CN105297953A - 组装墙板内置自复位钢板支撑 - Google Patents

Abstract

组装墙板内置自复位钢板支撑，本发明涉及墙板内置自复位支撑，本发明为了解决采用现有技术中墙板内置支撑和杆状防屈曲支撑中支撑轴向大幅屈服后的残余塑性变形对结构使用功能的不利影响，墙板自重较大，且不易于钢板支撑进行检查和更换，以及现有的混凝土墙板内置无粘结支撑因墙板冲切破坏劣化了钢板支撑的延性和耗能能力，杆状防屈曲支撑应用中需要额外制作填充墙，现有的杆状自复位支撑的轴向变形能力受到复位构件弹性变形能力限制的问题，它包括墙体和自复位支撑机构，自复位支撑机构包括支撑钢板、受压弹簧组件、推拉块、槽钢、盖板、帽形钢、固定钢板、固定拉紧板、推拉杆和端板，本发明用于组装墙板内置自复位支撑加工领域。

Description

组装墙板内置自复位钢板支撑

技术领域

本发明涉及墙板内置自复位支撑，具体涉及组装墙板内置自复位钢板支撑。

背景技术

墙板内置无粘结钢板支撑(简称墙板内置支撑)是一种采用墙板为内置支撑提供侧向约束的防屈曲支撑。现有的墙板内置支撑和杆状防屈曲支撑中，支撑轴向大幅屈服后有较大的残余变形，导致地震作用后，结构产生大的残余变形，影响结构的使用功能；现有的墙板内置支撑中墙板多数由混凝土整体浇注形成，墙板自重较大，且不易于大震后对钢板支撑进行检查和更换；现有的混凝土墙板内置无粘结支撑受力过程中，混凝土墙板易被内置支撑冲切开裂，发生脆性破坏，劣化了钢板支撑的延性和耗能能力；混凝土墙板浇注过程中，钢板支撑的初始弯曲变形很难控制；现有的杆状自复位支撑，在支撑设置处需要隔墙时，还需要额外制作填充墙，支撑外做隔墙减小了室内使用空间；现有的杆状自复位支撑，当设置经预拉的高强钢绞线进行复位时，沿支撑轴向因单根钢绞线的弹性变形能力有限，使支撑的轴向变形能力受到限制。

发明内容

本发明为了解决采用现有技术中墙板内置支撑和杆状防屈曲支撑中支撑轴向大幅屈服后的残余塑性变形对结构使用功能的不利影响，墙板自重较大，且不易于对钢板支撑进行检查和更换，以及现有的混凝土墙板内置无粘结支撑因墙板冲切破坏劣化了钢板支撑的延性和耗能能力，杆状防屈曲支撑应用中需要额外制作填充墙，现有的杆状自复位支撑的轴向变形能力受到复位构件弹性变形能力限制的问题，进而提供组装墙板内置自复位钢板支撑。

本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：

组装墙板内置自复位钢板支撑：

它包括墙体和自复位支撑机构，自复位支撑机构包括支撑钢板、两个受压弹簧组件、四个推拉块、两个槽钢、两个盖板、两个帽形钢、两个固定钢板、两个固定拉紧板、四个推拉杆和四个端板；两个受压弹簧组件并排设置，每个受压弹簧组件的两端分别设有一个推拉块，且每个受压弹簧组件与两个推拉块固定连接，每个端板的一个端面与推拉块的一端连接，端板的另一个端面与一个推拉杆的一端固定连接，且推拉杆的另一端与支撑钢板固定连接，每个受压弹簧组件上扣合设置有一个帽形钢，每个固定钢板设置在一个受压弹簧组件和支撑钢板之间，且每个固定钢板的一个侧面分别与相邻一个帽形钢固定连接，两个固定钢板之间平行设置有一个支撑钢板，支撑钢板的两侧分别设有一个固定拉紧板，支撑钢板的厚度与固定拉紧板的厚度相同，每个固定拉紧板设置在两个固定钢板之间，且每个固定拉紧板与两个固定钢板和两个帽形钢通过多个高强螺栓固定连接，支撑钢板、两个固定钢板和两个固定拉紧板平行设置，每个固定拉紧板与一个槽钢固定连接，两个槽钢倾斜安装在墙体上，一个盖板盖装在一侧的两个槽钢上，另一个盖板盖装在另一侧的两个槽钢上。

