CN105569223A - 一种高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙，包括由多层高强度钢板和低强度钢板组合而成的墙体，其中，低强度钢板置于高强度钢板之间，所述多层高强度钢板和低强度钢板之间通过螺栓固定连接。本发明提供的高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙，不仅可为结构提供较好的抗侧刚度和耗能能力，而且可充分利用低屈服点钢和高强钢的组合作用，使耗能墙具有较好的屈服后刚度与中心自复位能力，减小地震产生的结构残余变形；震后可快速方便的初始化或更换阻尼器。该耗能墙的应用，对减小与控制建筑地震损伤，提高建筑功能不中断或快速恢复具有重要意义。

Description

一种高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙
技术领域
本发明涉及建筑消能减震技术，尤其涉及一种高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙。
背景技术
钢板剪力墙是20世纪后期兴起的，用于建筑中抵抗水平作用(地震作用、风荷载)的新型抗侧力体系。作为钢结构的主要抗侧力构件，其具有较大的弹性初始刚度、较好的变形能力、良好的塑性性能以及稳定的耗能能力等优点，是一种极具发展与应用前景的抗侧力构件，尤其适用于抗震烈度较高的地区。与传统的钢筋混凝土剪力墙相比，钢板剪力墙具有自重小、价格低、变形能力强、加工和安装方便等优势。
然而，大量试验和分析表明，钢板剪力墙具有较好的变形能力，但是屈服前结构的耗能能力较差，不利于减震，而一旦发生屈服，其抗侧刚度明显减小，且发生较大的变形后将产生较大的残余变形，可影响建筑的继续使用甚至整个结构的安全。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙。
一种高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙，包括由多层高强度钢板和低强度钢板组合而成的墙体，其中，低强度钢板置于高强度钢板之间，所述多层高强度钢板和低强度钢板之间通过螺栓固定连接。
进一步地，如上所述的高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙，所述低强度钢板包括至少一层低强度钢芯板，所述高强度钢板包括至少两层高强钢钢芯板，所述低强度钢芯板夹在高强钢钢芯板之间；在高强钢钢芯板的外层设置有外夹板，所述低强度钢芯板、高强钢钢芯板、外夹板通过对拉螺栓固定在一起。
进一步地，如上所述的高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙，在高强钢钢芯板上、下两边的外侧分别设置有L型连接部件，所述低强度钢芯板、高强钢钢芯板夹在两个对称设置的L型连接部件之间，并通过高强螺栓将低强度钢芯板、高强钢钢芯板、L型连接部件固定为一体。
进一步地，如上所述的高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙，所述L型连接部件上设置有长圆孔，所述高强螺栓穿过该长圆孔后将低强度钢芯板、高强钢钢芯板、L型连接部件固定为一体。
本发明提供的高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙，不仅可为结构提供较好的抗侧刚度和耗能能力，而且可充分利用低屈服点钢和高强钢的组合作用，使耗能墙具有较好的屈服后刚度与中心自复位能力，减小地震产生的结构残余变形；震后可快速方便的初始化或更换阻尼器。该耗能墙的应用，对减小与控制建筑地震损伤，提高建筑功能不中断或快速恢复具有重要意义。
附图说明
图1为本发明高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙结构示意图；
图2为图1的a-a向剖视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙，包括由多层高强度钢板和低强度钢板组合而成的墙体，其中，低强度钢板置于高强度钢板之间，所述多层高强度钢板和低强度钢板之间通过螺栓固定连接。
