CN108867939B - 一种防屈曲钢板剪力墙 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防屈曲钢板剪力墙，包括：框架柱、盖板和内嵌钢板；盖板选自再生混凝土盖板、轻质混凝土盖板或高密度竹板；盖板固定在内嵌钢板的两侧；内嵌钢板的四个角部与框架柱的四个内角部固定连接；内嵌钢板至少一条边设置有开口，使得内嵌钢板与框架柱存在缝隙。该防屈曲钢板剪力墙降能够降低内嵌钢板拉力带完全发挥所需框架柱最小刚度，开口的设置不仅可以减少钢材和盖板的使用量，降低自重，提高结构空间的利用率，该防屈曲钢板剪力墙还可以有效提高原建筑的使用周期，解决了现有的防屈曲钢板剪力墙的框架柱需要较大的横截面达到足够的刚度来保障钢板拉力带完全形成，使得建筑材料成本增加，建筑使用空间减小的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及装配式建筑技术领域，尤其涉及一种防屈曲钢板剪力墙。
背景技术
装配式建筑是用预制部品部件在工地装配而成的建筑，主要包括装配式混凝土结构建筑、钢结构建筑、现代木结构建筑等。装配式建筑采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理和智能化应用，把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，是现代工业化生产方式。
钢结构具有结构自重轻、工业化程度高、可回收利用、绿色节能和良好抗震性能等优点，是天然的装配建筑材料。近年，钢板剪力墙作为优异的抗侧构件已开始应用于实际工程项目。钢板剪力墙钢板在水平荷载作用下易发生面外屈曲，为了抑制钢板面外位移，出现了防屈曲钢板剪力墙，其主要特点是，内嵌钢板的四边均与框架连接，混凝土盖板四周与框架柱间留有空隙，混凝土盖板不参与抵抗结构的水平和竖向荷载，仅提供面外约束刚度，抑制钢板发生面外变形。由于混凝土盖板与内嵌钢板之间缝隙的存在，内嵌钢板易发生高阶屈曲，形成拉力带。因而，框架柱需要足够刚度保障钢板拉力带完全形成，这就要求框架柱具有较大的横截面，进而增加建筑材料成本，减小建筑使用空间。
发明内容
本发明提供了一种防屈曲钢板剪力墙，解决了现有的防屈曲钢板剪力墙的框架柱需要较大的横截面达到足够的刚度来保障钢板拉力带完全形成，使得建筑材料成本增加，建筑使用空间减小的技术问题。
其具体技术方案如下：
本发明提供了一种防屈曲钢板剪力墙，包括：框架柱、盖板和内嵌钢板；
所述盖板选自再生混凝土盖板、轻质混凝土盖板或高密度竹板；
所述盖板固定在所述内嵌钢板的两侧；
所述内嵌钢板的四个角部与所述框架柱的四个内角部固定连接；
所述内嵌钢板至少一条边设置有开口，使得所述内嵌钢板与所述框架柱存在缝隙。
优选地，所述开口的形状为矩形或弧形。
优选地，所述内嵌钢板4条边均设置有所述开口。
优选地，所述内嵌钢板的四个角部与所述框架柱的四个内角部焊接。
优选地，还包括：第一角钢；
所述内嵌钢板的四个角部和所述框架柱的四个内角部分别与所述第一角钢螺纹连接，固定所述内嵌钢板与所述框架柱。
优选地，还包括：加强板和第二角钢；
所述加强板固定在所述内嵌钢板与所述框架柱四个连接角部，且位于所述盖板的四个角部与所述框架柱的四个内角部之间的空隙处；
所述加强板与所述内嵌钢板的四个角部固定连接；
所述加强板和所述框架柱的四个内角部分别与所述第二角钢螺纹连接，固定所述内嵌钢板与所述框架柱。
优选地，所述开口的数量为4个。
优选地，所述开口的形状为半开口圆弧形。
优选地，所述加强板与所述内嵌钢板的四个角部螺纹连接。
优选地，所述内嵌钢板选自钢板或结构式组合钢板。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供的防屈曲钢板剪力墙中，内嵌钢板只有四个角部与框架柱的四个内角部固定连接，内嵌钢板至少一条边设置有开口，内嵌钢板与框架柱存在缝隙，使得内嵌钢板的边与框架柱未连接部位对框架柱结构性能影响较小，从而降低内嵌钢板拉力带完全发挥所需框架柱最小刚度，因而不需要增大框架柱的横截面来保障钢板拉力带完全形成，从而不需要增加建筑材料成本，减小建筑使用空间。开口的设置，不仅可以减少钢材和盖板的使用量，降低自重，而且建筑设备管道可从开口处贯穿布置，提高结构空间的利用率。该防屈曲钢板剪力墙还可以应用于老旧建筑结构加固改造，能有效提高原建筑的使用周期。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种防屈曲钢板剪力墙的爆炸图；