本发明的有益效果是：

1、消除或大幅减小墙板内置支撑或杆状防屈曲支撑屈服后的残余塑性变形，使内置支撑在外荷载卸去后恢复至初始位置，不影响结构的使用功能。2、墙板通过帽形钢9、固定钢板11、钢板垫板21、固定拉紧板12、槽钢7、高强螺栓、墙体1、自攻螺钉19和盖板8等组装形成，易于震后对钢板支撑进行检查和更换，并减小墙板自重。3、沿支撑轴向，组装墙板通过高强螺栓连接帽型钢9和固定钢板11等为支撑和复位系统提供侧向约束，可避免墙板脆性破坏，进而改善和提高钢支撑的延性和耗能能力。4、通过高强螺栓连接支撑周围的帽型钢9和固定钢板11等，可以很好的控制支撑的初始弯曲变形。5、组装墙板兼做隔墙，不需要在支撑外侧额外制作隔墙。6、沿支撑轴向，采用受压承载力和弹性变形均可按需要灵活设置的受压弹簧机构，使支撑的轴向变形不被复位系统的弹性变形能力限制。

6、本发明的结构可大幅降低墙板内置钢板支撑的自重。当内置支撑相同时，采用轻质金属面夹芯板可减小墙板自重50％或更多。自重较小的轻质组装墙板有利于结构抗震和墙板安装等，本发明可做为中心支撑用于有抗震需求的多、高层支撑钢框架结构中。

7、目前工程应用中的钢筋混凝土墙板均整体浇注制成，支撑一旦破坏，墙板即使完好，也必须随之更换，墙板不能被重复利用。采用组装形成的轻质墙板可避免上述缺点，轻质金属面夹芯板可被重复利用，可节约钢材消耗。本发明也可能重复利用，经济性较好，节约成本。

8、钢筋混凝土墙板因混凝土材料易受拉和受冲切开裂，常发生脆性破坏，而轻质组装墙板在支撑附近，采用高强螺栓连接固定的帽型钢9和固定钢板11等为支撑提供侧向约束，可避免脆性破坏，进而改善钢板支撑的延性和耗能能力。

9、本发明的墙体1、帽形钢9和固定钢板11等均可在工厂精确加工制成，两侧的帽形钢9和固定钢板11等连接成整体墙板时，不但不会增大钢支撑产生初始弯曲变形，还很可能对钢支撑的初始弯曲变形产生矫正的有利作用，可有效控制支撑钢板3的初始弯曲变形。这将改善支撑的受力性能，并进一步提高支撑钢板3的延性和耗能能力。

10、特别是，根据设计需求，复位系统是由端板5、推拉杆4、外螺杆18、推拉块6、预拉紧杆17和一组碟簧16组成，可通过设置不同组合形式的碟簧，满足复位系统的弹性变形能力和承载能力的要求，从而不制约钢支撑的大幅轴向变形和确保支撑顺利归位。

