CN110685381A - 一种带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构 - Google Patents

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钟炜辉
郝际平
谭政
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    • E04B2/56—Load-bearing walls of framework or pillarwork; Walls incorporating load-bearing elongated members
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Abstract

本发明公开了一种带加劲三角构造板的钢框架‑钢板剪力墙结构，包括若干钢框架柱，各钢框架柱依次平行分布，且相邻两根钢框架柱之间连接有若干钢梁，其中，相邻两根钢框架柱之间的各钢梁自上到下依次设置；所有钢框架柱以及所有钢梁组成网格结构，所述网格结构的网孔分为两组，其中，第一组网孔中的各网孔内设置有内填钢板，第二组网孔中的各网孔内设置有带加劲三角构造板，其中，带加劲三角构造板固定于所在网孔中钢框架柱与钢梁的连接位置处，且与钢框架柱及钢梁相连接，其中，第二组网孔位于所述网格结构的失效区内，该结构具有良好的储备承载力及变形能力，且抗倒塌能力优异。

Description

一种带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构
技术领域
本发明涉及一种钢框架-钢板剪力墙结构，具体涉及一种带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构。
背景技术
钢框架-钢板剪力墙结构由钢框架和钢板剪力墙两种不同的抗侧力结构组成，具有初始侧向刚度大、能量耗散好、延性和变形大及冗余度高等优异的力学性能，作为高层建筑抗侧力体系具有广阔应用和发展前景。近年来，国内外对钢框架-钢板剪力墙结构的延性、抗侧性能和耗能能力的研究取得了较多成果。但由于结构所处环境日益恶化及非预期灾害的频繁发生，尤其爆炸、火灾及撞击等偶然灾害事件，可能会使承载力储备不足的钢框架-钢板剪力墙结构发生连续倒塌，严重威胁了其安全性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构，该结构具有良好的储备承载力及变形能力，且抗倒塌能力优异。
为达到上述目的，本发明所述的带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构包括若干钢框架柱，各钢框架柱依次平行分布，且相邻两根钢框架柱之间连接有若干钢梁，其中，相邻两根钢框架柱之间的各钢梁自上到下依次设置；
所有钢框架柱以及所有钢梁组成网格结构，所述网格结构的网孔分为两组，其中，第一组网孔中的各网孔内设置有内填钢板，第二组网孔中的各网孔内设置有带加劲三角构造板，其中，带加劲三角构造板固定于所在网孔中钢框架柱与钢梁的连接位置处，且与钢框架柱及钢梁相连接，其中，第二组网孔位于所述网格结构的失效区内，且带加劲三角构造板的尺寸满足以下条件：
1.0hb<ls≤2.5hb
Figure BDA0002239779310000021
其中，ls为带加劲三角构造板的长度，hb为钢梁的高度，ts为带加劲三角构造板的厚度，Ab为钢梁横截面面积，Es为带加劲三角构造板的弹性模量，Eb为钢梁的弹性模量，lb为钢梁的长度，hs为带加劲三角构造板的等效高度，θs为带加劲三角构造板的受拉方向与水平线之间的夹角，θb为钢梁的梁端转角。
带加劲三角构造板包括三角板以及固定于三角板侧面的网格状短加劲肋钢板，其中，三角板与钢框架柱及钢梁相连接。
带加劲三角构造板包括三角板以及固定于三角板侧面的拱形加劲肋钢板，其中，三角板与钢框架柱及钢梁相连接。
三角板上正对钢框架柱与钢梁连接节点的角缺失。
网格状短加劲肋钢板焊接固定于三角板的侧面，其中，三角板的两侧面上均设置有网格状短加劲肋钢板。
拱形加劲肋钢板焊接固定于三角板的侧面，其中，三角板的两侧面上均设置有拱形加劲肋钢板。
带加劲三角构造板通过焊接或者螺栓固定于所在网孔中钢框架柱与钢梁的连接位置处。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构，通过在失效区的梁柱节点处布置带加劲三角构造板，通过带加劲三角构造板上的加劲结构有效防止带加劲三角构造板发生局部屈曲，且带加劲三角构造板能够提高网格结构中上下层之间的组合作用，将钢梁上部分竖向荷载传递到相邻钢框架柱上，避免梁柱节点过早发生破坏，有效提高钢框架-钢板剪力墙结构的储备承载力和变形能力，并为人员的疏散争取时间。
附图说明
图1为实施例一的结构示意图；
图2为实施例一中带加劲三角构造板5的结构示意图；
图3为实施例一中网格状短加劲肋钢板512的结构示意图；
图4为实施例一的荷载-位移对比曲线示意图；
