CN105756229A - 一种多层自防屈曲钢板剪力墙 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多层自防屈曲钢板剪力墙，包括：多层带有斜向槽的钢板，相邻钢板之间设有减摩层；任一减摩层两侧的钢板的斜向槽方向相反；紧固件贯穿于所述钢板和减摩层将所有的钢板及减摩层紧固成墙体；所述墙体还通过紧固件与固定连接于框架柱和/或框架梁上的连接板连接；斜向槽之间为槽间板带，在往复水平地震荷载作用下，相同方向的槽间板带分别处于单向受拉或受压的状态，利用受拉斜向槽间板带的刚度，对另外各层受压槽间板带提供支撑，限制其屈曲，实现自防屈曲。

Description

一种多层自防屈曲钢板剪力墙

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，具体的说，是涉及一种多层自防屈曲钢板剪力墙。

背景技术

钢板剪力墙具有较好的延性、较大的侧向刚度和耗能能力，在国内外高烈度地区的高层和超高层建筑中获得广泛应用。早期的钢板剪力墙以弹性屈曲荷载作为承载能力极限状态，导致钢板很厚或者加劲肋非常密集。一方面造成材料浪费，另一方面无法利用钢材塑性屈服后的耗能能力。

而降低钢板厚度以利用其塑性屈服后耗能能力的同时，也降低了钢板在斜向压力作用下的屈曲承载力。钢板的局部屈曲将导致钢板褶皱等局部损伤从而造成钢板在反向拉力作用时的耗能能力的损失。

为防止薄钢板在斜向压力作用下的屈曲，目前已有多种防屈曲钢板剪力墙。例如通过在钢板两侧设置刚度较大的混凝土墙板，限制薄钢板平面外变形，防止钢板在斜向压力作用下的屈曲。但通常整块的预制混凝土盖板面积大自重大，在运输及安装过程容易开裂，施工不便。也有通过栓接水平或者斜向加劲肋的防屈曲钢板剪力墙，但栓接加劲肋的滑移，将产生巨大噪音，导致用户对结构安全的担忧和心理阴影。同时，整块钢板剪力墙在往复水平荷载作用下，受力状态复杂，破坏模式多样，无法准确判断其屈服荷载和耗能能力。

为提高钢板剪力墙的变形和耗能能力，目前也有多种开缝剪力墙。比如在钢板上开竖缝或水平缝剪力墙，缝间板带在水平剪力作用下类似两端固结的受弯梁，将以剪切变形为主的钢板转化为以弯曲为主的梁，提高了钢板剪力墙的变形能力和耗能能力。但开缝钢板剪力墙，平面外刚度小，需在钢板两侧设置防止屈曲的混凝土盖板或加劲肋，如中国专利申请号CN200920075405.6所公开的“中部栓接带缝钢板剪力墙”。也有开斜槽的钢板剪力墙，槽间板带仅受拉压力作用，将以剪切变形为主的钢板转化为以拉压为主的柱，提高了钢板剪力墙的变形能力和耗能能力。但单层设置的开斜槽钢板剪力墙，在一个方向水平剪力作用下槽间钢板受拉具有良好的耗能能力；但在相反方向水平荷载作用下将受压，从而发生屈曲，需在钢板两侧设置防止屈曲的混凝土盖板或加劲肋，如中国专利申请号CN201310343433.2所公开的“防屈曲开斜槽钢板耗能剪力墙”。

因此，如何设计一种全新的剪力墙，来解决现有技术的缺陷，是本领域技术人员函需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种多层自防屈曲钢板剪力墙。本发明所提供的剪力墙，能够保证钢板剪力墙在往复水平荷载作用下具有良好的抗侧刚度、承载能力和耗能效果。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多层自防屈曲钢板剪力墙，包括：

多层带有斜向槽的钢板；

相邻钢板之间设有减摩层；任一减摩层两侧的钢板的斜向槽方向相反；

紧固件贯穿于所述钢板和减摩层，将所有的钢板及减摩层紧固成墙体；

所述墙体通过紧固件与固定连接于框架柱和/或框架梁上的连接板连接。

优选的，所述紧固件为高强螺栓。

优选的，高强螺栓的螺栓孔为相反斜向槽重合处的孔洞。

优选的，所述高强螺栓与钢板之间还设置有垫片。

优选的，所述垫片为减摩垫片。

优选的，所述钢板的层数为大于1的奇数层。

优选的，所述墙体中，自中央层钢板算起，位于偶数层的钢板的厚度之和等于奇数层钢板厚度之和，且关于中间层对称位置的钢板厚度相同。

优选的，所述减摩层和减摩垫片为聚四氟乙烯材质。

本发明的有益效果是：剪力墙结构简单，组装方便快捷，能够保持良好力学性能的同时，还能自防屈曲；通过减摩垫片来防止高强螺栓与钢板剪之间的摩擦导致的钢材损伤及噪音。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的分解示意图；