附图说明

图1是本发明整体结构的示意图，图2是图1中A-A向视图，图3是受压弹簧组件2、支撑钢板3、推拉杆4、端板5和推拉块6安装的主视图，图4是图3中的俯视图，图5是图3中B-B向视图，图6是图3中C-C向视图，图7是图3中D-D向视图，图8是一组碟簧16和预拉紧杆17安装在两个推拉块6上的视图，图9是图8中E-E向视图，图10是支撑钢板3、四个推拉杆4和四个端板5安装结构主视图，图11是图10的俯视图，图12是图10中F-F向视图，图13是图10中G-G向视图，图14是图10中H-H向视图，图15是受压弹簧组件2安装在支撑钢板3、四个推拉杆4和四个端板5的示意图，图16是支撑受压示意图，图17是支撑受拉视图，图18是固定钢板11两端局部开槽且断开的示意图，图19是安装在由钢梁23和钢柱24组成的钢框架中的两个组装墙板内置自复位钢板支撑组成V字形支撑的示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图19说明本实施方式，本实施方式的组装墙板内置自复位钢板支撑，它包括墙体1和自复位支撑机构10，自复位支撑机构10包括支撑钢板3、两个受压弹簧组件2、四个推拉块6、两个槽钢7、两个盖板8、两个帽形钢9、两个固定钢板11、两个固定拉紧板12、四个推拉杆4和四个端板5；两个受压弹簧组件2并排设置，每个受压弹簧组件2的两端分别设有一个推拉块6，且每个受压弹簧组件2与两个推拉块6固定连接，每个端板5的一个端面与推拉块6的一端连接，端板5的另一个端面与一个推拉杆4的一端固定连接，且推拉杆4的另一端与支撑钢板3固定连接，每个受压弹簧组件2上扣合设置有一个帽形钢9，每个固定钢板11设置在一个受压弹簧组件2和支撑钢板3之间，且每个固定钢板11的一个侧面分别与相邻一个帽形钢9固定连接，两个固定钢板11之间平行设置有一个支撑钢板3，支撑钢板3的两侧分别设有一个固定拉紧板12，支撑钢板3的厚度与固定拉紧板12的厚度相同，每个固定拉紧板12设置在两个固定钢板11之间，且每个固定拉紧板12与两个固定钢板11和两个帽形钢9通过多个高强螺栓固定连接，支撑钢板3、两个固定钢板11和两个固定拉紧板12平行设置，每个固定拉紧板12与一个槽钢7固定连接，两个槽钢7倾斜安装在墙体1上，一个盖板8盖装在一侧的两个槽钢7上，另一个盖板8盖装在另一侧的两个槽钢7上。

本实施方式中轻质金属面夹芯板材料贴近支撑钢板3的部位设置的帽形钢9和固定钢板11以及支撑钢板3宽度两侧的固定拉紧板12及钢板垫板21通过高强螺栓连接在一起；远离支撑钢板3处采用金属面夹芯墙板。在支撑钢板3厚度方向，间隙的大小为钢板垫板21的厚度。为了减小支撑钢板3与固定钢板11间的摩擦力，支撑钢板3表面除锈后涂刷耐高温和耐老化的润滑脂。在水平地震或风作用下，当相邻的上、下楼层发生相对水平侧移时，支撑水平向往复位移，带动墙板发生平动和转动。支撑水平侧移时支撑沿轴向受压缩短或受拉伸长。支撑受压缩短时，因推拉杆4与支撑两端焊接在一起，支撑钢板3一侧的两根推拉杆4中端板5间的净矩减小，即支撑钢板3一侧的两根推拉杆4相向运动，推拉杆4推动推拉块6，对中部已经受压的一组碟簧16进行进一步的压缩；支撑受拉伸长时，支撑钢板3一侧的两根推拉杆4背向运动，推拉杆4经外螺杆18拉动推拉块6，也对已经受压的一组碟簧16进行压缩，进一步压缩的碟簧可为支撑钢板3提供复位力。

本发明采用墙体1内置钢板支撑实质上是一种以外部轻质墙板为约束构件的自复位钢支撑。施加到支撑上的楼层剪力，由支撑钢板3和受压两组碟簧16以轴向受力的形式承担。外部墙板仅用于为内置支撑钢板3和复位系统提供侧向约束，防止支撑钢板3受压大幅整体和局部失稳，同时防止复位系统侧向大幅位移，外部墙板基本不分担支撑的轴力。复位系统是由端板5、推拉杆4、外螺杆18、推拉块6、预拉紧杆17和一组碟簧16组成。

碟簧复位的轻质组装墙板内置钢板支撑在不超过设计要求的楼层侧移工作时，外部墙板应具有足够的侧向约束能力，墙板处于弹性；支撑钢板3可处于弹性，也可大幅发展塑性；复位系统始终处于弹性，不屈服，不发展塑性。

