一種加勁的波形鋼板剪力墻的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種加勁的波形鋼板剪力墻，屬于結(jié)構(gòu)工程【技術(shù)領(lǐng)域】，其特征在于，所述鋼板剪力墻由波形鋼板、型鋼加勁肋、連接螺栓組成，并內(nèi)嵌于邊緣鋼框架內(nèi)。其中，波形鋼板采用直角或梯形的面外波折形式，在其外側(cè)成對設(shè)置豎向放置的冷彎型鋼或熱軋型鋼加勁肋，處于對稱位置的兩個型鋼加勁肋開口方向相反，通過螺栓將加勁肋與內(nèi)嵌鋼板進(jìn)行連接；波形鋼板與外圍鋼框架采用焊接連接。本發(fā)明提出的加勁波形鋼板剪力墻，可有效釋放由于剪力墻與框架同步施工所帶來的不利軸壓作用，縮短工期，同時擁有較大的抗側(cè)剛度和良好的滯回性能，作為受力性能優(yōu)越的抗側(cè)力構(gòu)件，將會在多高層鋼結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用，尤其當(dāng)需要內(nèi)嵌鋼板寬高比較大時。
【專利說明】 一種加勁的波形鋼板剪力墻

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種加勁的波形鋼板剪力墻，屬于結(jié)構(gòu)工程【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]作為多高層鋼結(jié)構(gòu)中的抗側(cè)力構(gòu)件，目前常用的鋼板剪力墻一般有兩種，一種為平鋼板剪力墻，另一種為波浪或波折鋼板剪力墻。
[0003]平鋼板剪力墻當(dāng)其鋼板厚度較小時，具有較好的經(jīng)濟性能，但是具有以下缺點:
(I)薄鋼板剪力墻抗側(cè)剛度主要由鋼板屈曲后形成的拉力帶提供，拉力帶的錨固作用會給框架梁柱帶來附加外力而產(chǎn)生不利作用；(2)薄鋼板剪力墻在反復(fù)荷載作用下的滯回曲線存在著比較嚴(yán)重的“捏攏”現(xiàn)象，因而不利于結(jié)構(gòu)體的消能減震；(3)在反復(fù)荷載或風(fēng)荷載作用下，薄鋼板會由于面外鼓曲而產(chǎn)生巨大的聲響，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的正常使用性能；(4)對于中高層鋼結(jié)構(gòu)中的鋼板剪力墻，若鋼板剪力墻與框架同步施工，由于結(jié)構(gòu)整體壓縮變形對鋼板所產(chǎn)生的不利軸力，將對鋼板剪力墻在反復(fù)荷載作用下的滯回性能產(chǎn)生不利影響，若待框架施工完成后再進(jìn)行鋼板剪力墻施工，勢必拖延施工進(jìn)度，影響工期。
[0004]波浪或波折鋼板剪力墻與平鋼板剪力墻相比，提高抗剪屈曲性能和滯回性能的同時，可有效釋放剪力墻與框架同步施工所帶來的不利軸壓作用，尚存在以下缺點:(I)波浪或波折鋼板剪力墻在反復(fù)荷載作用下，會使其極限承載力逐步下降，進(jìn)而使其消能減震性能逐步變差；(2)某些特殊的結(jié)構(gòu)體系需要用到寬度比高度大得多的鋼板剪力墻，此時采用波浪或波折鋼板剪力墻時，由于剛度不足，在局部面外荷載作用下容易發(fā)生面外變形，受剪發(fā)生貫穿整個寬度范圍內(nèi)的屈曲模態(tài)，影響其滯回性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本專利提出一種帶加勁肋的波形鋼板剪力墻，在傳統(tǒng)平鋼板剪力墻的基礎(chǔ)上，通過對鋼板的面外梯形或矩形波折，增加抗側(cè)剛度的同時避免了滯回曲線的捏攏現(xiàn)象，并可有效釋放由于剪力墻與框架同步施工所帶來的不利軸壓作用，縮短工期；在波形鋼板剪力墻的基礎(chǔ)上，通過用螺栓連接的豎向型鋼加勁肋對剪力墻進(jìn)行分區(qū)，克服了波形鋼板剪力墻在反復(fù)荷載作用下消能減震能力逐步下降的缺點，避免貫通剪力墻各區(qū)域的整體屈曲模態(tài)的發(fā)生，使其滯回曲線更加飽滿。