图2是本发明的立面图；

图3是本发明中紧固件的装配图；

图4是本发明中高强螺栓的结构示意图；

图5是本发明的装配图；

其中：1.左边缘框架柱，2.右边缘框架柱，3.上边缘框架梁，4.下边缘框架梁，5.连接板，6.连接板，7.高强螺栓，8.斜向槽；9.槽间板带，10.斜向槽孔间断处的宽度，11.第一层钢板，12.第二层钢板，13.第三层钢板，14.第一减摩层，15、第二减摩层，16.高强螺栓，17.螺栓垫片。

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例1：一种多层自防屈曲钢板剪力墙，其结构如图1-5所示，包括：

第一层钢板11、第二层钢板12和第三层钢板13，第一层钢板11和第二层钢板12之间设置有第一减摩层14，第二层钢板12和第三层钢板13之间设置有第二层减摩层15；

第一层钢板11、第二层钢板12和第三层钢板13上均设置有斜向槽8；第一层钢板11和第三层钢板13上的斜向槽8的反向相同，第二层钢板12和第三层钢板13上的斜向槽的方向相垂直。

高强螺栓16将第一层钢板11、第一层减摩层14、第二层钢板12、第二层减摩层15和第三层钢板13连接成一体成为墙体。

所述第一减摩层和第二减摩层均为聚四氟乙烯材质。

墙体左、右侧分别通过连接板6和高强螺栓7与左边缘框架柱1和右边缘框架柱2相连接(即左边缘框架柱1上焊接有连接板6，右边缘框架柱2上焊接也有连接板6，墙体通过高强螺栓7与连接板6相连接)，墙体的上、下侧分别通过连接板5和高强螺栓7与上边缘框架梁3和下边缘框架梁4相连接。

高强螺栓16的螺栓孔为第二层钢板12和第三层钢板13上的斜向槽8的重合之处，能够减小高强螺栓16对带有斜向槽的钢板的力学性能的影响。

所述高强螺栓16与钢板之间还设置有垫片17。该垫片17为聚四氟乙烯垫片，能减少与钢板之间的摩擦导致的钢材损伤及噪音。

所有钢板的层数为大于1的奇数层。

钢板上的斜向槽8之间的钢板部分为槽间板带9。

所述墙体中，自中央层钢板算起，位于偶数层的钢板的厚度之和等于奇数层钢板厚度之和，且关于中央层钢板对称位置的钢板厚度相同。在往复水平地震荷载作用下，相同方向的槽间板带9分别处于单向受拉或受压的状态，利用受拉斜向槽间板带的刚度，对另外各层受压槽间板带提供支撑，限制其屈曲，实现自防屈曲。

本发明所提供的剪力墙的制作安装工艺如下：

首先根据层高和柱距确定第一层钢板11、第二层钢板12和第三层钢板13的宽度及高度；然后根据结构抗侧刚度、屈服承载力及耗能能力的要求，确定第一层钢板11、第二层钢板12和第三层钢板13的厚度，斜向槽8的宽度、斜向槽之间的槽间板带9的宽度和斜向槽间断处的宽度10；再根据钢板的屈服承载力，确定连接板5和连接板6的厚度及高强螺栓7的直径，根据上述尺寸绘制加工制作详图并交予工厂制作。

现场安装时，当框架梁及框架柱安装完成后，按照第一层钢板11、第一减摩层14、第二层钢板12、第二减摩层15和第三层钢板13的顺序连接成一体成为墙体；墙体再通过高强螺栓与焊接与框架梁或框架柱上的连接板连接即可。

采用了上述结构后，本方案所提供的剪力墙，具有结构简单，安装方便的特点，且具有良好的耗能能力和良好的整体强度。

为了便于本领域技术人员进行理解，本方案的实施例当中仅举出了三层钢板的结构示例。本领域技术人员在本方案的基础上，根据实际需要，设计出例如5层、7层或9层的钢板总层数为大于1的奇数层，且整体结构与本方案相似的剪力墙，仍应当视为落入本方案的保护范围之内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种多层自防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，包括：

多层带有斜向槽的钢板；

相邻钢板之间设有减摩层；任一减摩层两侧的钢板的斜向槽方向相反；

紧固件贯穿于所述钢板和减摩层将所有的钢板及减摩层紧固成墙体；

所述墙体还通过紧固件与固定连接于框架柱和/或框架梁上的连接板连接；

斜向槽之间为槽间板带，在往复水平地震荷载作用下，相同方向的槽间板带分别处于单向受拉或受压的状态，利用受拉斜向槽间板带的刚度，对另外各层受压槽间板带提供支撑，限制其屈曲，实现自防屈曲。

2.根据权利要求1所述的多层自防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，所述紧固件为高强螺栓。

3.根据权利要求2所述的多层自防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，高强螺栓的螺栓孔为相反斜向槽重合处的孔洞。

4.根据权利要求2所述的多层自防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，所述高强螺栓与钢板之间还设置有垫片。

5.根据权利要求4所述的多层自防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，所述垫片为聚四氟乙烯垫片。

6.根据权利要求1所述的多层自防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，所述钢板的层数为大于1的奇数层。

7.根据权利要求6所述的多层自防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，所述墙体中，自中央层钢板算起，位于偶数层的钢板的厚度之和等于奇数层钢板厚度之和，且关于中间层对称位置的钢板厚度相同。

8.根据权利要求1所述的多层自防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，所述减摩层为聚四氟乙烯材质。