CN102758494A - 一种带角钢的复合式钢板剪力墙 - Google Patents

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Abstract

一种带角钢的复合式钢板剪力墙，包括由两个框架梁和两个框架柱顺次连接构成的矩形框架，两个框架梁之间连接有矩形的钢板，钢板上固接有多个纵向的角钢，本发明克服了薄钢板剪力墙因过早屈曲而不能充分发挥钢材的强度，该新型钢板剪力墙形式替代平钢板剪力墙，相当于增强了侧向刚度，内填板变得不再那么容易失稳，改善了一直以来薄钢板剪力墙屈曲先于材料屈服的缺陷；有可能发展成为是材料先屈服，然后引起钢板剪力墙构件的屈曲破坏，不仅满足了正常使用的要求，而且还充分发挥了材料的强度和延性，节约了钢材；通过钢板和框架梁的偏心连接，避免应力集中，防止支撑受压屈曲之类的非延性破坏，同时起到了加强结构的作用。

Description

一种带角钢的复合式钢板剪力墙
技术领域
本发明属于多高层钢结构建筑中的水平抗侧力构件，具体涉及到一种带角钢的复合式钢板剪力墙。
背景技术
自二十世纪七十年代以来，从世界上第一栋钢板剪力墙体系建筑的兴建开始，钢板剪力墙（简称SPSW—steel plate shear wall）便以其优越的抗侧力性能备受结构设计人员和研究人员的青睐。钢板剪力墙由内嵌钢板和边缘构件（包括梁柱和加劲肋）组成。根据内嵌钢板高厚比的大小，钢板剪力墙可分为厚钢板剪力墙和薄钢板剪力墙。厚钢板剪力墙有较大的弹性初始面内刚度，一般不会发生局部屈曲，而薄钢板剪力墙在侧向力较小时就发生局部屈曲，通常薄钢板剪力墙比厚钢板剪力墙耗钢量小，因此更经济。国内外的研究成果表明，利用薄钢板剪力墙屈曲后强度可以显著降低用钢量，提高经济效益。
我国《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-98）附录四规定了钢板剪力墙的计算方法和准则，出于安全的考虑，其设计准则是在钢板剪切屈服前不允许发生屈曲，即以弹性屈曲强度作为钢板剪力墙的设计极限状态，没有利用钢板弹性局部屈曲后强度。加拿大和美国的规范中已列入了关于薄钢板剪力墙的设计条文。薄钢板剪力墙结构首先在北美和日本等地应用到工程实际当中，国内关于薄钢板剪力墙的研究也已经有很多成果，也正在逐步地应用于实际工程。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种一种带角钢的复合式钢板剪力墙，克服了薄钢板剪力墙因过早屈曲而不能充分发挥钢材的强度，该新型钢板剪力墙形式替代平钢板剪力墙，相当于增强了侧向刚度，内填板变得不再那么容易失稳，改善了一直以来薄钢板剪力墙屈曲先于材料屈服的缺陷；有可能发展成为是材料先屈服，然后引起钢板剪力墙构件的屈曲破坏。不仅满足了正常使用的要求，而且还充分发挥了材料的强度和延性，节约了钢材；通过钢板和框架梁的偏心连接，避免应力集中，防止支撑受压屈曲之类的非延性破坏，同时起到了加强结构的作用。使得结构计算简便，节省钢材，施工较为简便，尤其适用于大跨度L>H的结构。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种带角钢的复合式钢板剪力墙，包括由两个框架梁1和两个框架柱2顺次连接构成的矩形框架，两个框架梁1之间连接有矩形的钢板4，钢板4上固接有多个纵向的角钢7。
采用焊接或螺栓将所述框架梁1翼缘与钢板4通过连接板3连接。
所述钢板4两侧边与框架柱2之间不接触，所说角钢7与框架梁1之间不接触。
所述钢板4的任一侧边均分别通过斜向的支撑杆8与两个框架梁1连接。
所述支撑杆8截面是渐变的，自连接框架梁1的一端向连接钢板4侧边的一端截面逐渐变大。
所述支撑杆8在钢板4侧边上连接点在角钢7在钢板4上对应的区域之外。
相邻的角钢7之间间距相等。
所述钢板4与角钢7之间通过高强螺栓5连接。
所述角钢7为并放T型或十字形角钢。
在框架柱2上相当于梁柱连接的位置上设置框架柱加劲肋6，框架柱加劲肋6的厚度大于或等于框架梁1的翼缘厚度。
与现有技术相比，本发明的理论依据以及有益效果是：
左右开洞的钢板与框架梁的连接可减小钢板的宽度，调节钢板与框架的刚度比，避免薄板的捏缩现象，角钢与钢板的连接既起到了嵌固拉力带的作用，又起到了支撑的作用。新型钢板剪力墙形式替代平钢板剪力墙，相当于增强了侧向刚度，内填板变得不再那么容易失稳，改善了一直以来薄钢板剪力墙屈曲先于材料屈服的缺陷，可以在规范规定的范围之内，不但提高了临界屈曲荷载，而且充分发挥了材料的性能，降低了成本。支撑板和框架梁的偏心连接，减小应力集中，防止支撑受压屈曲之类的非延性破坏，同时起到了加强结构的作用。
附图说明
附图是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如附图所示，本发明为一种带角钢的复合式钢板剪力墙，包括由两个框架梁1和两个框架柱2顺次连接构成的矩形框架，两个框架梁1之间连接有矩形的钢板4，钢板4与框架梁1翼缘是采用焊接或螺栓通过连接板3连接的。钢板4上通过高强螺栓5固接有多个等间距的纵向角钢7，角钢7可以为并放T型或十字形角钢。钢板4两侧边与框架柱2之间不接触，其侧边均分别通过斜向的支撑杆8与两个框架梁1连接，并且角钢7与框架梁1之间不接触。
支撑杆8在钢板4侧边上连接点在角钢7在钢板4上对应的区域之外，并且支撑杆8截面是渐变的，自连接框架梁1的一端向连接钢板4侧边的一端截面逐渐变大，这样可以避免应力集中。
更进一步，在框架柱2上相当于梁柱连接的位置上设置框架柱加劲肋6，框架柱加劲肋6的厚度大于或等于框架梁1的翼缘厚度，以加强框架整体稳定性。
本发明剪力墙的工法如下：
第一步：按照钢结构设计规范将框架梁1和框架柱2刚接，形成一个矩形框架；
第二步：将连接板3和钢板4采用角焊缝或者螺栓连接；
第三步：通过变截面的支撑杆8，采用角焊缝将框架梁1和钢板4连接；
第四步：将角钢7按照一定的距离d分列于钢板4上，上下两端采用高强螺栓5固定，使其不产生相对的移动，同时有助于共同的受力。
其中：框架柱加劲肋6的厚度应大于或等于框架梁1翼缘厚度，连接板3为平钢板，其厚度亦应该大于或等于钢板4的厚度。