具体地，如图1、图2所示，所述低强度钢板包括至少一层低强度钢芯板1，所述高强度钢板包括至少两层高强钢钢芯板2，所述低强度钢芯板1夹在高强钢钢芯板2之间；在高强钢钢芯板2的外层设置有外夹板6，所述低强度钢芯板1、高强钢钢芯板2、外夹板6通过对拉螺栓7固定在一起。
优选地，在高强钢钢芯板2上、下两边的外侧分别设置有L型连接部件4，所述低强度钢芯板1、高强钢钢芯板2夹在两个对称设置的L型连接部件4之间，并通过高强螺栓3将低强度钢芯板1、高强钢钢芯板2、L型连接部件4固定为一体；如图2所示，本发明的耗能墙上下两端分别通过L型连接部件4固定在工字型钢梁8上；
所述L型连接部件4上设置有长圆孔5，所述高强螺栓3穿过该长圆孔5后将低强度钢芯板1、高强钢钢芯板2、L型连接部件4固定为一体。
其中低强度钢芯板1采用普通钢板或低屈服点钢板，高强钢钢芯板2使用高强钢板。低强度钢芯板1、高强钢钢芯板2与外夹板6通过对拉螺栓7形成组装成阻尼器，并通过L型连接部件4与高强螺栓连接于上下钢梁8。
所述低强度钢芯板1和高强钢钢芯板2也可以通过焊接直接焊接在上下钢梁8上。低强度钢芯板1和高强钢钢芯板2的层数与排列可根据需要的耗能、刚度、复位性能进行调整。高强钢钢芯板2外侧可以加各种类型面外约束。依照本发明实施例所述，低强度钢芯板1和高强钢钢芯板2之间可以通过摩擦型高强螺栓进行连接，也可以通过焊缝进行连接。
本发明所采用的工作原理如下：
当结构遭受小震时，高强钢钢芯板2和低强度钢芯板1不屈服，为结构提供较强的抗侧刚度，控制结构变形；当遭遇中震或大震时，低屈服点钢板屈服，并开始耗散地震能量，减小地震引起的振动响应，而高强钢钢板处于弹性或少量屈服阶段，可部分恢复结构残余变形，并提供足够抗侧刚度，从而确保钢板剪力墙具备足够耗能能力、抗侧刚度和恢复变形的能力；外夹板6在内部钢板发生面内剪切变形时提供足够的面外约束，以防止内部钢板发生局部屈曲和整体屈曲；地震结束后，松开高强螺栓3可恢复阻尼器到初始状态，如果阻尼器在地震中破坏，可将其替换。
本发明针对传统钢板剪力墙结构小变形下耗能小、大变形下残余变形(不可恢复变形)较大的不足，借助高强钢板和低强度钢板(采用普通钢或低屈服钢)的组合作用，充分运用低强度钢容易屈服耗能和高强度钢高弹性变形能力，实现一种耗能起点低、屈服后刚度下降较小、地震残余变形小的新型钢板剪力墙。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙，其特征在于，包括由多层高强度钢板和低强度钢板组合而成的墙体，其中，低强度钢板置于高强度钢板之间，所述多层高强度钢板和低强度钢板之间通过螺栓固定连接。
2.根据权利要求1所述的高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙，其特征在于，所述低强度钢板包括至少一层低强度钢芯板(1)，所述高强度钢板包括至少两层高强钢钢芯板(2)，所述低强度钢芯板(1)夹在高强钢钢芯板(2)之间；在高强钢钢芯板(2)的外层设置有外夹板(6)，所述低强度钢芯板(1)、高强钢钢芯板(2)、外夹板(6)通过对拉螺栓(7)固定在一起。
3.根据权利要求2所述的高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙，其特征在于，在高强钢钢芯板(2)上、下两边的外侧分别设置有L型连接部件(4)，所述低强度钢芯板(1)、高强钢钢芯板(2)夹在两个对称设置的L型连接部件(4)之间，并通过高强螺栓(3)将低强度钢芯板(1)、高强钢钢芯板(2)、L型连接部件(4)固定为一体。
4.根据权利要求3所述的高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙，其特征在于，所述L型连接部件(4)上设置有长圆孔，所述高强螺栓(3)穿过该长圆孔后将低强度钢芯板(1)、高强钢钢芯板(2)、L型连接部件(4)固定为一体。
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