CN102758494B - 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
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 (5)
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),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,所述角钢(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。
2.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。
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)与角钢(7)之间通过高强螺栓(5)连接。
4.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。
5.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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