CN108894363A - 矩管波纹钢板剪力墙及其构件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了矩管波纹钢板剪力墙及其构件，包括有若干冷弯方钢管、H型钢构成的钢框架，钢框架中设置有波纹钢板，波纹钢板的凹槽中填充轻质墙体材料。横截面为矩形的方钢管中浇筑混凝土构成的边缘柱、H型钢梁和与方钢管等宽的梯形波纹钢板墙片组成剪力墙结构，可作为装配式钢结构建筑的一种抗侧力结构体系，波纹钢板的凹槽中填充轻质墙体材料，形成完整的钢板剪力墙构件。矩管混凝土的波纹钢板剪力墙构件的剪切屈曲承载力高，波纹钢板剪力墙片采用薄钢板，延性好，波纹钢板剪力墙屈曲变形引发的噪声较小，使用舒适性较好，波纹钢板的凹槽中填充轻质墙体材料，形成完整的钢板剪力墙构件，方便整体安装且便于二次装修。

Description

矩管波纹钢板剪力墙及其构件

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，特别涉及矩管波纹钢板剪力墙及其构件。

背景技术

钢板剪力墙结构是一种应用于多层或高层建筑的抗侧力结构体系，它由内嵌钢板、竖向边缘构件（柱）和水平边缘构件（梁）构成。

传统的平钢板墙一般作为高层结构抗侧力构件，采用中厚钢板或配置加劲，造价较为昂贵。虽然采用非加劲的薄钢板墙可以降低成本，具有更好的经济效益，但其屈曲荷载很低，主要依靠钢板屈曲后的拉力带抵抗侧向力；而屈曲后的拉力带会对边缘构件造成不利作用，还会导致钢板墙的滞回曲线变得显著捏拢，不利于稳定的耗能特性。并且，实际工程经验表明，薄钢板剪力墙在反复荷载下频繁的反向鼓曲也会造成巨大噪音，特别是较大风载作用时，严重影响使用舒适性，不利于工程推广。

为此，现有技术提供波纹钢板剪力墙，用于兼顾经济性能和舒适性，避免风噪过大。但现有技术提供的钢板剪力墙多采用H型钢柱为边缘柱，H型钢自身的限制使得钢构件不便扩展，无法根据具体施工得到对应不同的结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：如何提供矩管波纹钢板剪力墙及其构件，可以根据不同施工要求构建不同结构，构成一个整体，提高整体抗震性能和承载能力，增加施工便利性，利于建筑工业化和装配式建筑的发展。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案。

矩管波纹钢板剪力墙构件，包括钢框架以及置于钢框架中的波纹钢板，所述钢框架包括竖向平行正对设置的至少两个方钢管，以及水平固定设置在任意相邻两个方钢管正对的两侧面间且位于两个方钢管长度方向两端的H型钢，H型钢的腹板竖向设置，所述方钢管的横截面的长度为150mm-200mm，宽度为150mm-200mm。

这样，方钢管可以为多个，用于组合出不同的形状。例如L字形，这样L字形的钢构件作为一个整体适用于相互垂直的两侧壁上。钢构件作为一个整体使用在不同的墙壁上，其承载能力更好，且作为整体有更好的抗震能力。方钢管中空腔室用填充混凝土，矩管混凝土的剪切屈曲承载力高，矩管结构相对于H型钢其界面闭合，其作为边框使得整个钢构件的稳定性更好。若采用H型钢作为边缘柱，以L形结构为例，在L形的铰接点出需要设置两个腹板相互垂直的H型钢作为边缘钢柱，两个H型钢的之间需要大量的焊接，施工量大，不易对正，且连接后的结构强度也不易保证。其中尺寸的限制主要是根据实用需求而定，该钢构件多用于建筑的低层，上述尺寸使得钢构件可以整体埋与墙壁中，不会外凸且具有足够结构强度，可更好的参与墙体的构件。

作为优选，波纹钢板与钢框架通过焊接固定，波纹钢板的波形沿竖向设置，波纹钢板的波高与方钢管沿垂直H型钢腹板的方向的宽度相等，波纹钢板沿水平方向的两侧边焊接在相邻两个方钢管正对的两侧面上，波纹钢板的上端与位于相邻两个方钢管上端的H型钢的腹板对齐并焊接固定于位于上方的H型钢的下侧翼缘板的外表面上，波纹钢板的下端与位于相邻两个方钢管下方的H型钢的腹板对齐并焊接固定于位于下方的H型钢的上侧翼缘板的上表面上。

这样，该设置方式使得波纹板受到的力直接传输作用到方钢管以及H型钢，钢框架与墙体连接，受载能力好，确保波纹钢板能承受较大风载。该结构整体受力，更加稳固。

作为优选，波纹钢板的波形为等腰梯形，波纹钢板的折弯角度为45度，波纹钢板的波长为方钢管宽度的两倍。

这样，该设置方式使得波纹钢板两侧的抗拉压的能力相同。使用时不用区分内外侧。其次两侧的抗拉压性能相同，这样在使用时，从整体上减小该钢构件的薄弱只处，整体提高其性能。