图5为实施例一的变形应力云图；
图6为实施例二的结构示意图；
图7为实施例二中带加劲三角构造板5的结构示意图；
图8为实施例二中拱形加劲肋钢板513的结构示意图；
图9为实施例二的荷载-位移对比曲线示意图；
图10为实施例二的变形应力云图。
其中，1为钢框架柱、2为拟失效柱、3为钢梁、4为内填钢板、5为带加劲三角构造板、511为三角板、512为网格状短加劲肋钢板、513为拱形加劲肋钢板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例一
参考图1、图2及图3，本发明所述的带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构包括若干钢框架柱1，各钢框架柱1依次平行分布，且相邻两根钢框架柱1之间连接有若干钢梁3，其中，相邻两根钢框架柱1之间的各钢梁3自上到下依次设置；所有钢框架柱1以及所有钢梁3组成网格结构，所述网格结构的网孔分为两组，其中，第一组网孔中的各网孔内设置有内填钢板4，第二组网孔中的各网孔内设置有带加劲三角构造板5，其中，带加劲三角构造板5固定于所在网孔中钢框架柱1与钢梁3的连接位置处，且与钢框架柱1及钢梁3相连接，其中，带加劲三角构造板5通过焊接或者螺栓固定于所在网孔中钢框架柱1与钢梁3的连接位置处，第二组网孔位于所述网格结构的失效区内，且带加劲三角构造板5的尺寸满足以下条件：
1.0hb<ls≤2.5hb
Figure BDA0002239779310000041
其中，ls为带加劲三角构造板5的长度，hb为钢梁3的高度，ts为带加劲三角构造板5的厚度，Ab为钢梁3横截面面积，Es为带加劲三角构造板5的弹性模量，Eb为钢梁3的弹性模量，lb为钢梁3的长度，hs为带加劲三角构造板5的等效高度，θs为带加劲三角构造板5的受拉方向与水平线之间的夹角，θb为钢梁3的梁端转角。
带加劲三角构造板5包括三角板511以及固定于三角板511侧面的网格状短加劲肋钢板512，其中，三角板511与钢框架柱1及钢梁3相连接，三角板511上正对钢框架柱1与钢梁3连接节点的角缺失；网格状短加劲肋钢板512焊接固定于三角板511的侧面，其中，三角板511的两侧面上均设置有网格状短加劲肋钢板512。
将失效区中钢框架柱1的底部作为拟失效柱2，对本实施例所述的带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构，其中，对比例选择未带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构，试验结构如图4及图5所示，由图4及图5可以看出，本发明相对于未带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构，具有优异的储备承载力和变形能力。
实施例二
参考图6、图7及图8，本发明所述的带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构包括若干钢框架柱1，各钢框架柱1依次平行分布，且相邻两根钢框架柱1之间连接有若干钢梁3，其中，相邻两根钢框架柱1之间的各钢梁3自上到下依次设置；所有钢框架柱1以及所有钢梁3组成网格结构，所述网格结构的网孔分为两组，其中，第一组网孔中的各网孔内设置有内填钢板4，第二组网孔中的各网孔内设置有带加劲三角构造板5，其中，带加劲三角构造板5固定于所在网孔中钢框架柱1与钢梁3的连接位置处，且与钢框架柱1及钢梁3相连接，其中，第二组网孔位于所述网格结构的失效区内，且带加劲三角构造板5的尺寸满足以下条件：
1.0hb<ls≤2.5hb
Figure BDA0002239779310000061
其中，ls为带加劲三角构造板5的长度，hb为钢梁3的高度，ts为带加劲三角构造板5的厚度，Ab为钢梁3横截面面积，Es为带加劲三角构造板5的弹性模量，Eb为钢梁3的弹性模量，lb为钢梁3的长度，hs为带加劲三角构造板5的等效高度，θs为带加劲三角构造板5的受拉方向与水平线之间的夹角，θb为钢梁3的梁端转角。
其中，带加劲三角构造板5通过焊接或者螺栓固定于所在网孔中钢框架柱1与钢梁3的连接位置处；带加劲三角构造板5包括三角板511以及固定于三角板511侧面的拱形加劲肋钢板513，其中，三角板511与钢框架柱1及钢梁3相连接，其中，三角板511上正对钢框架柱1与钢梁3连接节点的角缺失；拱形加劲肋钢板513焊接固定于三角板511的侧面，其中，三角板511的两侧面上均设置有拱形加劲肋钢板513。
将失效区中钢框架柱1的底部作为拟失效柱2，对本实施例所述的带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构，其中，对比例选择未带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构，试验结构如图4及图5所示，由图9及图10可以看出，本发明相对于未带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构，具有优异的储备承载力和变形能力。