具体实施方式二：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的组装墙板内置自复位钢板支撑，所述推拉块6包括底板13、顶板14和四个连接固定板15；底板13和顶板14平行设置，且底板13和顶板14通过四个连接固定板15连接，且四个连接固定板15焊接安装在底板13和顶板14上，其它结构与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1-图8说明本实施方式，本实施方式的组装墙板内置自复位钢板支撑，所述受压弹簧组件2包括一组碟簧16、预拉紧杆17和八个外螺杆18；预拉紧杆17的两端分别加工有外螺纹，外螺杆18的两端分别加工有外螺纹，预拉紧杆17设置在支撑钢板3的一侧，一组碟簧16套装在预拉紧杆17上，预拉紧杆17的两端分别设置在两个底板13上，预拉紧杆17两端分别安装有两个螺母，每个推拉块6上固定安装有四个外螺杆18，位于支撑钢板3同一侧一个推拉块6上的四个外螺杆18与同一侧另一个推拉块6上的四个外螺杆18交错设置，推拉块6上每个外螺杆18的一端通过螺母固定安装在与推拉块6相邻的端板5上，且外螺杆18的另一端通过螺母螺纹固定安装在相对推拉块6上的底板13上，其它结构与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1-图14说明本实施方式，本实施方式的组装墙板内置自复位钢板支撑，所述推拉杆4为“十”字形截面推拉杆，每个推拉杆4的一端固定安装有一个端板5，且每个推拉杆4另一端上的一个板焊接安装在支撑钢板3的侧面上，保证在支撑钢板3端部支撑钢板3和每个推拉杆4的轴向位移一致，在支撑钢板3的任意一侧呈直线设置的两个推拉杆4除两端与支撑钢板3焊接固定外，推拉杆其余部位在支撑钢板3上呈凸起设置，其它结构与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的组装墙板内置自复位钢板支撑，它还包括多个自攻螺钉19，盖板8和槽钢7通过多个自攻螺钉19固定安装在墙体1上，盖板8通过多个自攻螺钉19安装在帽形钢9上，其它结构与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的组装墙板内置自复位钢板支撑，它还包括钢板垫板21，每个固定拉紧板12的一个侧面设有一个钢板垫板21，钢板垫板21通过高强螺栓固定安装在固定钢板11和固定拉紧板12之间，其它结构与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式的组装墙板内置自复位钢板支撑，它还包括多个帽形钢加筋肋20，多个帽形钢加筋肋20均布焊接安装在帽形钢9上，其它结构与具体实施方式一相同。

具体实施方式八：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的组装墙板内置自复位钢板支撑，所述固定拉紧板12通过焊接固定安装在槽钢7上，其它结构与具体实施方式一相同。

具体实施方式九：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的组装墙板内置自复位钢板支撑，所述墙体1为轻质金属面夹芯板材料制成的墙体，其它结构与具体实施方式一相同。

具体实施方式十：结合图1和图18说明本实施方式，本实施方式的组装墙板内置自复位钢板支撑，它还包括四组伸缩板22，每个固定钢板11的两端分别设有一组伸缩板22，伸缩板的厚度与固定钢板11的厚度相同，每组伸缩板22均与固定钢板11的一端里有间隙，每组伸缩板22通过高强螺栓安装在帽形钢9和固定拉紧板12之间，为支撑钢板3提供侧向约束，在支撑钢板3的上端，推拉杆4和固定钢板11之间留置沿支撑钢板3轴线方向的间隙，以容许支撑钢板3轴向自由伸缩变形，在支撑钢板3的下端，推拉杆4和固定钢板11接触，将墙板自重传至钢框架上，其它结构与具体实施方式一相同。

Claims (10)

1.组装墙板内置自复位钢板支撑，其特征在于：它包括墙体(1)和自复位支撑机构(10)，自复位支撑机构(10)包括支撑钢板(3)、两个受压弹簧组件(2)、四个推拉块(6)、两个槽钢(7)、两个盖板(8)、两个帽形钢(9)、两个固定钢板(11)、两个固定拉紧板(12)、四个推拉杆(4)和四个端板(5)；两个受压弹簧组件(2)并排设置，每个受压弹簧组件(2)的两端分别设有一个推拉块(6)，且每个受压弹簧组件(2)与两个推拉块(6)固定连接，每个端板(5)的一个端面与推拉块(6)的一端连接，端板(5)的另一个端面与一个推拉杆(4)的一端固定连接，且推拉杆(4)的另一端与支撑钢板(3)固定连接，每个受压弹簧组件(2)上扣合设置有一个帽形钢(9)，每个固定钢板(11)设置在一个受压弹簧组件(2)和支撑钢板(3)之间，且每个固定钢板(11)的一个侧面分别与相邻一个帽形钢(9)固定连接，两个固定钢板(11)之间平行设置有一个支撑钢板(3)，支撑钢板(3)的两侧分别设有一个固定拉紧板(12)，支撑钢板(3)的厚度与固定拉紧板(12)的厚度相同，每个固定拉紧板(12)设置在两个固定钢板(11)之间，且每个固定拉紧板(12)与两个固定钢板(11)和两个帽形钢(9)通过多个高强螺栓固定连接，支撑钢板(3)、两个固定钢板(11)和两个固定拉紧板(12)平行设置，每个固定拉紧板(12)与一个槽钢(7)固定连接，两个槽钢(7)倾斜安装在墙体(1)上，一个盖板(8)盖装在一侧的两个槽钢(7)上，另一个盖板(8)盖装在另一侧的两个槽钢(7)上。