作为优选，波纹钢板由薄钢板曲折制成。

这样，薄的波纹钢板延展性能较好，能更好的承受风载。薄钢板能实现钢结构整体减重，降低成本。

作为优选，波纹钢板的凹槽中填充轻质材料，轻质材料为加气混凝土块体或石膏基块体。

这样，方便整体安装且便于二次装修，利于建筑工业化和装配式施工。

作为优选，方钢管的数量为三，构成L字型，方钢管设置在L字型的三个端点上。

这样，上述方式公布了一种构件的具体结构，三个方钢管之间位于L字形的端点上，任意两方钢管之间设置有波纹钢板。

作为优选，方钢管的数量为四，构成Z字形或C字形或T字形，方钢管设置在Z字形或C字形或T字形的四个端点上。

这样，上述方式公布了常用的一种构件的具体结构，四个方钢管之间位于Z或C或T字形的端点上，任意两方钢管之间设置有波纹钢板。

作为优选，方钢管的数量为六，构成工字形，六个方钢管设置在工字形的六个端点上。

这样，上述方式公布了一种构件的具体结构，六方钢管之间位于工字形的端点上，任意两方钢管之间设置有波纹钢板。上述不同结构的钢构件针对具体工况适用，且都可以在工厂预制后运送至施工现场再使用。

矩管波纹钢板剪力墙，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的矩管波纹钢板剪力墙构件，矩管波纹钢板剪力墙构件的方钢管的空腔中浇筑有混凝土。

这样，在方钢管中浇筑水泥方便，方钢管作填充水泥后构成混凝土矩管结构具有良好的承载性能，剪切屈曲承载力高，剪力墙屈曲变形引发的噪声较小，使用舒适。该钢板剪力墙能适用于不同形状结构的墙体构成，生产制作连接方便。

作为优选，方钢管的空腔中浇筑的混凝土为普通混凝土、自密实混凝土或高强混凝土。

这样，不同混凝土可以根据不同工况选择使用，扩大剪力墙适用范围。

附图说明

图1为本发明实施例公开的矩管波纹钢板剪力墙构件的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的L字型矩管波纹钢板剪力墙构件俯面剖切视图；

图3为本发明实施例公开的T字型矩管波纹钢板剪力墙构件俯面剖切视图；

图4为本发明实施例公开的C字型矩管波纹钢板剪力墙构件俯面剖切视图。

其中，1为方钢管、2为波纹钢板、3为H型钢，4为凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细的说明。

请参阅图1至图4，其中图1为本发明实施例公开的矩管波纹钢板剪力墙构件的结构示意图，图2为本发明实施例公开的L字型矩管波纹钢板剪力墙构件俯面剖切视图，图3为本发明实施例公开的T字型矩管波纹钢板剪力墙构件俯面剖切视图，图4为本发明实施例公开的C字型矩管波纹钢板剪力墙构件俯面剖切视图。

本发明实施例部分公开了矩管波纹钢板剪力墙构件，包括钢框架以及置于钢框架中的波纹钢板2，钢框架包括竖向平行正对设置的至少两个方钢管1，以及水平固定设置在任意相邻两个方钢管1正对的两侧面间且位于两个方钢管1长度方向两端的H型钢3，H型钢3的腹板竖向设置。

这样，方钢管1可以为多个，用于组合出不同的形状。例如L字形，这样L字形的钢构件作为一个整体适用于相互垂直的两侧壁上。钢构件作为一个整体使用在不同的墙壁上，其承载能力更好，且作为整体有更好的抗震能力。方钢管1中空腔室用填充混凝土，矩管混凝土的剪切屈曲承载力高，矩管结构相对于H型钢其界面闭合，其作为边框使得整个钢构件的稳定性更好。若采用H型钢作为边缘柱，以L形结构为例，在L形的铰接点出需要设置两个腹板相互垂直的H型钢作为边缘钢柱，两个H型钢的之间需要大量的焊接，施工量大，不易对正，且连接后的结构强度也不易保证。

在本实施例中，波纹钢板2与钢框架通过焊接固定，波纹钢板2的波形沿竖向设置，波纹钢板2的波高与方钢管1沿垂直H型钢3腹板的方向的宽度相等，波纹钢板2沿水平方向的两侧边焊接在相邻两个方钢管1正对的两侧面上，波纹钢板2的上端与位于相邻两个方钢管1上端的H型钢3的腹板对齐并焊接固定于位于上方的H型钢3的下侧翼缘板的外表面上，波纹钢板2的下端与位于相邻两个方钢管1下方的H型钢3的腹板对齐并焊接固定于位于下方的H型钢3的上侧翼缘板的上表面上。

这样，该设置方式使得波纹板受到的力直接传输作用到方钢管1以及H型钢3，钢框架与墙体连接，受载能力好，确保波纹钢板2能承受较大风载。该结构整体受力，更加稳固。

在本实施例中，方钢管1的横截面的长度为150mm-200mm，宽度为150mm-200mm。

这样，在具体使用时，该钢构件多用于建筑的低层，上述尺寸使得钢构件可以整体埋与墙壁中，不会外凸。

在本实施例中，波纹钢板2的波形为等腰梯形，波纹钢板2的折弯角度为45度，波纹钢板2的波长为方钢管1宽度的两倍。

这样，该设置方式使得波纹钢板2两侧的抗拉压的能力相同。使用时不用区分内外侧。其次两侧的抗拉压性能相同，这样在使用时，从整体上减小该钢构件的薄弱只处，整体提高其性能。

