CN110468996A - 一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙及其连接方式 - Google Patents

一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙及其连接方式 Download PDF

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    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings

Abstract

本发明公开了一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙及其连接方式，将铅剪切阻尼器运用到装配式冷弯薄壁型钢组合墙中，利用花篮螺栓进行连接，且平钢板与冷弯薄壁型钢框架通过锁铆相连，冷弯薄壁型钢框架、平钢板、铅剪切阻尼器以及预埋螺栓组成了具有消能减震功能的装配式冷弯薄壁型钢组合墙。组合墙的竖向连接是通过由铅剪切阻尼器、套筒、剪力墙上部预埋螺栓杆组成的竖向连接件进行连接。通过采用组合墙及竖向连接方式，不但可以提高墙体的耗能能力，降低墙体在地震作用下的破坏，还可以减少造价，提高施工速度，减少施工现场作业量，加快实现绿色快速化施工，给装配式冷弯薄壁型钢结构建筑的发展提供了良好的经济效益和安全保证。

Description

一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙及其连 接方式
技术领域
本发明涉及到一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙及其连接方式，属于结构工程技术领域。
背景技术
随着技术的发展和时代的进步，钢结构越来越受到人们的重视。钢结构不但具有重量轻、绿色环保、工程造价低等特点，其抗震性能与传统建筑结构比较也更显其优势，与此同时，更有一系列相关的技术规程进行规范和指导。但是，在使用过程中也暴露出了一些问题，比如保温耐火性差，易产生扭曲，产业化、一体化程度较低等，使冷弯薄壁型钢住宅体系很难在全国推广。与此同时，大量实验结果表明采用传统的连接方式时，墙体角部破坏严重，耗能能力较差。因此，针对上述问题，发明了一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙，不但可以减少主受力点墙体的破坏，还增加了结构在地震中的耗能能力，同时新型的竖向连接施工技术，还实现了模块化，一体化连接，不仅提高了施工速度，还降低了施工成本，对装配式钢结构建筑有着较大的实际工程意义和市场价值。
发明内容
本发明提出了一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙及其竖向连接方式，发明目的在于将铅剪切阻尼器运用到装配式冷弯薄壁型钢组合墙的竖向连接中，通过墙体和下部结构产生的相对位移使铅剪切阻尼器发挥作用，进而提高墙体的耗能能力，减小地震作用对墙体的破坏；同时新型组合墙体的竖向连接方式，加快了冷弯薄壁钢结构一体化、模块化及装配化的实现。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下，一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙，该组合墙包括冷弯薄壁型钢框架、冷弯薄壁型钢平钢板(4)、铅剪切阻尼器(5)、预埋螺栓(6)和抗剪螺栓(7)。
所述的冷弯薄壁型钢框架包括边立柱(1)、中立柱(2)、U型钢上下导轨(3)；边立柱(1)和中立柱(2)沿竖直方向固定在U型钢上下导轨(3)的下导轨上，完成冷弯薄壁型钢框架的制作；冷弯薄壁型钢平钢板(4)使用锁铆固定在制作好的冷弯薄壁型钢框架上；U型钢上下导轨(3)的下导轨上设有预留孔，铅剪切阻尼器(5)通过螺丝沿U型钢上下导轨(3)的长度方向上安装，将预埋螺栓(6)、抗剪螺栓(7)穿过U型钢上下导轨(3)上的上导轨预留孔，并固定在U型钢上下导轨(3)的上导轨上，螺杆伸出冷弯薄壁型钢框架外面。所述的U型钢上下导轨(3)沿腹板长度方向开有四个圆孔，提前为预埋螺栓(6)及抗剪螺栓(7)的穿过提供通道。
所述的边立柱(1)是由两根C型钢背靠背沿其腹板长度方向每隔300mm打入锁铆连接而成，单根边立柱(1)的尺寸和中立柱(2)选择一致；
所述的冷弯薄壁型钢平钢板(4)厚度根据实际设计选用0.8mm、1.0mm或1.5mm等。
