高強(qiáng)抗側(cè)力鋼結(jié)構(gòu)墻板結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種高強(qiáng)抗側(cè)力鋼結(jié)構(gòu)墻板結(jié)構(gòu)，在鋼板的兩側(cè)設(shè)有混凝土板，可以有效的防止鋼板墻面外屈曲，提高抗側(cè)剛度、耗能及延性性能；在鋼柱與鋼橫梁之間的鋼板上設(shè)有分別呈V型和倒V型的鋼支撐，兩根橫梁與鋼柱均采用半剛性連接，可以將結(jié)構(gòu)塑形變形全部引導(dǎo)到鋼支撐和半剛性連接上，使鋼梁及鋼柱在強(qiáng)烈地震作用下能保持在彈性狀態(tài)，繼續(xù)保持承載能力，保證結(jié)構(gòu)不倒塌；并且四根鋼支撐均頭通過高強(qiáng)螺栓、螺母與固定在鋼板上，鋼板的拉力場阻止了鋼支撐在結(jié)構(gòu)平面內(nèi)發(fā)生的極值點(diǎn)失穩(wěn)現(xiàn)象，受壓鋼支撐的承載能力和耗能能力得到充分發(fā)揮，再加上鋼板被改善了的耗能能力，使本實用新型的抗震性能進(jìn)一步提高。
【專利說明】局強(qiáng)?幾側(cè)力鋼結(jié)構(gòu)墻板結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于多層和高層建筑【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高強(qiáng)抗側(cè)力鋼結(jié)構(gòu)墻板結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋼框架結(jié)構(gòu)中，在鋼梁和鋼柱之間設(shè)置支撐能大幅度提高鋼框架的抗側(cè)力能力，使鋼框架具備更高的抗側(cè)剛度。傳統(tǒng)的帶支撐框架有中心支撐框架和偏心支撐框架；在發(fā)生中震和強(qiáng)震時，中心支撐框架中的普通支撐會受壓力發(fā)生屈曲現(xiàn)象或受拉力發(fā)生屈服現(xiàn)象，使鋼框架的承載力降低；為避免這種情況發(fā)生，大多是通過將偏心梁段屈服，來避免支撐的屈曲；但偏心梁段屈服，會使主結(jié)構(gòu)損傷，地震后結(jié)構(gòu)修復(fù)較為困難。
[0003]另外，將該結(jié)構(gòu)支撐斜桿相交于框架梁時(例如V形、人字形支撐)，會出現(xiàn)由于失穩(wěn)承載能力降低無法平衡受拉支撐的豎向分力的情況，此時需把與支撐相連的框架梁設(shè)計得足夠強(qiáng)勁，但這樣會使得梁截面明顯增大，同時又必然要對與此框架梁相連的柱進(jìn)行加強(qiáng)，不但結(jié)構(gòu)的用鋼量大大增加，而且結(jié)構(gòu)剛度會明顯增大，從而招致更大的地震反應(yīng)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述問題，本實用新型提供了一種在受到較大荷載時不會因失穩(wěn)而喪失大部分承載能力，本新型所述支撐鋼框架結(jié)構(gòu)在水平荷載較大的情況下，當(dāng)支撐斜桿相交于框架梁時，亦不會出現(xiàn)受壓支撐由于失穩(wěn)承載能力大大降低而無法平衡受拉支撐的豎向分力的情形。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案是:
[0006]高強(qiáng)抗側(cè)力鋼結(jié)構(gòu)墻板結(jié)構(gòu)，包括一鋼梁、四根鋼柱及四根鋼支撐；在所述鋼梁與鋼柱之間設(shè)有鋼板，鋼梁及鋼柱與鋼板半剛性連接；所述四根鋼支撐上均設(shè)有開設(shè)有10~20個螺栓孔，相鄰螺栓孔之間的距離相等，鋼板上對應(yīng)支撐螺栓孔的位置也設(shè)有數(shù)量、大小均相同的螺栓孔，鋼支撐通過高強(qiáng)螺栓、螺母固定在鋼板上；所述四根鋼支撐在鋼板上呈V型布置，鋼板上設(shè)有鋼板橫梁；所述第一鋼支撐的一端固定連接在第一鋼柱與鋼橫梁的交點(diǎn)上，另一端固定連接在鋼板橫梁上翼緣中點(diǎn)，第二鋼支撐的一端固定連接在第二鋼柱與鋼橫梁的交點(diǎn)上，另一端固定連接在第一鋼支撐與鋼板橫梁的交點(diǎn)上，第三鋼支撐的一端與第三鋼柱的下端固定連接，另一端固定連接鋼板橫梁下翼緣的中點(diǎn)，第四鋼支撐的一端固定連接在第四鋼柱的下端，另一端固定連接在第三鋼支撐與鋼板橫梁的交點(diǎn)上；在所述鋼板的兩側(cè)還設(shè)有混凝土板，混凝土板上設(shè)有螺栓通孔，鋼板上與螺栓通孔對應(yīng)的位置也設(shè)有通孔，兩塊混凝土板與鋼板通過預(yù)應(yīng)力螺栓固定連接。
[0007]所述橫梁的兩端分別與第一鋼柱的頭端及第二鋼柱的頭端半剛性連接，第一鋼柱的尾端及第三鋼柱的頭端均與鋼板橫梁的一端半剛性連接，第二鋼柱的尾端及第四鋼柱的頭端均與鋼板橫梁的另一端半剛性連接。
[0008]所述高強(qiáng)螺栓、螺母的大徑為14mm，相鄰兩個高強(qiáng)螺栓之間的距離為250mm。[0009]所述混凝土板上螺栓通孔的橫截面面積大于穿過該通孔的螺栓的直徑。
[0010]在所述混凝土板上開設(shè)有螺栓通孔處還設(shè)有加強(qiáng)槽型鋼；所述加強(qiáng)槽型鋼上對應(yīng)混凝土板螺栓通孔的位置也開設(shè)有通孔。
[0011]上述技術(shù)方案的有益之處在于:
[0012]1、本新型提供了一種高強(qiáng)抗側(cè)力鋼結(jié)構(gòu)墻板結(jié)構(gòu)，在鋼板的兩側(cè)設(shè)有混凝土板，可以有效的防止鋼板墻面外屈曲，提高抗側(cè)剛度、耗能及延性性能；在鋼柱與鋼橫梁之間的鋼板上設(shè)有分別呈V型和倒V型的鋼支撐，兩根橫梁與鋼柱均采用半剛性連接，可以將結(jié)構(gòu)塑形變形全部引導(dǎo)到鋼支撐和半剛性連接上，使鋼梁及鋼柱在強(qiáng)烈地震作用下能保持在彈性狀態(tài)，繼續(xù)保持承載能力，保證結(jié)構(gòu)不倒塌；并且四根鋼支撐均通過高強(qiáng)螺栓、螺母固定在鋼板上，鋼板的拉力場阻止了鋼支撐在結(jié)構(gòu)平面內(nèi)發(fā)生的極值點(diǎn)失穩(wěn)現(xiàn)象，受壓鋼支撐的承載能力和耗能能力得到充分發(fā)揮，再加上鋼板被改善了的耗能能力，使本新型的抗震性能進(jìn)一步提聞。
[0013]2、本新型鋼板上側(cè)的兩根鋼支撐的軸線分別與兩根鋼柱與鋼梁的連接點(diǎn)的軸線重合，受壓鋼支撐軸向力豎向分量可以與受拉鋼支撐軸向力的豎向分量抵消，于是相連橫梁不必因豎向不平衡力增大截面，框架梁柱也無需放大，有效減少了用鋼量。
[0014]3、本新型是利用高強(qiáng)螺栓、螺母將四根支撐固定在鋼板上，在發(fā)生地震時，利用鋼支撐的平面外剛度約束鋼板的平面外位移，可以使薄鋼板的塑性滯回耗能能力顯著提高，減小了拉力場轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的震蕩效應(yīng)，減小變載噪音。
[0015]4、本新型在鋼板的兩側(cè)設(shè)置混凝土板，混凝土板上螺栓通孔的橫截面面積大于穿過該螺栓通孔的螺栓的直徑，混凝土板上開設(shè)有螺栓通孔的位置設(shè)有加強(qiáng)槽型鋼，不僅可以有效的防止鋼板墻面外屈曲，還可以用較薄的鋼板，獲得較高的抗側(cè)剛度、耗能性能和延性，并降低了成本。
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本新型作進(jìn)一步的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本新型鋼支撐螺栓孔位示意圖；