Claims (7)

1.一种带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构，其特征在于，包括若干钢框架柱(1)，各钢框架柱(1)依次平行分布，且相邻两根钢框架柱(1)之间连接有若干钢梁(3)，其中，相邻两根钢框架柱(1)之间的各钢梁(3)自上到下依次设置；
所有钢框架柱(1)以及所有钢梁(3)组成网格结构，所述网格结构的网孔分为两组，其中，第一组网孔中的各网孔内设置有内填钢板(4)，第二组网孔中的各网孔内设置有带加劲三角构造板(5)，其中，带加劲三角构造板(5)固定于所在网孔中钢框架柱(1)与钢梁(3)的连接位置处，且与钢框架柱(1)及钢梁(3)相连接，其中，第二组网孔位于所述网格结构的失效区内，且带加劲三角构造板(5)的尺寸满足以下条件：
1.0hb<ls≤2.5hb
Figure FDA0002239779300000011
其中，ls为带加劲三角构造板(5)的长度，hb为钢梁(3)的高度，ts为带加劲三角构造板(5)的厚度，Ab为钢梁(3)横截面面积，Es为带加劲三角构造板(5)的弹性模量，Eb为钢梁(3)的弹性模量，lb为钢梁(3)的长度，hs为带加劲三角构造板(5)的等效高度，θs为带加劲三角构造板(5)的受拉方向与水平线之间的夹角，θb为钢梁(3)的梁端转角。
2.根据权利要求1所述的带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构，其特征在于，带加劲三角构造板(5)包括三角板(511)以及固定于三角板(511)侧面的网格状短加劲肋钢板(512)，其中，三角板(511)与钢框架柱(1)及钢梁(3)相连接。
3.根据权利要求1所述的带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构，其特征在于，带加劲三角构造板(5)包括三角板(511)以及固定于三角板(511)侧面的拱形加劲肋钢板(513)，其中，三角板(511)与钢框架柱(1)及钢梁3)相连接。
4.根据权利要求2或3所述的带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构，其特征在于，三角板(511)上正对钢框架柱(1)与钢梁(3)连接节点的角缺失。
5.根据权利要求2所述的带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构，其特征在于，网格状短加劲肋钢板(512)焊接固定于三角板(511)的侧面，其中，三角板(511)的两侧面上均设置有网格状短加劲肋钢板(512)。
6.根据权利要求3所述的带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构，其特征在于，拱形加劲肋钢板(513)焊接固定于三角板(511)的侧面，其中，三角板(511)的两侧面上均设置有拱形加劲肋钢板(513)。
7.根据权利要求1所述的带加劲三角构造板的钢框架-钢板剪力墙结构，其特征在于，带加劲三角构造板(5)通过焊接或者螺栓固定于所在网孔中钢框架柱(1)与钢梁(3)的连接位置处。
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