CN103397718A - 一种屈曲约束加劲肋钢板剪力墙 - Google Patents

一种屈曲约束加劲肋钢板剪力墙 Download PDF

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本发明公开一种屈曲约束加劲肋钢板剪力墙，属于结构工程技术领域。该屈曲约束加劲肋钢板剪力墙包括内嵌钢板、钢筋混凝土盖板、边缘构件、加劲肋；边缘构件包括边缘梁、边缘柱，内嵌钢板与上下两边缘梁固定相连；加劲肋固定于内嵌钢板两侧，钢筋混凝土盖板对称固定于内嵌钢板两侧，钢筋混凝土盖板与内嵌钢板、边缘梁之间预留间隙。该屈曲约束加劲肋钢板剪力墙能有效防止类似“击鼓”的屈曲声响和改善滞回曲线的“捏缩”现象。

Description

一种屈曲约束加劲肋钢板剪力墙
技术领域
本发明涉及结构工程技术领域，具体是涉及有效防止类似“击鼓”的屈曲声响和改善滞回曲线的“捏缩”现象的新型抗侧力屈曲约束加劲肋钢板剪力墙。
背景技术
钢板剪力墙是20世纪70年代发展起来的一种新型抗侧力结构，具有延展性好、结构侧向刚度大、构件延性性能好、出色的抗震性能等特点。在美国、日本等发达国家已率先应用于实际工程，近年来在我国的高烈度地区也开始应用，如：天津的津塔、上海锦江饭店和天津国际金融会议酒店等。钢板剪力墙与混凝土剪力墙相比具有如下的优点：1、自重轻，降低基础的造价；2、较高的初始刚度，有效控制侧向刚度；3、较好的延性、滞回耗能能力强，可以作为耗能构件使用；4、钢板剪力墙厚度薄，可提供较大的建筑空间要求；5、克服了钢筋混凝土剪力墙大震下开裂、延性差的缺点。
然而传统的非加劲薄钢板剪力墙在使用过程中有两个缺陷，一是滞回曲线有“捏缩”现象，不利于耗能；二是在使用中由于交叉拉力带反复形成过程中会出现类似“击鼓”的屈曲声响，在小震或风荷载作用下使人感觉不舒服。
发明内容
本发明的目在于，提供一种有效防止类似“击鼓”的屈曲声响和改善滞回曲线的“捏缩”现象的新型抗侧力钢板剪力墙。
本发明通过以下技术方案实施该目的：
一种屈曲约束加劲肋钢板剪力墙，包括内嵌钢板、钢筋混凝土盖板、边缘构件、加劲肋；边缘构件包括边缘梁、边缘柱，内嵌钢板与上下两边缘梁固定相连；加劲肋固定于内嵌钢板两侧，钢筋混凝土盖板对称固定于内嵌钢板两侧，钢筋混凝土盖板与内嵌钢板、边缘梁之间预留间隙。
当内嵌钢板在剪力作用下发生面外屈曲时，钢筋混凝土盖板会提供平面约束力阻止内嵌钢板继续发生屈曲，令内嵌钢板不会在往复剪力作用下形成“拉力场”，从而防止类似“击鼓”的屈曲声响。由于钢筋混凝土盖板提供面外约束刚度阻止了内嵌钢板的屈曲，提高了内嵌钢板的侧向刚度进而改善钢板剪力墙滞回曲线的“捏缩”现象。
钢筋混凝土盖板与上下两边缘梁之间预留间隙，可防止上下两边缘梁变形过大引起钢筋混凝土盖板产生较大的压应力而发生破坏。而钢筋混凝土盖板与内嵌钢板之间预留间隙，可以提供内嵌钢板、钢筋混凝土盖板自由变形耗能的空间，优选预留间隙的大小为5～10mm。
所述加劲肋包括固定于内嵌钢板两侧的竖向加劲肋，竖向加劲肋的数量为四根以上；每块钢筋混凝土盖板均固定在同一侧且相邻的两竖向加劲肋之间的内嵌钢板上。优选的，竖向加劲肋对称固定于内嵌钢板两侧。在小震、中震作用下，竖向加劲肋可防止内嵌钢板整体或局部发生屈曲。
