一種帶角鋼的複合式鋼板剪力牆的製作方法
2023-05-14 00:58:01
專利名稱：一種帶角鋼的複合式鋼板剪力牆的製作方法
技術領域：
本發明屬於多高層鋼結構建築中的水平抗側カ構件，具體涉及到一種帶角鋼的複合式鋼板剪カ牆。
背景技術：
自二十世紀七十年代以來，從世界上第一棟鋼板剪カ牆體系建築的興建開始，鋼板剪カ牆(簡稱SPSW—steel plate shear wall)便以其優越的抗側カ性能備受結構設計人員和研究人員的青睞。鋼板剪力牆由內嵌鋼板和邊緣構件(包括梁柱和加勁肋)組成。根據內嵌鋼板高厚比的大小，鋼板剪カ牆可分為厚鋼板剪力牆和薄鋼板剪カ牆。厚鋼板剪力牆有較大的彈性初始面內剛度，一般不會發生局部屈曲，而薄鋼板剪力牆在側向力較小時就發生局部屈曲，通常薄鋼板剪力牆比厚鋼板剪力牆耗鋼量小，因此更經濟。國內外的研究成果表明，利用薄鋼板剪カ牆屈曲後強度可以顯著降低用鋼量，提高經濟效益。我國《高層民用建築鋼結構技術規程》(JGJ99-98)附錄四規定了鋼板剪力牆的計算方法和準則，出於安全的考慮，其設計準則是在鋼板剪切屈服前不允許發生屈曲，即以彈性屈曲強度作為鋼板剪力牆的設計極限狀態，沒有利用鋼板彈性局部屈曲後強度。加拿大和美國的規範中已列入了關於薄鋼板剪カ牆的設計條文。薄鋼板剪力牆結構首先在北美和日本等地應用到工程實際當中，國內關於薄鋼板剪カ牆的研究也已經有很多成果，也正在逐步地應用於實際工程。
發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供ー種ー種帶角鋼的複合式鋼板剪カ牆，克服了薄鋼板剪力牆因過早屈曲而不能充分發揮鋼材的強度，該新型鋼板剪カ牆形式替代平鋼板剪カ牆，相當於增強了側向剛度，內填板變得不再那麼容易失穩，改善了一直以來薄鋼板剪カ牆屈曲先於材料屈服的缺陷；有可能發展成為是材料先屈服，然後引起鋼板剪力牆構件的屈曲破壞。不僅滿足了正常使用的要求，而且還充分發揮了材料的強度和延性，節約了鋼材；通過鋼板和框架梁的偏心連接，避免應カ集中，防止支撐受壓屈曲之類的非延性破壞，同時起到了加強結構的作用。使得結構計算簡便，節省鋼材，施工較為簡便，尤其適用於大跨度L>H的結構。為了達到上述目的，本發明採用的技術方案為一種帶角鋼的複合式鋼板剪カ牆，包括由兩個框架梁I和兩個框架柱2順次連接構成的矩形框架，兩個框架梁I之間連接有矩形的鋼板4，鋼板4上固接有多個縱向的角鋼7。採用焊接或螺栓將所述框架梁I翼緣與鋼板4通過連接板3連接。所述鋼板4兩側邊與框架柱2之間不接觸，所說角鋼7與框架梁I之間不接觸。所述鋼板4的任ー側邊均分別通過斜向的支撐杆8與兩個框架梁I連接。所述支撐杆8截面是漸變的，自連接框架梁I的一端向連接鋼板4側邊的一端截面逐漸變大。所述支撐杆8在鋼板4側邊上連接點在角鋼7在鋼板4上對應的區域之外。相鄰的角鋼7之間間距相等。所述鋼板4與角鋼7之間通過高強螺栓5連接。所述角鋼7為並放T型或十字形角鋼。在框架柱2上相當於梁柱連接的位置上設置框架柱加勁肋6，框架柱加勁肋6的厚度大於或等於框架梁I的翼緣厚度。與現有技術相比，本發明的理論依據以及有益效果是
左右開洞的鋼板與框架梁的連接可減小鋼板的寬度，調節鋼板與框架的剛度比，避免薄板的捏縮現象，角鋼與鋼板的連接既起到了嵌固拉力帶的作用，又起到了支撐的作用。新型鋼板剪力牆形式替代平鋼板剪力牆，相當於增強了側向剛度，內填板變得不再那麼容易失穩，改善了一直以來薄鋼板剪力牆屈曲先於材料屈服的缺陷，可以在規範規定的範圍之內，不但提高了臨界屈曲荷載，而且充分發揮了材料的性能，降低了成本。支撐板和框架梁的偏心連接，減小應力集中，防止支撐受壓屈曲之類的非延性破壞，同時起到了加強結構的作用。