[0006]一種加勁的波形鋼板剪力墻，其特征在于，所述鋼板剪力墻由波形鋼板、型鋼加勁肋、連接螺栓組成，并內(nèi)嵌于邊緣鋼框架內(nèi)。
[0007]所述波形鋼板的形式為直角波折鋼板或梯形波折鋼板，在其外側(cè)成對設(shè)置豎向放置的型鋼加勁肋，處于對稱位置的兩個型鋼加勁肋開口方向相反，型鋼加勁肋通過螺栓與內(nèi)嵌鋼板墻進(jìn)行連接，在所述內(nèi)嵌波折鋼板的波折翼緣面及型鋼加勁肋的相應(yīng)位置開圓形孔洞，直徑均與螺栓桿直徑相當(dāng)，所述連接螺栓穿過所述內(nèi)嵌鋼板上的圓孔與所述型鋼加勁肋上的圓孔進(jìn)行連接。
[0008]所述型鋼加勁肋與邊緣框架梁之間留有一定的間距，間距大小根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載及剪力墻剪力所引起的波形鋼板剪力墻及型鋼加勁肋變形極限值確定。
[0009]所述型鋼加勁肋可采用冷彎型鋼或熱軋型鋼；所述熱軋型鋼為角鋼或槽鋼，所述冷彎型鋼為“ C”形或“ Z ”形截面鋼。
[0010]所述波形鋼板與外圍鋼框架采用焊接連接。
[0011]本發(fā)明提出了一種新型的帶加勁肋的波形鋼板剪力墻。通過在已有波形鋼板剪力墻的基礎(chǔ)上加上螺栓連接的豎向型鋼加勁肋，其優(yōu)點表現(xiàn)如下:(1)考慮到內(nèi)嵌鋼板波折及豎向加勁肋的作用，其抗剪屈曲荷載提高，抗剪承載力與抗側(cè)剛度大大增加，特別適合剪力墻寬高比較大的情況；(2)克服了平鋼板剪力墻滯回曲線的捏攏現(xiàn)象，同時由于豎向加勁肋的存在進(jìn)一步提升了剪力墻的屈曲性能，表現(xiàn)出非常飽滿的滯回曲線與耗能能力；
(3)螺栓連接代替焊接連接，避免了焊縫區(qū)金屬材質(zhì)的脆性特點所導(dǎo)致的開裂與斷裂現(xiàn)象，大大改善其連接的耗能能力；(4)通過豎向加勁肋將波折鋼板剪力墻進(jìn)行分區(qū)，并為剪力墻提供面外約束，可避免貫通剪力墻各區(qū)域的整體屈曲模態(tài)的發(fā)生，使其延性進(jìn)一步增強；
(5)可有效釋放剪力墻與框架同步施工所帶來的不利軸壓作用，在現(xiàn)場采用螺栓連接，施工方便，降低成本，節(jié)約工期。綜合上述優(yōu)點，帶加勁肋的波形鋼板剪力墻作為受力性能優(yōu)越的抗側(cè)力構(gòu)件，會在多高層鋼結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用，尤其當(dāng)需要內(nèi)嵌鋼板寬高比較大時。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為帶加勁肋的波形鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)立面圖；
[0013]圖2為帶加勁肋的波形鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的A-A剖面圖；
[0014]圖3為帶加勁肋的波形鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的B-B剖面圖；
[0015]圖4為波形鋼板的形式，其中按從上往下的順序，第I個為梯形波折鋼板，第2個為直角波折鋼板；
[0016]圖5為在波形鋼板兩側(cè)成對布置的型鋼加勁肋的形式，其中按從上往下的順序，第I個為熱軋角鋼加勁肋，第2個為熱軋槽鋼加勁肋，第3個為冷彎“C”形鋼加勁肋，第4個為冷彎“Z”形鋼加勁肋。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖1?5，具體說明這種帶加勁肋的波形鋼板剪力墻。圖中:
[0018]I 一邊緣框架柱
[0019]2 —邊緣框架梁
[0020]3-1 —梯形波折鋼板
[0021]3-2 —直角波折鋼板
[0022]4-1 一熱軋角鋼加勁肋
[0023]4-2 一熱軋槽鋼加勁肋
[0024]4-3 —冷彎“C”形鋼加勁肋
[0025]4-4 —冷彎“Z”形鋼加勁肋
[0026]5 —連接螺栓
[0027]如圖4所示，在這種帶加勁肋的波形鋼板剪力墻中，波形鋼板供選用的形式為:梯形波折鋼板3-1或直角波折鋼板3-2 ;如圖5所示，在這種帶加勁肋的波形鋼板剪力墻中，在波形鋼板兩側(cè)成對布置的型鋼加勁肋供選用的形式為:熱軋角鋼加勁肋4-1，熱軋槽鋼加勁肋4-2，冷彎“C”形鋼加勁肋4-3，冷彎“Z”形鋼加勁肋4-4 ;下面以梯形波折鋼板3_1和熱軋角鋼加勁肋4-1為例說明這種帶加勁肋的波形鋼板剪力墻的組成。
[0028]如圖1所示，所述梯形波折鋼板3-1內(nèi)嵌在由邊緣框架柱I和邊緣框架梁2所組成的邊緣框架當(dāng)中，所述梯形波折鋼板3-1在四周邊界上通過焊接與所述邊緣框架連接；
[0029]如圖1所示，所述熱軋角鋼加勁肋4-1豎向布置，將所述內(nèi)嵌的梯形波折鋼板3-1劃分為若干個區(qū)格，各區(qū)格尺寸近似相等；
[0030]如圖2?3所示，所述熱軋角鋼加勁肋4-1成對布置在所述梯形波折鋼板3-1兩偵牝處于對稱位置的兩個型鋼加勁肋開口方向相反；在所述梯形波折鋼板3-1的波折翼緣面及所述熱軋角鋼加勁肋4-1的對應(yīng)位置開圓孔，圓孔直徑均與螺栓桿直徑相當(dāng)；通過所述連接螺栓5將所述熱軋角鋼加勁肋4-1與所述梯形波折鋼板3-1上與加勁肋貼合的翼緣面進(jìn)行連接；所述熱軋角鋼加勁肋4-1與所述邊緣框架梁2之間留有一定的間距，間距大小根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載及剪力墻剪力所引起的波形鋼板剪力墻及型鋼加勁肋變形極限值確定。
【權(quán)利要求】
1.一種加勁的波形鋼板剪力墻，含有波形鋼板、型鋼加勁肋、連接螺栓，其特征在于，所述鋼板剪力墻內(nèi)嵌于邊緣鋼框架內(nèi)，在其外側(cè)成對設(shè)置豎向放置的型鋼加勁肋，處于對稱位置的兩個型鋼加勁肋開口方向相反；型鋼加勁肋通過螺栓與內(nèi)嵌鋼板墻進(jìn)行連接；在所述內(nèi)嵌波形鋼板的波折翼緣面及型鋼加勁肋的相應(yīng)位置開圓形孔洞，直徑均與螺栓桿直徑相當(dāng)；所述連接螺栓穿過所述內(nèi)嵌鋼板上的圓孔與所述型鋼加勁肋上的圓孔進(jìn)行連接；所述波形鋼板的形式為直角波折鋼板或梯形波折鋼板；所述波形鋼板與外圍鋼框架采用焊接連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波形鋼板剪力墻，其特征在于，所述型鋼加勁肋與邊緣框鋼架梁之間留有一定的間距，間距大小根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載及剪力墻剪力所引起的波形鋼板剪力墻及型鋼加勁肋變形極限值確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波形鋼板剪力墻，其特征在于，所述型鋼加勁肋采用冷彎型鋼或熱軋型鋼；所述熱軋型鋼為角鋼或槽鋼，所述冷彎型鋼為“C”形或“Z”形截面。
【文檔編號】E04B2/58GK104278775SQ201310288676
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】郭彥林, 童精中, 竇超 申請人:清華大學(xué)