所述竖向加劲肋的数量优选为6根以上，相应地，位于内嵌钢板一侧的钢筋混凝土盖板的数量不小于两块，单块钢筋混凝土盖板的体积减少，从而降低钢筋混凝土盖板在制作、运输及施工过程开裂的机率，同时也使于现场安装。
所述钢筋混凝土盖板两端与竖向加劲肋固定相连，钢筋混凝土盖板与竖向加劲肋相连的两端固设有竖向预埋钢板，该竖向预埋钢板与竖向加劲肋固定相连。
所述加劲肋包括固定于内嵌钢板两侧的水平加劲肋，水平加劲肋位于钢筋混凝土盖板上方和/或下方，水平加劲肋与钢筋混凝土盖板之间存在间隙。优选的，水平加劲肋对称固定于内嵌钢板两侧。
本发明钢板剪力墙同时利用加劲肋和钢筋混凝土盖板的优点提高钢板墙性能，不仅有效防止了类似“击鼓”的屈曲声响，改善了滞回曲线的“捏缩”现象，而且可以降低加劲肋的截面尺寸和钢筋混凝土盖板的厚度。
该屈曲约束加劲肋钢板剪力墙可以承受400KN—4000KN抗剪承载力；在小震、中震作用下，设置竖向加劲肋的钢板剪力墙中，竖向加劲肋防止内嵌钢板整体或局部发生屈曲；在大震作用下，所述钢筋混凝土盖板防止内嵌钢板发生面外屈曲，能有效耗散地震能量。
钢筋混凝土盖板和加劲肋不但可以起到阻止内嵌钢板弹性屈曲的作用，还可以提高钢板剪力墙剪切屈服强度、侧向刚度及延性性能，同时，钢筋混凝土盖板还可以起到防火、保温、隔声等效果。
附图说明
图1为本发明屈曲约束加劲肋钢板剪力墙的实施例一的结构示意图。
图2为图1所示屈曲约束加劲肋钢板剪力墙的A-A截面视图。
图3为图1所示屈曲约束加劲肋钢板剪力墙的分解示意图。
图4为图1中钢筋混凝土盖板的结构示意图。
图5为本发明屈曲约束加劲肋钢板剪力墙的实施例二的分解示意图。
图6为本发明屈曲约束加劲肋钢板剪力墙的实施例三的分解示意图。
图中：1-内嵌钢板，2-钢筋混凝土盖板，3-边缘梁，4-边缘柱，5-竖向加劲肋，6-竖向预埋钢板，7-双向配筋，8-水平加劲肋。
具体实施方式
图1至图3所示为本发明屈曲约束加劲肋钢板剪力墙的实施例一。
该屈曲约束加劲肋钢板剪力墙包括内嵌钢板1、钢筋混凝土盖板2、边缘构件、八根竖向加劲肋5。边缘构件包括边缘梁3、边缘柱4，内嵌钢板1与上下两边缘梁3固定相连，该内嵌钢板1还可以同时与至少一边缘柱4固定相连。竖向加劲肋5对称固定于内嵌钢板1两侧，即内嵌钢板1的每一侧均设有四根竖向加劲肋5，每块钢筋混凝土盖板2均固定在同一侧且相邻的两竖向加劲肋5之间的内嵌钢板1上。所述内嵌钢板1为高强度高延性钢材或低屈服点高延性钢材。
所述钢筋混凝土盖板2与内嵌钢板1之间预留间隙，该预留间隙可以提供内嵌钢板1、钢筋混凝土盖板2自由变形耗能的空间，优选预留间隙的大小为5～10mm。
所述钢筋混凝土盖板2与边缘梁3之间预留适当的间隙，该预留间隙可防止上下两边缘梁3变形过大引起钢筋混凝土盖板2产生较大的压应力而发生破坏。
所述钢筋混凝土盖板2左右两端固设有竖向预埋钢板6，该竖向预埋钢板6与竖向加劲肋5固定相连，即钢筋混凝土盖板2通过竖向预埋钢板6与竖向加劲肋5固定相连。应该理解，所述与钢筋混凝土盖板2与竖向加劲肋5还可以通过螺栓直接固定相连。
