CN106639053A - 点阵钢管防屈曲耗能钢板剪力墙 - Google Patents

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Abstract

点阵钢管防屈曲耗能钢板剪力墙，包括钢柱、钢梁、钢板、矩形钢管、高强螺栓、垫片、两端带法兰圆形钢管、螺母和小螺栓；所述的钢柱和钢梁均采用H型钢；所述的钢柱包括钢柱翼缘和钢柱腹板；所述的钢梁包括钢梁翼缘和钢梁腹板；所述的钢板左右两端与钢柱翼缘焊接相连，前后两端与钢梁翼缘焊接相连；所述的两个钢板之间设置多根矩形钢管；所述的矩形钢管的上下两端与钢梁翼缘焊接相连接或通过螺栓连接；所述的矩形钢管包括钢管窄板和钢管宽板；所述的矩形钢管的两个矩形钢管窄板与钢板通过高强螺栓相连接。本发明制作安装相对简单，便于批量生产和现场拼装，可用于装配式结构的抗震耗能。

Description

点阵钢管防屈曲耗能钢板剪力墙
技术领域
本发明属于建筑技术领域，特别是涉及一种点阵钢管防屈曲耗能钢板剪力墙。
背景技术
地震灾害具有突发性和毁灭性，严重威胁着人类生命、财产的安全。世界上每年发生破坏性地震近千次，一次大地震可引起上千亿美元的经济损失，导致几十万人死亡或严重伤残。我国地处世界上两个最活跃的地震带上，是遭受地震灾害最严重的国家之一，地震造成的人员伤亡居世界首位，经济损失也十分巨大。地震中建筑物的大量破坏与倒塌，是造成地震灾害的直接原因。地震发生时，地面振动引起结构的地震反应。对于基础固接于地面的建筑结构物，其反应沿着高度从下到上逐层放大。由于结构物某部位的地震反应 ( 加速度、速度或位移 ) 过大，使主体承重结构严重破坏甚至倒塌；或虽然主体结构未破坏，但建筑饰面、装修或其它非结构配件等毁坏而导致严重损失；或室内昂贵仪器、设备破坏导致严重的损失或次生灾害。为了避免上述灾害的发生，人们必须对结构体系的地震反应进行控制，并消除结构体系的“放大器”作用。
钢板剪力墙结构是 20 世纪 70 年代发展起来的一种新型抗侧力结构体系。钢板剪力墙由内嵌钢板、竖向边缘构件（柱）、水平边缘构件（梁）构成，其整体受力性能类似于底端嵌固的竖向悬臂梁，其中竖向边缘构件相当于梁翼缘，内嵌钢板相当于梁腹板，水平边缘构件则可以近似等效于横向加劲肋。内嵌钢板可采用无加劲肋和有加劲肋的构造形式。无加劲肋的钢板剪力墙在强震作用下能充分利用钢板的屈曲后强度，并具有很好的延性和耗能能力。加劲的钢板剪力墙则能够限制钢板的平面外屈曲，从而提高结构的屈曲承载力，有助于增强结构在风及小震作用下的抗侧移刚度并方便施工。与传统的钢框架或钢框架加混凝土剪力墙结构体系相比，钢板剪力墙结构具有厚度薄、自重轻、建造速度快和延性好等优点。已有的研究成果和工程实例表明，钢板剪力墙是一种非常具有发展潜力的抗侧力结构体系，尤其适用于高烈度地震设防区的高层建筑及抗震加固。在过去的几十年中，各国学者对这种结构进行了许多试验与理论方面的研究。这些研究都得到了共同的结论：这种结构弹性初始刚度高、位移延性系数大、滞回性能稳定。
发明内容
目前一些防屈曲耗能钢板墙容易产生屈曲，还有一些防屈曲耗能钢板墙的塑性分布比较集中，不利于耗能，且大多自重大施工复杂，为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种点阵钢管防屈曲耗能钢板剪力墙。
点阵钢管防屈曲耗能钢板剪力墙，包括钢柱、钢梁、钢板、矩形钢管、高强螺栓、垫片、两端带法兰圆形钢管、螺母和小螺栓；所述的钢柱、钢梁和钢板组合围成矩形空心墙体；所述的钢柱和钢梁均采用H型钢，两根钢柱和两根钢梁围成的矩形空心墙体内设置两个平行的钢板；所述的钢柱包括钢柱翼缘和钢柱腹板；所述的钢梁包括钢梁翼缘和钢梁腹板；所述的钢板左右两端与钢柱翼缘焊接相连，前后两端与钢梁翼缘焊接相连；所述的两个钢板之间的距离为钢梁翼缘宽度的1/3~1/2，对钢板剪力墙性能考虑可适当调整厚度，且均以钢柱腹板和钢梁腹板所在平面对称；所述的两个钢板之间设置多根矩形钢管，矩形钢管与钢柱平行，矩形钢管均匀设置；所述的矩形钢管的上下两端与钢梁翼缘焊接相连接或通过螺栓连接；所述的矩形钢管包括钢管窄板和钢管宽板；所述的矩形钢管的两个矩形钢管窄板与钢板通过高强螺栓相连接，高强螺栓末端用螺母加固，高强螺栓竖向一排或多排，每排竖向均匀分布；所述的钢柱和矩形钢管之间以及每两个矩形钢管之间，竖向分别设置一排或多排两端带法兰圆形钢管；所述的垫片分别设置在两端带法兰圆形钢管的上下两端；所述的两端带法兰圆形钢管上下两端与钢板分别通过小螺栓相连接。
所述的两端带法兰圆形钢管靠近墙体两端的数量设置稀疏，越靠近墙体中心处设置越密的方式均匀布置，横向放置的两端带法兰圆形钢管分散了塑性分布并加强了钢板防屈曲的能力。
本发明与现有技术相比有益效果是：
1.改善了钢板剪力墙的抗震性能，实现了钢板剪力墙和耗能器合二为一，可广泛用于钢结构的抗震耗能；
2.利用钢管协助耗能使墙体自重减小，设计为空心墙不但使墙体外观相对美观，由于墙体厚度的设定可在H型钢梁翼缘宽度范围内调节，一定程度上解决了工程中常用的钢板墙高厚比变化范围的研究广度不足；
3.横向放置的圆钢管分散了塑性分布并加强了钢板防屈曲的能力，增强屈曲性能，提高墙板的延性，与钢框架延性更加匹配；
4.制作安装相对简单，便于批量生产和现场拼装，可用于装配式结构的抗震耗能；
5.具有地震作用下承载能力高、抗侧刚度大、耗能能力强等一系列优秀特性，是一种优越的抗震构件。
附图说明
下面结合附图对本发明中的点阵钢管防屈曲耗能钢板剪力墙作进一步说明：
图1为本发明点阵钢管防屈曲耗能钢板剪力墙的结构示意图；
图2为图1的A-A剖面示意图；
图3为图1的B-B剖面示意图；
图4为图1的C-C剖面示意图；
图中，1为钢柱；1-1为钢柱翼缘；1-2为钢柱腹板；2为钢梁；2-1为钢梁翼缘；2-2为钢梁腹板；3为钢板；4为矩形钢管；4-1为钢管窄板；4-2为钢管宽板；5为高强螺栓；6为垫片；7为两端带法兰圆形钢管；8为螺母；9为小螺栓。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述：
点阵钢管防屈曲耗能钢板剪力墙，钢柱1、钢梁2和钢板3组合围成矩形空心墙体；钢柱1和钢梁2均采用H型钢，两根钢柱1和两根钢梁2围成的矩形空心墙体内设置两个平行的钢板3；钢板3左右两端与钢柱翼缘1-1焊接相连，前后两端与钢梁翼缘2-1焊接相连；两个钢板3之间的距离为钢梁翼缘2-1宽度的1/3~1/2，且均以钢柱腹板1-2和钢梁腹板2-2所在平面对称；两个钢板3之间设置多根矩形钢管4，矩形钢管4与钢柱1平行，矩形钢管4均匀设置；矩形钢管4的上下两端与钢梁翼缘2-1焊接相连接或通过螺栓连接；矩形钢管4的两个矩形钢管窄板4-1与钢板3通过高强螺栓5相连接，高强螺栓5末端用螺母8加固，高强螺栓5竖向一排或多排，每排竖向均匀分布；钢柱1和矩形钢管4之间以及每两个矩形钢管4之间，竖向分别设置一排或多排两端带法兰圆形钢管7；垫片6分别设置在两端带法兰圆形钢管7的上下两端；两端带法兰圆形钢管7上下两端与钢板3分别通过小螺栓9相连接；两端带法兰圆形钢管7靠近墙体两端的数量设置稀疏，越靠近墙体中心处设置越密的方式均匀布置。