图2为本发明实施例提供的一种防屈曲钢板剪力墙的平面图；
图3为本发明实施例提供的一种防屈曲钢板剪力墙的俯视图；
其中，附图标记如下：
1、框架柱；2、内嵌钢板；3、盖板；4、加强板；5、第一角钢。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种防屈曲钢板剪力墙，用于解决现有的防屈曲钢板剪力墙的框架柱需要较大的横截面达到足够的刚度来保障钢板拉力带完全形成，使得建筑材料成本增加，建筑使用空间减小的技术问题
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种防屈曲钢板剪力墙的爆炸图。
请参阅图2，本发明实施例提供的一种防屈曲钢板剪力墙的平面图。
请参阅图3，本发明实施例提供的一种防屈曲钢板剪力墙的俯视图。
本发明实施例提供的一种防屈曲钢板剪力墙实施例包括：框架柱1、盖板3和内嵌钢板2。
需要说明的是，防屈曲钢板剪力墙中框架柱1、盖板3和内嵌钢板2均为现有技术，此处不做赘述。
盖板3选自再生混凝土盖板、轻质混凝土盖板或高密度竹板。
本发明实施例中，盖板3为混凝土盖板3。
盖板3固定在内嵌钢板2的两侧。
如图1所示，盖板3与内嵌钢板2螺纹连接，使得盖板3与内嵌钢板2贴合紧密。
本发明实施例中，盖板3的形状呈“X”型，此处对盖板3的形状不做具体限定。
盖板3不与框架柱1接触，从而不参与抵抗由框架柱1传递的水平和竖向荷载，只提供面外约束刚度，抑制内嵌钢板2面外屈曲。
内嵌钢板2的四个角部与框架柱1的四个内角部固定连接。
内嵌钢板2至少一条边设置有开口，使得内嵌钢板2与框架柱1存在缝隙。
需要说明的是，开口可以在整个防屈曲钢板剪力墙各结构固定好后，进行切除。
内嵌钢板2的边与框架柱1未连接部位对框架柱1结构性能影响较小，从而降低内嵌钢板2拉力带完全发挥所需框架柱1最小刚度，开口的设置，不仅可以减少钢材和盖板3的使用量，降低自重，而且建筑设备管道可从开口处贯穿布置，提高结构空间的利用率。该防屈曲钢板剪力墙还可以应用于老旧建筑结构加固改造，能有效提高原建筑的使用周期。
以上是本发明提供的一种防屈曲钢板剪力墙的一个实施例进行详细地描述，以下将对本发明提供的一种防屈曲钢板剪力墙的另一个实施例进行详细地描述。
本发明实施例提供的一种防屈曲钢板剪力墙实施例中，开口的形状为矩形或弧形。
进一步地，开口的形状可以为矩形或弧形，还可以为不规则形状，此处对开口的形状不做具体限定。
本发明实施例中，开口的形状为半开口圆弧形，该开口与盖板3四边的开口相同。
进一步地，本发明实施例中，内嵌钢板2的4条边均设置有开口，使得内嵌钢板2与框架柱1接触面积减小，进一步降低确保钢板拉力带完全发挥所需框架柱1最小刚度。
进一步地，开口的数量为4个。
如图1所示，本发明实施例中，内嵌钢板2四个边各一个开口，且各开口均为相同的半开口圆弧形，呈“X”型，除了内嵌钢板2的四个角部以外，盖板3与内嵌钢板2完全重合，使得本发明实施例提供的防屈曲钢板剪力墙呈交叉型。开口在内嵌钢板2上均匀分布，且大小相同，使得该防屈曲钢板剪力墙的力分布均匀，结构更加稳固。
进一步地，内嵌钢板2的四个角部与框架柱1的四个内角部可以为焊接。
进一步地，防屈曲钢板剪力墙还包括：第一角钢5。
内嵌钢板2的四个角部和框架柱1的四个内角部分别与所述第一角钢5螺纹连接，固定内嵌钢板2与框架柱1。
由于焊接的工作量大，且容易破坏框架柱1和内嵌钢板2，因此，利用连接件第一角钢5将内嵌钢板2和框架柱1通过螺纹连接进行固定，螺纹连接一方面避免焊接工艺的不足，另一方面本发明实施例的防屈曲钢板剪力墙可作为装配式单元，所有构件均可工厂预制现场采用螺栓连接，现场组装装配形成装配式抗侧力体系，标准化和工业化程度高，将大幅提高施工效率，降低建筑成本。此外，在遭遇灾害后，损坏的构件也易于更换或维修。
进一步地，防屈曲钢板剪力墙还包括：加强板4和第二角钢。
