；圖3a 圖3c為本發(fā)明一實(shí)施例中帶縫主鋼板兩縱向側(cè)端加勁的示意圖；圖4a為本發(fā)明一實(shí)施例中夾板示意圖；圖4b為圖4a的B-B剖視圖；圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中連接板的示意圖；圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的構(gòu)造圖；圖7為圖6的C部放大剖視示意圖。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1 圖6，本發(fā)明防止帶縫鋼板剪力墻與框架梁連接螺栓滑移的構(gòu)造，帶 豎縫主鋼板1上下端分別開設(shè)與上下框架梁2、3連接用的螺栓孔101、102，所述的螺栓孔 101、102采用非均勻布置形式，即帶豎縫主鋼板1上下端邊角部的螺栓孔101布置密度大于 中間部位螺栓孔102的布置密度；所述的帶豎縫主鋼板1四周邊緣設(shè)加勁4，且加勁4沿帶 豎縫主鋼板1周邊形成封閉的加勁系統(tǒng)。所述的帶豎縫主鋼板1上下端邊角部的螺栓孔101成2排布置，每排各設(shè)3個(gè)螺 栓孔；中部螺栓孔102成單排布置。所述的帶豎縫主鋼板1上下端邊角部的螺栓孔101的間距小于中部螺栓孔102的間距。所述的加勁4包括縱向邊緣加勁5和橫向邊緣加勁6。所述的橫向邊緣加勁6包括夾設(shè)于帶豎縫主鋼板1上下端與上下框架梁2、3上下 連接板21、31兩側(cè)的兩塊夾板7、7’、8、8’。所述的夾板7、7，、8、8，外側(cè)面中線沿長(zhǎng)度方向加設(shè)腹板701、701，801，使該夾板
7、8呈T形。所述夾板7、7’、8、8’對(duì)應(yīng)帶豎縫主鋼板1上下端邊角部的螺栓孔101開設(shè)連接通 孔702，并通過(guò)螺栓10、10’與上下框架梁上下連接板21、31連接。所述的縱向邊緣加勁5包括帶豎縫主鋼板1兩側(cè)端縱向加勁及設(shè)置于上下框架梁 2、3上下連接板21、31兩側(cè)端的封蓋板9、9’，該封蓋板9、9’與上下框架梁上下連接板21、
31等尚ο所述的縱向邊緣加勁5采用型鋼，所述型鋼截面為槽形、或工形、或矩形等。本發(fā)明對(duì)連接帶縫鋼板墻與框架梁的螺栓采取了針對(duì)性的布局形式，克服或延緩 了螺栓滑移的發(fā)生，消除了因螺栓滑移所帶來(lái)的使用戶難以承受的噪音，以及避免因螺栓 滑移所造成的帶縫鋼板剪力墻良好抗震性能的較大損失，保證帶縫鋼板剪力墻現(xiàn)場(chǎng)全螺栓 連接且地震破壞后可拆換、避免帶縫鋼板剪力墻承受過(guò)大的豎向荷載。同時(shí)，通過(guò)帶縫鋼板 墻封閉的邊緣加勁系統(tǒng)解決了誘發(fā)或加劇螺栓滑移的邊角失穩(wěn)問(wèn)題。
權(quán)利要求
一種防止帶縫鋼板剪力墻與框架梁連接螺栓滑移的構(gòu)造，其特征是，其帶豎縫主鋼板上下端分別開設(shè)與上下框架梁連接用的螺栓孔，所述的螺栓孔采取非均勻布置形式，即帶豎縫主鋼板上下端邊角部的螺栓孔布置密度大于中間部位的布置密度；所述帶豎縫主鋼板四周邊緣設(shè)加勁，且加勁形成封閉的系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的防止帶縫鋼板剪力墻與框架梁連接螺栓滑移的構(gòu)造，其特征 是，所述帶豎縫主鋼板上下端邊角部的螺栓孔呈2 4排布置，每排各設(shè)2 4個(gè)螺栓孔； 而中部螺栓孔呈單排布置。
3.如權(quán)利要求1所述的防止帶縫鋼板剪力墻與框架梁連接螺栓滑移的構(gòu)造，其特征 是，帶豎縫主鋼板上下端邊角部的螺栓孔間距小于中部。
4.如權(quán)利要求1所述的防止帶縫鋼板剪力墻與框架梁連接螺栓滑移的構(gòu)造，其特征 是，所述的邊緣加勁包括縱向邊緣加勁和橫向邊緣加勁。
5.如權(quán)利要求4所述的防止帶縫鋼板剪力墻與框架梁連接螺栓滑移的構(gòu)造，其特征 是，所述的橫向邊緣加勁包括夾設(shè)于帶豎縫主鋼板上下端與上下框架梁上下連接板兩側(cè)的 兩塊夾板。
6.如權(quán)利要求5所述的防止帶縫鋼板剪力墻與框架梁連接螺栓滑移的構(gòu)造，其特征 是，所述的夾板外側(cè)面中線沿長(zhǎng)度方向加設(shè)腹板，使該夾板呈T形。
7.如權(quán)利要求5或6所述的防止帶縫鋼板剪力墻與框架梁連接螺栓滑移的構(gòu)造，其特 征是，所述夾板對(duì)應(yīng)帶豎縫主鋼板上下端邊角部的螺栓孔開設(shè)連接通孔，并通過(guò)螺栓與框 架梁上下連接板連接。
8.如權(quán)利要求4所述的防止帶縫鋼板剪力墻與框架梁連接螺栓滑移的構(gòu)造，其特征 是，所述的縱向邊緣加勁包括帶豎縫主鋼板兩側(cè)端通高布置的縱向加勁及設(shè)置于上下框架 梁上下連接板兩側(cè)端的封蓋板，該封蓋板與上下框架梁上下連接板等高。
9.如權(quán)利要求4或8所述的防止帶縫鋼板剪力墻與框架梁連接螺栓滑移的構(gòu)造，其特 征是，所述的縱向邊緣加勁采用型鋼。
10.如權(quán)利要求9所述的防止帶縫鋼板剪力墻與框架梁連接螺栓滑移的構(gòu)造，其特征 是，所述型鋼截面為槽形、或工形、或矩形。
全文摘要
一種防止帶縫鋼板剪力墻與框架梁連接螺栓滑移的構(gòu)造，其帶豎縫主鋼板上下端開設(shè)與上下框架梁連接用的螺栓孔，帶豎縫主鋼板上下端邊角部螺栓孔在布置密度和排數(shù)方面均較中部大；帶豎縫主鋼板四周邊緣設(shè)加勁，且形成封閉的系統(tǒng)。本發(fā)明對(duì)連接帶縫鋼板剪力墻與框架梁的螺栓采取了針對(duì)性的布局形式，同時(shí)還采取封閉的邊緣加勁系統(tǒng)，克服或延緩了螺栓滑移的發(fā)生，消除了因螺栓滑移所帶來(lái)的噪音，以及避免因螺栓滑移所造成的帶縫鋼板剪力墻良好抗震性能的較大損失，保證帶縫鋼板剪力墻現(xiàn)場(chǎng)全螺栓連接從而地震破壞后可拆換、避免帶縫鋼板剪力墻承受過(guò)大的豎向荷載。封閉的邊緣加勁系統(tǒng)同時(shí)也解決了誘發(fā)或加劇螺栓滑移的帶縫鋼板剪力墻邊角失穩(wěn)問(wèn)題。
文檔編號(hào)E04B1/00GK101967850SQ20091005551
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者李自剛, 楊阿娜, 沈凱, 蔣路, 陳以一 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司;同濟(jì)大學(xué)