錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱及其製作方法
2023-09-11 06:36:50 2
錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱及其製作方法
【專利摘要】本發明提供一種錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱及其製作方法，錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱包括由多個型鋼構成的箱體，所述箱體分為上箱體和下箱體兩部分，所述箱體內設有一內填鋼板，所述內填鋼板通過固定件與所述上箱體、下箱體固定，並且所述上箱體與下箱體間具有間隙。本發明的箱體分成上下兩部分，每部分分別與內填鋼板固定，當鋼板牆承受反覆荷載時，箱體的上下兩部分可以錯動，產生相對位移，提高豎向抗壓剛度並且可以提高壓彎承載力。
【專利說明】 錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱及其製作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於結構工程領域的鋼板牆防屈曲構件，特別是涉及一種錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱及其製作方法。
【背景技術】
[0002]受開豎縫混凝土牆的啟發，Toko Hitaka提出了利用內填鋼板內部的彎曲杆的屈服來耗能的開縫鋼板牆。這類鋼板牆一般會在板左右邊設置加勁肋來防止整體屈曲。用外覆混凝土板約束內填鋼板面外變形的做法也被應用到開縫鋼板牆上來，形成開豎縫組合鋼板牆。以往的研究表明，開豎縫組合鋼板牆滯回曲線飽滿，試件延性較好。同濟大學進而把屈曲約束支撐的概念應用到開縫鋼板牆上，形成防屈曲開縫鋼板牆，以期得到更好的性能。
[0003]但是現有的清華大學設計一種無粘結加勁肋鋼板剪力牆，其專利申請號為200710175264.0，屬於結構工程【技術領域】，所述剪力牆由內嵌鋼板單元、型鋼加勁肋單元及邊緣構件組成；所述邊緣構件由邊緣柱和邊緣梁組成，所述型鋼加勁肋採用卷邊帽形，箱形或其它截面形式的冷彎薄壁型鋼截面構件；所述內嵌鋼板與型鋼加勁肋之間通過穿透兩者的螺栓或預應力螺栓連接；所述在型鋼加勁肋上開大圓孔，以便預應力螺栓穿過且有足夠的滑移空間；所述在內嵌鋼板，型鋼加勁肋與邊緣構件之間留一定間隙。在地震作用下，上下型鋼加勁肋之間不能產生錯動。
[0004]同濟大學的混凝土板約束低屈服點鋼板耗能剪力牆，專利申請號:201120089610，其包括鋼板牆、鋼板牆在沿水平方向上兩側各設混凝土板，鋼板牆上下兩側連接框架梁構件，所述鋼板牆包括上、下第一鋼板，及連接上、下第一鋼板的第二鋼板，所述第二鋼板在沿水平方向上的寬度小於第一鋼板，所述第二鋼板為低屈服點鋼板。但本混凝土板約束低屈服點鋼板耗能剪力牆由於需要在鋼板剪力牆上開設長圓孔，導致內填鋼板存在過早開裂的問題。
[0005]同時，上述兩種鋼板牆防屈曲構件不能提供豎向抗壓剛度，沒有充分利用構件的材料性能。因此，需要一種豎向抗壓的、能夠錯動移位的鋼板牆。
【發明內容】
[0006]鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱及其製作方法，用於解決現有技術中存在的上述問題。
[0007]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱，包括由多個型鋼構成的箱體，所述箱體分為上箱體和下箱體兩部分，所述箱體內設有一內填鋼板，所述內填鋼板通過固定件與所述上箱體、下箱體固定，並且所述上箱體與下箱體間具有間隙。
[0008]優選的，所述內填鋼板的兩側面均固定有一夾板。
[0009]優選的，所述內填鋼板與所述夾板之間設有無粘結材料板。
[0010]優選的，所述箱體外表面設有外包板。[0011]優選的，所述固定件為高強螺栓。[0012]優選的，所述上箱體與下箱體間的間隙內填充有柔性材料。
[0013]本發明還提供一種所述的錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱的製作方法，包括以下步驟:
(I)準備開縫鋼板作為內填鋼板，在所述內填鋼板上設置多個螺栓孔；(2)切割拼接箱體用的豎向型鋼和橫向型鋼，橫向型鋼上預設多個螺栓孔，將豎向型鋼與所述內填鋼板固定；
(3)將所述橫向型鋼和豎向型鋼焊接固定，組成獨立的上箱體和下箱體；(4)將固定件穿設在所述橫向型鋼和內填鋼板上的螺栓孔內，將橫向型鋼與內填鋼板相連。
[0014]優選的，所述內填鋼板的兩表面均與一夾板固定，在內填鋼板與夾板間填充有無粘結材料板，所述雙向型鋼通過角焊縫與所述內填鋼板、夾板固定。
[0015]如上所述，本發明的錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱及其製作方法，具有以下有益效果:箱體分成上下兩部分，每部分分別與內填鋼板固定，當鋼板牆承受反覆荷載時，箱體的上下兩部分可以錯動，產生相對位移，提高豎向抗壓剛度並且可以提高壓彎承載力；能提供可靠的面外約束，防止內填鋼板的面外屈曲，同時可貢獻一定的豎向抗壓剛度；固定件可隱藏在防屈曲鋼箱內，不影響建築使用功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1顯示為本發明的錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱示意圖。
[0017]圖2顯示為圖1中AA線剖視圖。
[0018]圖3顯示為圖1中BB線剖視圖。
[0019]元件標號說明
[0020]I內填鋼板
[0021]2無粘結材料板
[0022]3夾板
[0023]4豎向型鋼
[0024]5橫向型鋼
[0025]6固定件
[0026]7外包板
【具體實施方式】
[0027]以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。