加强板4固定在内嵌钢板2与框架柱1四个连接角部，且位于盖板3的四个角部与框架柱1的四个内角部之间的空隙处。
加强板4与内嵌钢板2的四个角部固定连接。
内嵌钢板2四个角部可以直接与框架柱1四个内角部通过第一角钢5螺纹连接固定内嵌钢板2与框架柱1，还可以通过加强板4和框架柱1的四个内角部与第二角钢螺纹连接固定内嵌钢板2与框架柱1。
第一角钢5和第二角钢相同。
需要说明的是，内嵌钢板2的四个角部位若只通过角钢与框架柱1的内角部螺纹连接，内嵌钢板2螺栓孔易被螺栓杆挤压受剪破坏，为了增强连接强度，确保在内嵌钢板2屈服之前连接处不出现破坏，在内嵌钢板2的四个连接角部两侧需均设置加强板4。
如图1所示，加强板4的数量为8个。
此处对加强板4的形状不做具体限定，具体形状可以根据盖板3的四个角部与框架柱1的四个内角部的空隙的形状进行调整。
本发明实施例中，加强板4呈三角形，三角形加强板4与盖板3的四个角部与框架柱1的四个内角部的空隙完全匹配，使得整个防屈曲钢板剪力墙更加稳固。
进一步地，加强板4与内嵌钢板2的四个角部螺纹连接。
螺纹连接一方面固定了加强板4与内嵌钢板2的四个角部，另一方面方便拆卸与更换。
本发明实施例中，加强板4固定在内嵌钢板2表面，加强板4通过第一角钢5与框架柱1的四个内角部螺纹连接。
进一步地，内嵌钢板2选自钢板或结构式组合钢板。
本发明实施例中，内嵌钢板2为钢板。
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 (9)
1.一种防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，包括：框架柱、盖板、内嵌钢板、加强板和第二角钢；
所述盖板选自再生混凝土盖板、轻质混凝土盖板或高密度竹板；
所述盖板固定在所述内嵌钢板的两侧；
所述盖板不覆盖所述内嵌钢板的角部，且所述盖板与所述内嵌钢板角部之外的其余部分重合；
所述内嵌钢板的四个角部与所述框架柱的四个内角部固定连接；
所述内嵌钢板至少一条边设置有开口，使得所述内嵌钢板与所述框架柱存在缝隙；
所述加强板固定在所述内嵌钢板与所述框架柱四个连接角部，且位于所述盖板的四个角部与所述框架柱的四个内角部之间的空隙处；
所述加强板与所述内嵌钢板的四个角部固定连接；
所述加强板和所述框架柱的四个内角部分别与所述第二角钢螺纹连接，固定所述内嵌钢板与所述框架柱；
所述加强板与所述盖板的四个角部与所述框架柱的四个内角部之间的空隙匹配。
2.根据权利要求1所述的防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，所述开口的形状为矩形或弧形。
3.根据权利要求1或2所述的防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，所述内嵌钢板4条边均设置有所述开口。
4.根据权利要求1所述的防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，所述内嵌钢板的四个角部与所述框架柱的四个内角部焊接。
5.根据权利要求1所述的防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，还包括：第一角钢；
所述内嵌钢板的四个角部和所述框架柱的四个内角部分别与所述第一角钢螺纹连接，固定所述内嵌钢板与所述框架柱。
6.根据权利要求3所述的防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，所述开口的数量为4个。
7.根据权利要求6所述的防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，所述开口的形状为半开口圆弧形。
8.根据权利要求1所述的防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，所述加强板与所述内嵌钢板的四个角部螺纹连接。
9.根据权利要求1所述的防屈曲钢板剪力墙，其特征在于，所述内嵌钢板选自钢板或结构式组合钢板。
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