在本实施例中，波纹钢板2由薄钢板曲折制成。

这样，薄的波纹钢板2延展性能较好，能更好的承受风载。薄钢板能实现钢结构整体减重，降低成本。

在本实施例中，波纹钢板2的凹槽4中填充轻质材料，轻质材料为加气混凝土块体或石膏基块体。

这样，方便整体安装且便于二次装修，利于建筑工业化和装配式施工。

在本实施例中，方钢管1的数量为三，构成L字型，方钢管1设置在L字型的三个端点上。

这样，上述方式公布了一种钢构件的具体结构，三个方钢管1之间位于L字形的端点上，任意两方钢管1之间设置有波纹钢板2。

在本实施例中，方钢管1的数量为四，构成Z字形或C字形或T字形，方钢管1设置在Z字形或C字形或T字形的四个端点上。

这样，上述方式公布了常用的一种构件的具体结构，四个方钢管1之间位于Z或C或T字形的端点上，任意两方钢管1之间设置有波纹钢板2。

在本实施例中，方钢管1的数量为六，构成工字形，六个方钢管1设置在工字形的六个端点上。

这样，上述方式公布了一种构件的具体结构，六方钢管1之间位于工字形的端点上，任意两方钢管1之间设置有波纹钢板2。上述不同结构的钢构件针对具体工况适用，且都可以在工厂预制后运送至施工现场再使用。

本发明还公开了矩管波纹钢板剪力墙，包括如权利要求1-8任一项的矩管波纹钢板剪力墙构件，矩管波纹钢板剪力墙构件的方钢管1的空腔中浇筑有混凝土，方钢管1的空腔中浇筑的混凝土为普通混凝土、自密实混凝土或高强混凝土。

这样，在方钢管1中浇筑水泥方便，方钢管1作填充水泥后构成混凝土矩管结构具有良好的承载性能，剪切屈曲承载力高，剪力墙屈曲变形引发的噪声较小，使用舒适。该钢板剪力墙能适用于不同形状结构的墙体构成，生产的制作连接方便。不同混凝土可以根据不同工况选择使用，扩大剪力墙适用范围。

Claims (10)

1.矩管波纹钢板剪力墙构件，包括钢框架以及置于钢框架中的波纹钢板，其特征在于，所述钢框架包括竖向平行正对设置的至少两个方钢管，以及水平固定设置在任意相邻两个方钢管正对的两侧面间且位于两个方钢管长度方向两端的H型钢，H型钢的腹板竖向设置，所述方钢管的横截面的长度为150mm-200mm，宽度为150mm-200mm。

2.如权利要求1所述的矩管波纹钢板剪力墙构件，其特征在于，波纹钢板与钢框架通过焊接固定，波纹钢板的波形沿竖向设置，波纹钢板的波高与方钢管沿垂直H型钢腹板的方向的宽度相等，波纹钢板沿水平方向的两侧边焊接在相邻两个方钢管正对的两侧面上，波纹钢板的上端与位于相邻两个方钢管上端的H型钢的腹板对齐并焊接固定于位于上方的H型钢的下侧翼缘板的外表面上，波纹钢板的下端与位于相邻两个方钢管下方的H型钢的腹板对齐并焊接固定于位于下方的H型钢的上侧翼缘板的上表面上。

3.如权利要求2所述的矩管波纹钢板剪力墙构件，其特征在于，波纹钢板的波形为等腰梯形，波纹钢板的折弯角度为45度，波纹钢板的波长为方钢管宽度的两倍。

4.如权利要求1所述的矩管波纹钢板剪力墙构件，其特征在于，波纹钢板由薄钢板曲折制成。

5.如权利要求1所述的矩管波纹钢板剪力墙构件，其特征在于，波纹钢板的凹槽中填充轻质材料，轻质材料为加气混凝土块体或石膏基块体。

6.如权利要求1所述的矩管波纹钢板剪力墙构件，其特征在于，方钢管的数量为三，构成L字型，方钢管设置在L字型的三个端点上。

7.如权利要求1所述的矩管波纹钢板剪力墙构件，其特征在于，方钢管的数量为四，构成Z字形或C字形或T字形，方钢管设置在Z字形或C字形或T字形的四个端点上。

8.如权利要求1所述的矩管波纹钢板剪力墙构件，其特征在于，方钢管的数量为六，构成工字形，六个方钢管设置在工字形的六个端点上。

9.矩管波纹钢板剪力墙，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的矩管波纹钢板剪力墙构件，矩管波纹钢板剪力墙构件的方钢管的空腔中浇筑有混凝土。

10.如权利要求9所述的矩管波纹钢板剪力墙，其特征在于，方钢管的空腔中浇筑的混凝土为普通混凝土、自密实混凝土或高强混凝土。