[0019]圖3為本新型混凝土板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]一種高強(qiáng)抗側(cè)力鋼結(jié)構(gòu)墻板結(jié)構(gòu)，包括鋼板1、與鋼板I連接成一體的鋼支撐2，及鋼框架3 ;所述鋼支撐2設(shè)有四根，每根上都設(shè)有10?20個螺栓孔20，相鄰螺栓孔20之間距離相同，鋼支撐2上最后一個螺栓孔20與鋼支撐2端部的距離為150?200mm，具體數(shù)量本領(lǐng)域技術(shù)人員在實施時即可確定；在鋼板I上對應(yīng)四根支撐2的位置也開設(shè)有位置、大小、數(shù)量與支撐上螺栓孔20的相同的螺栓孔，四根鋼支撐2通過高強(qiáng)螺栓、螺母固定在鋼板I上；為防止因鋼板I及鋼支撐2上開設(shè)螺栓孔20而降低鋼板I及鋼支撐2的強(qiáng)度，在鋼板I與支撐2上高強(qiáng)螺栓與螺母的連接處設(shè)置有高強(qiáng)度墊片。
[0021]所述鋼框架3包括至少一根鋼橫梁30和至少4根鋼柱32、33、34、35 ;在鋼板I的中心固定有一根鋼橫梁101，4根鋼柱32、33、34、35的一端與鋼板橫梁101半剛性連接，鋼支撐2分別呈V型及倒立的V型固定在鋼板I上，鋼板I上呈V型的兩根鋼支撐2的一端通過螺栓固定在鋼橫梁101和與兩根框架柱的連接的兩個交點(diǎn)上，另一端一起通過螺栓固定在鋼板橫梁101的中間處；鋼板I下側(cè)V型的兩根鋼支撐2 —端固定在鋼板橫梁101的中間處，另一端與另外兩根鋼柱的尾端固定連接。鋼支撐2的兩部分對于鋼梁30縱軸和鋼板I平面完全對稱，因而不會對鋼梁30、鋼柱產(chǎn)生任何扭轉(zhuǎn)作用，避免鋼梁30、鋼柱由于鋼支撐2產(chǎn)生的扭矩作用而發(fā)生嚴(yán)重的扭轉(zhuǎn)變形或失穩(wěn)現(xiàn)象。
[0022]具體的，在本實施例中，高強(qiáng)螺栓、螺母的大徑為14mm，高強(qiáng)螺栓間距為250mm，鋼板I和鋼支撐2的材質(zhì)為Q235 ;鋼板橫梁101的兩端分別與四根鋼柱32、33、34、35半剛性連接，鋼橫梁101與鋼柱32、33的尾端、鋼柱34、35的頭端半剛性連接；采用半剛性連接，可以將結(jié)構(gòu)塑形變形全部引導(dǎo)到鋼支撐2和半剛性連接上，使鋼梁30及鋼柱在強(qiáng)烈地震作用下能保持在彈性狀態(tài)，繼續(xù)保持承載能力，保證結(jié)構(gòu)不倒塌。
[0023]更具體地，第一鋼支撐20的一端固定連接在鋼柱32與鋼橫梁30的交點(diǎn)上，另一端固定連接在鋼板橫梁101上翼緣中點(diǎn)，第二鋼支撐21的一端固定連接在鋼柱33與鋼橫梁30的交點(diǎn)上，另一端固定連接在第一鋼支撐20與鋼板橫梁101的交點(diǎn)上，第三鋼支撐22的一端與鋼柱34的下端固定連接，另一端固定連接鋼板橫梁101下翼緣的中點(diǎn)，第四鋼支撐23的一端固定連接在鋼柱35的下端，另一端固定連接在第三鋼支撐22與鋼板橫梁101的交點(diǎn)上；以此，在鋼板I上形成兩層鋼支撐2，一層呈V型鋼支撐，另一層呈倒V型鋼支撐；其中，第一鋼支撐20的軸線與鋼柱32與鋼橫梁30交點(diǎn)的軸線重合，第二鋼支撐21的軸線與鋼柱33與鋼橫梁30交點(diǎn)的軸線重合。本新型鋼板I上側(cè)的兩根鋼支撐2的軸線分別與兩根鋼柱31與鋼梁30的連接點(diǎn)的軸線重合，受壓鋼支撐2軸向力豎向分量可以與受拉鋼支撐軸向力的豎向分量抵消，于是相連橫梁不必因豎向不平衡力增大截面，框架梁柱也無需放大，有效減小了用鋼量。