附圖是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。如附圖所示，本發明為一種帶角鋼的複合式鋼板剪力牆，包括由兩個框架梁I和兩個框架柱2順次連接構成的矩形框架，兩個框架梁I之間連接有矩形的鋼板4，鋼板4與框架梁I翼緣是採用焊接或螺栓通過連接板3連接的。鋼板4上通過高強螺栓5固接有多個等間距的縱向角鋼7，角鋼7可以為並放T型或十字形角鋼。鋼板4兩側邊與框架柱2之間不接觸，其側邊均分別通過斜向的支撐杆8與兩個框架梁I連接，並且角鋼7與框架梁I之間不接觸。支撐杆8在鋼板4側邊上連接點在角鋼7在鋼板4上對應的區域之外，並且支撐杆8截面是漸變的，自連接框架梁I的一端向連接鋼板4側邊的一端截面逐漸變大，這樣可以避免應力集中。更進一步，在框架柱2上相當於梁柱連接的位置上設置框架柱加勁肋6，框架柱加勁肋6的厚度大於或等於框架梁I的翼緣厚度，以加強框架整體穩定性。本發明剪力牆的工法如下第一步按照鋼結構設計規範將框架梁I和框架柱2剛接，形成一個矩形框架；第二步將連接板3和鋼板4採用角焊縫或者螺栓連接；第三步通過變截面的支撐杆8，採用角焊縫將框架梁I和鋼板4連接；第四步將角鋼7按照一定的距離d分列於鋼板4上，上下兩端採用高強螺栓5固定，使其不產生相對的移動，同時有助於共同的受力。其中框架柱加勁肋6的厚度應大於或等於框架梁I翼緣厚度，連接板3為平鋼板，其厚度亦應該大於或等於鋼板4的 厚度。
權利要求
1.一種帶角鋼的複合式鋼板剪カ牆，包括由兩個框架梁(I)和兩個框架柱(2)順次連接構成的矩形框架，其特徵在幹，兩個框架梁(I)之間連接有矩形的鋼板(4)，鋼板(4)上固接有多個縱向的角鋼(7)。
2.根據權利要求I所述的複合式鋼板剪カ牆，其特徵在幹，採用焊接或螺栓將所述框架梁(I)翼緣與鋼板(4)通過連接板(3)連接。
3.根據權利要求I所述的複合式鋼板剪カ牆，其特徵在於，所述鋼板(4)兩側邊與框架柱(2)之間不接觸，所說角鋼(7)與框架梁(I)之間不接觸。
4.根據權利要求3所述的複合式鋼板剪カ牆，其特徵在於，所述鋼板(4)的任一側邊均分別通過斜向的支撐杆(8)與兩個框架梁(I)連接。
5.根據權利要求4所述的複合式鋼板剪カ牆，其特徵在於，所述支撐杆(8)截面是漸變的，自連接框架梁(I)的一端向連接鋼板(4)側邊的一端截面逐漸變大。
6.根據權利要求4或5所述的複合式鋼板剪カ牆，其特徵在於，所述支撐杆(8)在鋼板(4)側邊上連接點在角鋼(7)在鋼板(4)上對應的區域之外。
7.根據權利要求I所述的複合式鋼板剪カ牆，其特徵在於，相鄰的角鋼(7)之間間距相等。
8.根據權利要求I所述的複合式鋼板剪カ牆，其特徵在於，所述鋼板(4)與角鋼(7)之間通過高強螺栓(5)連接。
9.根據權利要求I所述的複合式鋼板剪カ牆，其特徵在於，所述角鋼(7)為並放T型或十字形角鋼。
10.根據權利要求I所述的複合式鋼板剪カ牆，其特徵在於，在框架柱(2)上相當於梁柱連接的位置上設置框架柱加勁肋(6)，框架柱加勁肋(6)的厚度大於或等於框架梁(I)的翼緣厚度。
全文摘要
一種帶角鋼的複合式鋼板剪力牆，包括由兩個框架梁和兩個框架柱順次連接構成的矩形框架，兩個框架梁之間連接有矩形的鋼板，鋼板上固接有多個縱向的角鋼，本發明克服了薄鋼板剪力牆因過早屈曲而不能充分發揮鋼材的強度，該新型鋼板剪力牆形式替代平鋼板剪力牆，相當於增強了側向剛度，內填板變得不再那麼容易失穩，改善了一直以來薄鋼板剪力牆屈曲先於材料屈服的缺陷；有可能發展成為是材料先屈服，然後引起鋼板剪力牆構件的屈曲破壞，不僅滿足了正常使用的要求，而且還充分發揮了材料的強度和延性，節約了鋼材；通過鋼板和框架梁的偏心連接，避免應力集中，防止支撐受壓屈曲之類的非延性破壞，同時起到了加強結構的作用。
文檔編號E04B2/58GK102758494SQ201210253218
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月20日 優先權日2012年7月20日
發明者張玲玲, 李峰, 許軍 申請人:西安建築科技大學