所述内嵌钢板1与边缘梁3之间、内嵌钢板1与竖向加劲肋5之间、竖向预埋钢板6与竖向加劲肋5之间可以通过焊接、螺栓连接或其它合适的方式固定相连。
如图4所示，所述钢筋混凝土盖板2内设置双向配筋7，以加强钢筋混凝土盖板2的刚度。
图5所示为本发明屈曲约束加劲肋钢板剪力墙的实施例二。该屈曲约束加劲肋钢板剪力墙与实施例一中的基本相同，不同之处在于：该屈曲约束加劲肋钢板剪力墙还包括对称固定于内嵌钢板1两侧的水平加劲肋8，该水平加劲肋8位于钢筋混凝土盖板2上端，且水平加劲肋8与钢筋混凝土盖板2存在间隙。
图6所示为本发明屈曲约束加劲肋钢板剪力墙的实施例三。
该屈曲约束加劲肋钢板剪力墙包括内嵌钢板1、钢筋混凝土盖板2、边缘构件、十二根水平加劲肋8。边缘构件包括边缘梁3、边缘柱4，内嵌钢板1与上下两边缘梁3、左右两边缘柱4均固定相连。钢筋混凝土盖板2、水平加劲肋8均对称固定于内嵌钢板1两侧，水平加劲肋8位于钢筋混凝土盖板2上方及下方，且水平加劲肋8与钢筋混凝土盖板2之间预留适当的间隙。所述内嵌钢板1为高强度高延性钢材或低屈服点高延性钢材。
所述钢筋混凝土盖板2通过螺栓固定在内嵌钢板1两侧，钢筋混凝土盖板2与内嵌钢板1设有厚度为5～10mm的钢垫片（图中未画出），通过设置该钢垫片使所述钢筋混凝土盖板2与内嵌钢板1之间预留间隙。
以上所述实施例仅表达了本发明的三种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种屈曲约束加劲肋钢板剪力墙，其特征在于：包括内嵌钢板、钢筋混凝土盖板、边缘构件、加劲肋；边缘构件包括边缘梁、边缘柱，内嵌钢板与上下两边缘梁固定相连；加劲肋固定于内嵌钢板两侧，钢筋混凝土盖板对称固定于内嵌钢板两侧，钢筋混凝土盖板与内嵌钢板、边缘梁之间预留间隙。
2.根据权利要求1所述的屈曲约束加劲肋钢板剪力墙，其特征在于：所述加劲肋包括固定于内嵌钢板两侧的竖向加劲肋，竖向加劲肋的数量为四根以上；每块钢筋混凝土盖板均固定在同一侧且相邻的两竖向加劲肋之间的内嵌钢板上。
3.根据权利要求2所述的屈曲约束加劲肋钢板剪力墙，其特征在于：竖向加劲肋对称固定于内嵌钢板两侧。
4.根据权利要求2所述的屈曲约束加劲肋钢板剪力墙，其特征在于：所述竖向加劲肋的数量为6根以上。
5.根据权利要求2所述的屈曲约束加劲肋钢板剪力墙，其特征在于：所述钢筋混凝土盖板两端与竖向加劲肋固定相连，钢筋混凝土盖板与竖向加劲肋相连的两端固设有竖向预埋钢板，该竖向预埋钢板与竖向加劲肋固定相连。
6.根据权利要求1所述的屈曲约束加劲肋钢板剪力墙，其特征在于：所述加劲肋包括固定于内嵌钢板两侧的水平加劲肋，水平加劲肋位于钢筋混凝土盖板上方和/或下方，水平加劲肋与钢筋混凝土盖板之间存在间隙。
7.根据权利要求6所述的屈曲约束加劲肋钢板剪力墙，其特征在于：所述水平加劲肋对称固定于内嵌钢板两侧。
8.根据权利要求1所述的屈曲约束加劲肋钢板剪力墙，其特征在于：所述内嵌钢板与至少一边缘柱固定相连。
9.根据权利要求1至8任一项所述的屈曲约束加劲肋钢板剪力墙，其特征在于：所述钢筋混凝土盖板内设置双向配筋。
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