2.根据权利要求1所述组装墙板内置自复位钢板支撑，其特征在于：所述推拉块(6)包括底板(13)、顶板(14)和四个连接固定板(15)；底板(13)和顶板(14)平行设置，且底板(13)和顶板(14)通过四个连接固定板(15)连接，且四个连接固定板(15)焊接安装在底板(13)和顶板(14)上。

3.根据权利要求1所述组装墙板内置自复位钢板支撑，其特征在于：所述受压弹簧组件(2)包括一组碟簧(16)、预拉紧杆(17)和八个外螺杆(18)；预拉紧杆(17)的两端分别加工有外螺纹，外螺杆(18)的两端分别加工有外螺纹，预拉紧杆(17)设置在支撑钢板(3)的一侧，一组碟簧(16)套装在预拉紧杆(17)上，预拉紧杆(17)的两端分别设置在两个底板(13)上，预拉紧杆(17)两端分别安装有两个螺母，每个推拉块(6)上固定安装有四个外螺杆(18)，位于支撑钢板(3)同一侧一个推拉块(6)上的四个外螺杆(18)与同一侧另一个推拉块(6)上的四个外螺杆(18)交错设置，推拉块(6)上每个外螺杆(18)的一端通过螺母固定安装在与推拉块(6)相邻的端板(5)上，且外螺杆(18)的另一端通过螺母固定安装在相对推拉块(6)上的底板(13)上。

4.根据权利要求1所述组装墙板内置自复位钢板支撑，其特征在于：所述推拉杆(4)为“十”字形截面推拉杆，每个推拉杆(4)的一端安装有一个端板(5)，且每个推拉杆(4)另一端上的一个板焊接安装在支撑钢板(3)的侧面上。

5.根据权利要求1所述组装墙板内置自复位钢板支撑，其特征在于：它还包括多个自攻螺钉(19)，盖板(8)和槽钢(7)通过多个自攻螺钉(19)固定安装在墙体(1)上，盖板(8)通过多个自攻螺钉(19)安装在帽形钢(9)上。

6.根据权利要求1所述组装墙板内置自复位钢板支撑，其特征在于：它还包括钢板垫板(21)，每个固定拉紧板(12)的一个侧面设有一个钢板垫板(21)，钢板垫板(21)通过高强螺栓固定安装在固定钢板(11)和固定拉紧板(12)之间。

7.根据权利要求1所述组装墙板内置自复位钢板支撑，其特征在于：它还包括多个帽形钢加筋肋(20)，多个帽形钢加筋肋(20)均布焊接安装在帽形钢(9)上。

8.根据权利要求1所述组装墙板内置自复位钢板支撑，其特征在于：所述固定拉紧板(12)通过焊接固定安装在槽钢(7)上。

9.根据权利要求1所述组装墙板内置自复位钢板支撑，其特征在于：所述墙体(1)为轻质金属面夹芯板材料制成的墙体。

10.根据权利要求1所述组装墙板内置自复位钢板支撑，其特征在于：它还包括四组伸缩板(22)，每个固定钢板(11)的两端分别设有一组伸缩板(22)，伸缩板的厚度与固定钢板(11)的厚度相同，每组伸缩板(22)均与固定钢板(11)的一端里有间隙，每组伸缩板(22)通过高强螺栓安装在帽形钢(9)和固定拉紧板(12)之间。