[0028]請參閱圖1至圖3。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本發明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容得能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本發明可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施的範疇。
[0029]如圖1、圖2及圖3所示，本發明提供一種錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱，包括由橫向型鋼5和豎向型鋼4構成的箱體，箱體分為獨立的上箱體和下箱體兩部分，箱體內設有一內填鋼板1，內填鋼板I通過固定件6與上箱體、下箱體固定，並且上箱體與下箱體間具有間隙。本發明的箱體分成上下兩部分，每部分分別與內填鋼板I的上下板帶焊接在一起，這樣可避免在內填鋼板上開設長圓孔，從而減小對內填鋼板的削弱，確保內填鋼板抗側性能的發揮；同時，上箱體與下箱體之間留有一定的間隙，當承受反覆荷載時，上下兩部分可以錯動，產生相對位移。
[0030]上述內填鋼板I的兩側面均固定有一夾板3，對內填鋼板I提供了可靠的面外約束，防止了內填鋼板的面外屈曲。上述內填鋼板I與夾板3之間設有無粘結材料板2。為使鋼箱的外形變得平整，不影響建築的適用功能，在箱體外表面設有外包板7。上述固定件6為高強螺栓。為便於與其他構件連接，上述內填鋼板兩端可從箱體內穿出(見圖3所示)，其可以與上下邊界梁焊接。
[0031 ] 上述上箱體與下箱體間的間隙內填充有柔性材料,將柔性材料填充於其中，既能防鏽蝕，又能隔音保溫。本柔性材料可以為苯板、塑料等非剛性材料。
[0032]本發明還提供一種錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱的製作方法，本錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱的結構如上所述，其製作方法包括以下步驟:(1)準備開縫鋼板作為內填鋼板1，在內填鋼板I上設置多個螺栓孔；內填鋼板I的兩表面均與一夾板3固定，夾板3和內填鋼板I通過角焊縫焊接構成整體甲，其中在內填鋼板與夾板間填充有無粘結材料板2; (2)切割拼接箱體用的豎向型鋼4和橫向型鋼5，橫向型鋼5上預設多個螺栓孔，將豎向型鋼4與整體甲通過角焊縫固定；(3)將橫向型鋼5和豎向型鋼4用焊縫焊接固定，以構成獨立的上箱體和下箱體；(4)將固定件6 (本實施例採用高強螺栓)穿設在橫向型鋼5和內填鋼板I上的螺栓孔內，將橫向型鋼5與內填鋼板I相連；(5)在箱體的外表面焊接外包板7。
[0033]本發明中的豎向型鋼4有較多部分與內填鋼板I的上下板帶焊接，因而在約束內填鋼板I屈曲的同時，對非屈服區域，本箱體可貢獻一定的豎向抗壓剛度以及提高壓彎承載力。通過內填鋼板1、夾板3和橫向型鋼上預留的螺孔，固定件6可隱藏在箱體裡面，從而使本防屈曲鋼箱的外形變得平整，不影響建築的適用功能。本錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱與上下邊界梁既可以焊接，也可以不焊接。當本防屈曲鋼箱與上下邊界梁焊接時，可以提高鋼板牆的面外穩定性。
[0034]綜上所述，本發明的錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱，當鋼板牆承受反覆荷載時，上箱體和下箱體可以錯動，產生相對位移；並且能提供可靠的面外約束，防止內填鋼板的面外屈曲，同時可貢獻一定的豎向抗壓剛度；固定件可隱藏在防屈曲鋼箱內，不影響建築使用功能。上箱體和下箱體之間的間隙可用柔性材料填充，起到防鏽蝕和隔音保溫的作用。同時，防屈曲鋼箱也可以與上下邊界梁相連，從而提高鋼板牆的面外穩定性。與普通鋼板牆防屈曲構件相比，本發明具有更高的安全性和更好的力學性能。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0035]上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱，包括由多個型鋼構成的箱體，其特徵在於，所述箱體分為上箱體和下箱體兩部分，所述箱體內設有一內填鋼板，所述內填鋼板通過固定件與所述上箱體、下箱體固定，並且所述上箱體與下箱體間具有間隙。
2.根據權利要求1所述的錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱，其特徵在於:所述內填鋼板的兩側面均固定有一夾板。
3.根據權利要求2所述的錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱，其特徵在於:所述內填鋼板與所述夾板之間設有無粘結材料板。
4.根據權利要求1所述的錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱，其特徵在於:所述箱體外表面設有外包板。
5.根據權利要求1所述的錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱，其特徵在於:所述固定件為高強螺栓。
6.根據權利要求1所述的錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱，其特徵在於:所述上箱體與下箱體間的間隙內填充有柔性材料。
7.—種如權利要求1所述的錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱的製作方法，其特徵在於:包括以下步驟:(1)準備開縫鋼板作為內填鋼板，在所述內填鋼板上設置多個螺栓孔； (2)切割拼接箱體用的豎向型鋼和橫向型鋼，橫向型鋼上預設多個螺栓孔，將豎向型鋼與所述內填鋼板固定； (3)將所述橫向型鋼和豎向型鋼焊接固定，組成獨立的上箱體和下箱體； (4 )將固定件穿設在所述橫向型鋼和內填鋼板上的螺栓孔內，將橫向型鋼與內填鋼板相連。
8.根據權利要求7所述的錯動型鋼板牆防屈曲鋼箱的製作方法，其特徵在於:所述內填鋼板的兩表面均與一夾板固定，在內填鋼板與夾板間填充有無粘結材料板，所述雙向型鋼通過角焊縫與所述內填鋼板、夾板固定。
【文檔編號】E04B1/98GK103510635SQ201210541689
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年12月13日 優先權日:2012年12月13日
【發明者】孫飛飛, 王鵬志, 金華建, 賴勤 申請人:同濟大學