CN106958307B - 预张应力薄钢板剪力墙及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预张应力薄钢板剪力墙及其制造方法。包括薄钢板、钢边框、楔形口和钢楔子，薄钢板两侧表面上的靠近边缘均固定有钢边框，相邻的钢边框之间开有楔形口，楔形口中设置钢楔子；制作薄钢板和钢边框，在薄钢板的两侧表面的四边靠近边缘处均固定焊接钢边框，相邻两条钢边框之间留有楔形口的间隙，用张拉设备将四边的四个钢边框分别沿垂直于各自边的方向向外张拉，张拉过程中将钢楔子塞入楔形口中，并在钢楔子和钢边框之间的接触处相焊接牢固，最后释放张拉设备，制成薄钢板。本发明在保证剪力墙的强度要求下能同时实现薄钢板厚度的大大减小，最薄能达到3mm，解决了现有技术中材料浪费的问题，并且保持良好平整度，不产生大平面外变形。

Description

预张应力薄钢板剪力墙及其制造方法

技术领域

本发明涉及了一种预张应力薄钢板剪力墙及其制造方法，属于结构工程技术领域。可以广泛应用于各类钢结构建筑，尤其是钢结构住宅之中。

背景技术

多高层钢结构中，抗侧力体系包括混凝土剪力墙、钢支撑和钢板剪力墙等。混凝土剪力墙需要现场施工；钢支撑虽然效率很高，但填充墙体做法麻烦，而且容易引起墙体开裂；钢板剪力墙与支撑相比，能提供更好的刚度，同时减薄墙体，简化围护墙体做法。但是，由于钢板剪力墙的构造要求以及制作技术限制，钢板厚度一般较厚，用钢量大，不经济。

国家目前在大力推广建筑工业化以及住宅产业化，钢结构是较好的绿色建筑产品，抗震性能极其优越。怎样将钢板剪力墙用于钢结构建筑以及钢结构住宅体系中，在满足住宅建筑的功能需求的同时，减薄钢板的厚度，提高钢板剪力墙的应用效率，是一项非常重要且有意义的工作。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提出了一种预张应力薄钢板剪力墙及其制造方法。

本发明采用的技术方案如下：

一、一种预张应力薄钢板剪力墙：

包括薄钢板、钢边框、楔形口和钢楔子，薄钢板两侧表面上的靠近边缘均固定有钢边框，相邻的钢边框之间开有楔形口，楔形口中设置钢楔子。

所述薄钢板每一表面在四周每条边的靠近边缘处均固定焊接有一钢边框，使得四条钢边框分别对应四条边，相邻两条钢边框之间留有楔形口的间隙，楔形口的大端朝向薄钢板的中心，楔形口的小端远离薄钢板的中心。

所述的钢边框采用C型钢板，C型钢板的开口端焊接到薄钢板表面。

在所述薄钢板张拉后，所述钢楔子两侧均与钢边框焊接，使得钢楔子和钢边框形成张拉应力，使得所述剪力墙不失稳。

所述薄钢板最小厚度达到3mm。

所述薄钢板两侧表面的钢边框、楔形口和钢楔子布置相对称。

二、一种预张应力薄钢板剪力墙的制造方法：

首先，制作厚度低于8mm的薄钢板，并采用钢板通过冷弯工艺制成C型钢板结构的钢边框；

然后，在薄钢板的两侧表面的四边靠近边缘处均固定焊接钢边框，四条钢边框分别对应四条边，相邻两条钢边框之间留有楔形口的间隙；

接着，用张拉设备将四边的四个钢边框分别沿垂直于各自边的方向向外张拉，为钢板施加预张应力，张拉过程中将钢楔子塞入楔形口中，并在钢楔子和钢边框之间的接触处相焊接牢固；

最后，释放张拉设备，最终形成预张应力的薄钢板剪力墙。

所述的楔形口和钢楔子的大端均朝向薄钢板的中心，楔形口和钢楔子的小端均远离薄钢板的中心，张拉前所述楔形口的尺寸小于钢楔子尺寸。

三、本发明的预张应力薄钢板剪力墙在建筑结构中的应用。

本发明的技术原理和有益效果体现在：

(1)薄钢板可大大节省组合钢板剪力墙的用钢量(至少能够节省70％的钢用量)，在保证强度的情况下节约成本；

(2)钢板内预张应力可保证钢板在后期操作中(如焊接、吊装、外部防护喷涂)保持较好的平整度，不产生较大平面外变形。

(3)薄钢板内施加预张应力，保证后期焊接、吊装、浇筑时的平面稳定，同时用于支撑的钢边框可在后期作为钢板剪力墙的加劲肋，同时也不造成材料浪费；

(4)此发明构造易于实现工业化，可提高生产率，节约人力成本，质量更加稳定有保障，同时响应国家建筑工业化的号召。

综合来说，现有剪力墙的钢板厚度均在12mm以上，本发明虽然结构设计简单，但其设计构思不简单，通过本发明结构在保证剪力墙的强度要求下能同时实现薄钢板厚度的大大减小，能达到3mm，解决了现有技术中材料浪费的问题，并且保持良好平整度，不产生大平面外变形。