[0024]在所述鋼板I的兩側(cè)還設(shè)有混凝土板4 ;所述兩塊混凝土板4的間距小于鋼梁30、及鋼柱31的寬度；每塊混凝土板4上都設(shè)有若干橢圓形孔40，鋼板I上與該橢圓形孔上也設(shè)有螺栓孔，三塊板通過預(yù)應(yīng)力螺栓41依次穿過連接；在兩塊混凝土板4上開橢圓形孔，橢圓形孔的橫截面面積大于預(yù)應(yīng)力螺栓41的直徑，使螺栓有足夠的滑移空間；另外，在混凝土板4上開孔的位置還設(shè)有槽型鋼43給予加強(qiáng)，槽型鋼43上與橢圓形孔相應(yīng)位置也開有橢圓孔，兩塊混凝土板4與鋼梁30及鋼柱31之間留有10-50mm間隙。
【權(quán)利要求】
1.高強(qiáng)抗側(cè)力鋼結(jié)構(gòu)墻板結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括一鋼梁、四根鋼柱及四根鋼支撐；在所述鋼梁與鋼柱之間設(shè)有鋼板，鋼梁及鋼柱與鋼板半剛性連接；所述四根鋼支撐上均設(shè)有開設(shè)有10?20個螺栓孔，相鄰螺栓孔之間的距離相等，鋼板上對應(yīng)支撐螺栓孔的位置也設(shè)有數(shù)量、大小均相同的螺栓孔，鋼支撐通過高強(qiáng)螺栓、螺母固定在鋼板上；所述四根鋼支撐在鋼板上呈V型布置，鋼板上設(shè)有鋼板橫梁；所述第一鋼支撐的一端固定連接在第一鋼柱與鋼橫梁的交點(diǎn)上，另一端固定連接在鋼板橫梁上翼緣中點(diǎn)，第二鋼支撐的一端固定連接在第二鋼柱與鋼橫梁的交點(diǎn)上，另一端固定連接在第一鋼支撐與鋼板橫梁的交點(diǎn)上，第三鋼支撐的一端與第三鋼柱的下端固定連接，另一端固定連接鋼板橫梁下翼緣的中點(diǎn)，第四鋼支撐的一端固定連接在第四鋼柱的下端，另一端固定連接在第三鋼支撐與鋼板橫梁的交點(diǎn)上；在所述鋼板的兩側(cè)還設(shè)有混凝土板，混凝土板上設(shè)有螺栓通孔，鋼板上與螺栓通孔對應(yīng)的位置也設(shè)有通孔，兩塊混凝土板與鋼板通過預(yù)應(yīng)力螺栓固定連接。
2.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)抗側(cè)力鋼結(jié)構(gòu)墻板結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述橫梁的兩端分別與第一鋼柱的頭端及第二鋼柱的頭端半剛性連接，第一鋼柱的尾端及第三鋼柱的頭端均與鋼板橫梁的一端半剛性連接，第二鋼柱的尾端及第四鋼柱的頭端均與鋼板橫梁的另一端半剛性連接。
3.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)抗側(cè)力鋼結(jié)構(gòu)墻板結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述高強(qiáng)螺栓、螺母的大徑為14mm，相鄰兩個高強(qiáng)螺栓之間的距離為250mm。
4.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)抗側(cè)力鋼結(jié)構(gòu)墻板結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述混凝土板上螺栓通孔的橫截面面積大于穿過該通孔的螺栓的直徑。
5.如權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)抗側(cè)力鋼結(jié)構(gòu)墻板結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述混凝土板上開設(shè)有螺栓通孔處還設(shè)有加強(qiáng)槽型鋼；所述加強(qiáng)槽型鋼上對應(yīng)混凝土板螺栓通孔的位置也開設(shè)有通孔。
【文檔編號】E04B1/98GK203742019SQ201420052965
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】陳夏生, 陳一凡 申請人:福建鑫晟鋼業(yè)有限公司