所述的铅剪切阻尼器(5)包括螺母(5a)、外钢板(5b)、铅块(5c)、内钢板(5d)、花篮螺栓(5e)以及直径18mm的带螺纹螺杆(5f)；所述外钢板(5b)上开有六个孔，作为花篮螺栓(5e)穿过通道，并在中心开有长方体凹槽，用以放置铅块(5c)；所述内钢板(5d)两侧均在中心位置开有长方体凹槽，也用以放置铅块(5c)；螺母(5a)用以连接花篮螺栓(5e)。
所述的剪力墙预埋螺栓(6)直径为18mm，螺杆(6a)长度取层间楼板厚度的1/2且螺纹方向与带螺纹螺杆(5f)一致，通过螺母(6b)及垫板(6c)将其在覆平钢板前固定在U型钢上下导轨(3)的上导轨上；
所述的抗剪螺栓(7)为直径18mm的高强度抗剪螺栓螺栓(7a)，在组合墙覆平钢板前，通过抗剪螺栓螺母(7b)及抗剪螺栓垫板(7c)将抗剪螺栓螺栓(7a)暂固在组合墙U型钢上下导轨(3)的上导轨上，以备后续与墙体下层结构的安装；
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、通过将铅剪切阻尼器进行冷弯薄壁型钢剪力墙中，提高剪力墙的耗能能力，减少地震作用给墙体造成的破坏，同时铅剪切阻尼器可以不断反复被使用，无需更换，节省了后期维护费用。
2、通过螺栓套筒实现的竖向连接方式，操作简单方便快捷，不但可以提高施工效率，减少施工步骤，还可以减少造价，实现组合墙的一体化和装配化。
3、整个墙体模块，各个构件均可以根据实际建筑结构的需要设定合适的模数化尺寸，实现工厂流水线加工、组装、连接，不但可以大幅度的提高产品质量和精度，还大大提高了生产效率，节约人力资源，降低整体的造价。
附图说明
图1是本发明一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙示意图。
图2是本发明的一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙分解示意图。
图3是本发明的边立柱正视图(注：为锁铆)。
图4是本发明的边立柱俯视图。
图5是本发明的上(下)导轨示意图(注：两侧○为预埋螺栓预留孔，中间两个○为抗剪螺栓预留孔)。
图6是本发明的龙骨连接示意图。
图7是本发明的铅剪切阻尼器分解图。
图8是本发明的预埋螺栓示意图。
图9是本发明的抗剪螺栓示意图。
图中：1、边立柱，1a、U型钢，1b、锁铆、2、中立柱，3、U型钢上下导轨，4、平钢板，5、铅剪切阻尼器，5a、螺母，5b、外钢板，5c、内置铅块，5d、内钢板，5e、花篮螺栓，5f、带螺纹螺杆，6、预埋螺栓，6a、预埋螺栓螺杆，6b、预埋螺栓螺母，6c、预埋螺栓垫板，7、抗剪螺栓，7a、抗剪螺栓螺杆，7b、抗剪螺栓螺母，7c、抗剪螺栓垫板。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的最佳实施方式：
参照图3-5所示，按照实际设计尺寸要求，制作边立柱(1)、中立柱(2)、以及U型钢上下导轨(3)，且提前在U型钢上下导轨上预留螺栓孔；
参照图6所示，将边立柱(1)、中立柱(2)、以及U型钢上下导轨(3)用锁铆进行拼接，组装成冷弯薄壁型钢框架；
参照图7所示，铅剪切阻尼器(5)包括螺母(5a)、外钢板(5b)、内置铅块(5c)、内钢板(5d)、花篮螺栓(5e)以及带螺纹螺杆(5f)；其中外钢板(5b)尺寸为200mm*160mm*6mm，且其上面开有六个直径18mm的孔，作为花篮螺栓(5e)穿过通道，并在中心开了深5mm，长50mm，宽30mm的长方体凹槽，用以放置铅块；而内钢板(5d)尺寸为100mm*80mm*18mm，两侧均在中心位置开了深5mm，长50mm，宽30mm的长方体凹槽，用以放置铅块；内置铅块(5c)尺寸为50mm*30mm*10mm，将两块内置铅块(5c)分别放置在内钢板(5d)两侧的凹槽中，分别扣上外钢板(5b)后，用18mm花篮螺栓(5e)穿过两块外钢板(5b)，并用螺母(5a)固定；最后将直径18mm的带螺纹螺杆(5f)远离螺纹一侧焊接在内钢板(5d)底部，形成铅剪切阻尼器；
参照图2所示，将阻尼器带螺纹螺杆(5f)穿过U型钢上下导轨(3)的预留孔，选择合适高度，在边立柱(1)底部合适位置开孔，将铅剪切阻尼器花篮螺栓(5e)经过螺母(5a)固定后，多余出来的螺杆穿过上述边立柱开出的孔道，并再次用螺母(5a)在边立柱另一侧进行固定，两侧均采用同种方法布置阻尼器；
参照图2、6、7所示，将预埋螺栓(6)、抗剪螺栓(7)用螺母及垫板穿过上下导轨预留孔，固定在导轨上，螺杆伸出框架外面，形成如图1所示结构；
最后按实际尺寸需要，在组装好的龙骨框架两侧，采用锁铆连接的方式附上平钢板(4)，形成完整的冷弯薄壁型钢组合墙结构；
同时，将上层墙体伸出的螺杆(5f)与下层墙体预埋螺栓(6)的螺杆，利用套筒进行连接，进而实现墙体的竖向连接。

Claims (7)