Claims (2)

1.点阵钢管防屈曲耗能钢板剪力墙，包括钢柱（1）、钢梁（2）、钢板（3）、矩形钢管（4）、高强螺栓（5）、垫片（6）、两端带法兰圆形钢管（7）、螺母（8）和小螺栓（9）；其特征在于：所述的钢柱（1）、钢梁（2）和钢板（3）组合围成矩形空心墙体；所述的钢柱（1）和钢梁（2）均采用H型钢，两根钢柱（1）和两根钢梁（2）围成的矩形空心墙体内设置两个平行的钢板（3）；所述的钢柱（1）包括钢柱翼缘（1-1）和钢柱腹板（1-2）；所述的钢梁（2）包括钢梁翼缘（2-1）和钢梁腹板（2-2）；所述的钢板（3）左右两端与钢柱翼缘（1-1）焊接相连，前后两端与钢梁翼缘（2-1）焊接相连；所述的两个钢板（3）之间的距离为钢梁翼缘（2-1）宽度的1/3~1/2，且均以钢柱腹板（1-2）和钢梁腹板（2-2）所在平面对称；所述的两个钢板（3）之间设置多根矩形钢管（4），矩形钢管（4）与钢柱（1）平行，矩形钢管（4）均匀设置；所述的矩形钢管（4）的上下两端与钢梁翼缘（2-1）焊接相连接或通过螺栓连接；所述的矩形钢管（4）包括钢管窄板（4-1）和钢管宽板（4-2）；所述的矩形钢管（4）的两个矩形钢管窄板（4-1）与钢板（3）通过高强螺栓（5）相连接，高强螺栓（5）末端用螺母（8）加固，高强螺栓（5）竖向一排或多排，每排竖向均匀分布；所述的钢柱（1）和矩形钢管（4）之间以及每两个矩形钢管（4）之间，竖向分别设置一排或多排两端带法兰圆形钢管（7）；所述的垫片（6）分别设置在两端带法兰圆形钢管（7）的上下两端；所述的两端带法兰圆形钢管（7）上下两端与钢板（3）分别通过小螺栓（9）相连接。
2.根据权利要求1所述的.点阵钢管防屈曲耗能钢板剪力墙，其特征在于：所述的两端带法兰圆形钢管（7）靠近墙体两端的数量设置稀疏，越靠近墙体中心处设置越密的方式均匀布置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116497982A (zh) * 2023-06-26 2023-07-28 北京工业大学 一种带防火装饰板的桁架约束钢板剪力墙体系

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