Claims (10)

1.一种带角钢的复合式钢板剪力墙，包括由两个框架梁（1）和两个框架柱（2）顺次连接构成的矩形框架，其特征在于，两个框架梁（1）之间连接有矩形的钢板（4），钢板（4）上固接有多个纵向的角钢（7）。
2.根据权利要求1所述的复合式钢板剪力墙，其特征在于，采用焊接或螺栓将所述框架梁（1）翼缘与钢板（4）通过连接板（3）连接。
3.根据权利要求1所述的复合式钢板剪力墙，其特征在于，所述钢板（4）两侧边与框架柱（2）之间不接触，所说角钢（7）与框架梁（1）之间不接触。
4.根据权利要求3所述的复合式钢板剪力墙，其特征在于，所述钢板（4）的任一侧边均分别通过斜向的支撑杆（8）与两个框架梁（1）连接。
5.根据权利要求4所述的复合式钢板剪力墙，其特征在于，所述支撑杆（8）截面是渐变的，自连接框架梁（1）的一端向连接钢板（4）侧边的一端截面逐渐变大。
6.根据权利要求4或5所述的复合式钢板剪力墙，其特征在于，所述支撑杆（8）在钢板（4）侧边上连接点在角钢（7）在钢板（4）上对应的区域之外。
7.根据权利要求1所述的复合式钢板剪力墙，其特征在于，相邻的角钢（7）之间间距相等。
8.根据权利要求1所述的复合式钢板剪力墙，其特征在于，所述钢板（4）与角钢（7）之间通过高强螺栓（5）连接。
9.根据权利要求1所述的复合式钢板剪力墙，其特征在于，所述角钢（7）为并放T型或十字形角钢。
10.根据权利要求1所述的复合式钢板剪力墙，其特征在于，在框架柱（2）上相当于梁柱连接的位置上设置框架柱加劲肋（6），框架柱加劲肋（6）的厚度大于或等于框架梁（1）的翼缘厚度。
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