1.一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙，其特征在于：该组合墙包括冷弯薄壁型钢框架、冷弯薄壁型钢平钢板(4)、铅剪切阻尼器(5)、预埋螺栓(6)和抗剪螺栓(7)；
所述的冷弯薄壁型钢框架包括边立柱(1)、中立柱(2)、U型钢上下导轨(3)；边立柱(1)和中立柱(2)沿竖直方向固定在U型钢上下导轨(3)的下导轨上，完成冷弯薄壁型钢框架的制作；冷弯薄壁型钢平钢板(4)使用锁铆固定在制作好的冷弯薄壁型钢框架上；U型钢上下导轨(3)的下导轨上设有预留孔，铅剪切阻尼器(5)通过螺丝沿U型钢上下导轨(3)的长度方向上安装，将预埋螺栓(6)、抗剪螺栓(7)穿过U型钢上下导轨(3)上的上导轨预留孔，并固定在U型钢上下导轨(3)的上导轨上，螺杆伸出冷弯薄壁型钢框架外面；所述的U型钢上下导轨(3)沿腹板长度方向开有四个圆孔，提前为预埋螺栓(6)及抗剪螺栓(7)的穿过提供通道。
2.根据权利要求1所述的一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙，其特征在于：所述的边立柱(1)是由两根C型钢背靠背沿其腹板长度方向每隔300mm打入锁铆连接而成，单根边立柱(1)的尺寸和中立柱(2)选择一致。
3.根据权利要求1所述的一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙，其特征在于：所述的冷弯薄壁型钢平钢板(4)厚度根据实际设计选用0.8mm、1.0mm或1.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙，其特征在于：所述的铅剪切阻尼器(5)包括螺母(5a)、外钢板(5b)、铅块(5c)、内钢板(5d)、花篮螺栓(5e)以及直径18mm的带螺纹螺杆(5f)；所述外钢板(5b)上开有六个孔，作为花篮螺栓(5e)穿过通道，并在中心开有长方体凹槽，用以放置铅块(5c)；所述内钢板(5d)两侧均在中心位置开有长方体凹槽，也用以放置铅块(5c)；螺母(5a)用以连接花篮螺栓(5e)。
5.根据权利要求1所述的一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙，其特征在于：所述的剪力墙预埋螺栓(6)直径为18mm，螺杆(6a)长度取层间楼板厚度的1/2且螺纹方向与带螺纹螺杆(5f)一致，通过螺母(6b)及垫板(6c)将其在覆平钢板前固定在U型钢上下导轨(3)的上导轨上。
6.根据权利要求1所述的一种带有铅剪切阻尼器的装配式冷弯薄壁型钢组合墙，其特征在于：所述的抗剪螺栓(7)为直径18mm的高强度抗剪螺栓螺栓(7a)，在组合墙覆平钢板前，通过抗剪螺栓螺母(7b)及抗剪螺栓垫板(7c)将抗剪螺栓螺栓(7a)暂固在组合墙U型钢上下导轨(3)的上导轨上，以备后续与墙体下层结构的安装。
7.利用权利要求1所述的装配式冷弯薄壁型钢组合墙进行的连接方式，其特征在于：按照实际设计尺寸要求，制作边立柱(1)、中立柱(2)、以及U型钢上下导轨(3)，且提前在U型钢上下导轨上预留螺栓孔；
将边立柱(1)、中立柱(2)、以及U型钢上下导轨(3)用锁铆进行拼接，组装成冷弯薄壁型钢框架；
铅剪切阻尼器(5)包括螺母(5a)、外钢板(5b)、内置铅块(5c)、内钢板(5d)、花篮螺栓(5e)以及带螺纹螺杆(5f)；其中外钢板(5b)尺寸为200mm*160mm*6mm，且其上面开有六个直径18mm的孔，作为花篮螺栓(5e)穿过通道，并在中心开了深5mm，长50mm，宽30mm的长方体凹槽，用以放置铅块；而内钢板(5d)尺寸为100mm*80mm*18mm，两侧均在中心位置开了深5mm，长50mm，宽30mm的长方体凹槽，用以放置铅块；内置铅块(5c)尺寸为50mm*30mm*10mm，将两块内置铅块(5c)分别放置在内钢板(5d)两侧的凹槽中，分别扣上外钢板(5b)后，用18mm花篮螺栓(5e)穿过两块外钢板(5b)，并用螺母(5a)固定；最后将直径18mm的带螺纹螺杆(5f)远离螺纹一侧焊接在内钢板(5d)底部，形成铅剪切阻尼器；
将阻尼器带螺纹螺杆(5f)穿过U型钢上下导轨(3)的预留孔，选择合适高度，在边立柱(1)底部合适位置开孔，将铅剪切阻尼器花篮螺栓(5e)经过螺母(5a)固定后，多余出来的螺杆穿过上述边立柱开出的孔道，并再次用螺母(5a)在边立柱另一侧进行固定，两侧均采用同种方法布置阻尼器；
将预埋螺栓(6)、抗剪螺栓(7)用螺母及垫板穿过上下导轨预留孔，固定在导轨上，螺杆伸出框架外面；
最后按实际尺寸需要，在组装好的龙骨框架两侧，采用锁铆连接的方式附上平钢板(4)，形成完整的冷弯薄壁型钢组合墙结构；
同时，将上层墙体伸出的螺杆(5f)与下层墙体预埋螺栓(6)的螺杆，利用套筒进行连接，进而实现墙体的竖向连接。
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