附图说明

图1是薄钢板的四周焊接钢边框平面示意图；

图2是薄钢板的四周焊接钢边框侧立面示意图；

图3是用设备将钢边框向四周张拉示意图；

图4是在相邻两个钢边框的间隙内填入钢楔子的示意图

图5是钢楔子平面图。

图中：1、薄钢板；2、钢边框；3、楔形口；4、钢楔子。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明具体实施包括薄钢板1、钢边框2、楔形口3和钢楔子4，薄钢板1两侧表面上的靠近边缘均固定有钢边框2，相邻的钢边框2之间开有楔形口3，楔形口3中设置钢楔子4。

薄钢板1每一表面在四周每条边的靠近边缘处均固定焊接有一钢边框2，使得四条钢边框2分别对应四条边并围成方框，相邻两条钢边框2之间留有楔形口3的间隙，楔形口3的大端朝向薄钢板1的中心，楔形口3的小端远离薄钢板1的中心。

如图2所示，钢边框2采用C型钢板，C型钢板的开口端焊接到薄钢板1表面。并且薄钢板1两侧表面的钢边框2、楔形口3和钢楔子4布置相对称。

如图5所示，钢楔子4形状和楔形口3形状相吻合，大端朝向薄钢板1的中心，小端远离薄钢板1的中心。

本发明的实施制作过程是：

首先，制作厚度低于8mm的薄钢板，并采用钢板通过冷弯工艺制成C型钢板结构的钢边框2；

然后，在薄钢板的两侧表面的四边靠近边缘处均固定焊接钢边框2，四条钢边框2分别对应四条边并相围成方形，方形四角的相邻两条钢边框2之间留有楔形口3的间隙；

接着，如图3所示，用张拉设备将四边的四个钢边框2分别沿垂直于各自边的方向向外张拉，为钢板施加预张应力。

如图4所示，张拉过程中将钢楔子4塞入楔形口3中，并在钢楔子4和钢边框2之间的接触处相焊接牢固；张拉前楔形口3的尺寸小于钢楔子4尺寸

最后，释放张拉设备后钢楔子4被塞紧在楔形口3中，使钢板内保留预先施加的预张应力，最终制作成预张应力的薄钢板剪力墙1。最终形的剪力墙由于有张拉应力，因此很难失稳。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (7)

1.一种预张应力薄钢板剪力墙，其特征在于：包括薄钢板（1）、钢边框（2）、楔形口（3）和钢楔子（4），薄钢板（1）两侧表面上的靠近边缘均固定有钢边框（2），相邻的钢边框（2）之间开有楔形口（3），楔形口（3）中设置钢楔子（4）；在所述薄钢板（1）张拉后，所述钢楔子（4）两侧均与钢边框（2）焊接，使得钢楔子（4）和钢边框（2）形成张拉应力，使得所述剪力墙不失稳。

2.根据权利要求1所述的一种预张应力薄钢板剪力墙，其特征在于：所述薄钢板（1）每一表面在四周每条边的靠近边缘处均固定焊接有一钢边框（2），使得四条钢边框（2）分别对应四条边，相邻两条钢边框（2）之间留有楔形口（3）的间隙，楔形口（3）的大端朝向薄钢板（1）的中心，楔形口（3）的小端远离薄钢板（1）的中心。

3.根据权利要求1所述的一种预张应力薄钢板剪力墙，其特征在于：所述的钢边框（2）采用C型钢板，C型钢板的开口端焊接到薄钢板（1）表面。

4.根据权利要求1所述的一种预张应力薄钢板剪力墙，其特征在于：所述薄钢板（1）最小厚度达到3mm。

5.实施于权利要求1-4任一所述的一种预张应力薄钢板剪力墙的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

首先，制作厚度低于8mm的薄钢板，并采用钢板通过冷弯工艺制成C型钢板结构的钢边框（2）；

然后，在薄钢板的两侧表面的四边靠近边缘处均固定焊接钢边框（2），四条钢边框（2）分别对应四条边，相邻两条钢边框（2）之间留有楔形口（3）的间隙；

接着，用张拉设备将四边的四个钢边框（2）分别沿垂直于各自边的方向向外张拉，为钢板施加预张应力，张拉过程中将钢楔子（4）塞入楔形口（3）中，并在钢楔子（4）和钢边框（2）之间的接触处相焊接牢固；

最后，释放张拉设备，形成预张应力的薄钢板剪力墙。

6.根据权利要求5所述的一种预张应力薄钢板剪力墙的制造方法，其特征在于：所述的楔形口（3）和钢楔子（4）的大端均朝向薄钢板（1）的中心，楔形口（3）和钢楔子（4）的小端均远离薄钢板（1）的中心，张拉前所述楔形口（3）的尺寸小于钢楔子（4）尺寸。

7.权利要求1-4任一所述的一种预张应力薄钢板剪力墙的应用，其特征在于：所述剪力墙在建筑结构中的应用。

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