CN113216457B - 带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙及施工方法 - Google Patents

Abstract

带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙及施工方法，本发明涉及剪力墙及施工方法，本发明的目的是为了解决传统防屈曲钢板剪力墙的钢板开洞需设置洞口边缘构件，额外增加了钢板的开洞尺寸，导致结构抗震性能削弱和承载力降低的问题以及洞口边缘构件易突出墙体的问题，它包括上框架梁、下框架梁、左框架柱、右框架柱和多个板体，它还包括两个屈曲约束鱼尾板和两个开洞钢板；上框架梁、下框架梁、左框架柱和右框架柱组成长方形框体，两个屈曲约束鱼尾板竖直安装在长方形框体内，两个开洞钢板对称设置在长方形框体内，每个开洞钢板的与一个屈曲约束鱼尾板固定连接，且每个开洞钢板通过多个板体与长方形框体内侧壁固定连接。本发明属于建筑结构领域。

Description

带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙及施工方法

技术领域

本发明涉及剪力墙及施工方法，具体涉及带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙及施工方法。

背景技术

防屈曲钢板剪力墙是在传统非加劲钢板剪力墙的平面外设置约束构件而得到的一种抗侧力构件。防屈曲钢板剪力墙利用平面外约束构件抑制钢板发生屈曲，使得钢板以平面内受剪状态抵抗水平荷载，进而达到改善结构受力性能的目的。防屈曲钢板剪力墙具有刚度大、承载力高、耗能能力强等优点，抗震性能十分优越，特别适合高层和超高层建筑。在建筑设计过程中，为满足采光、交通和管道安装的使用需求，往往需要在防屈曲钢板剪力墙上开设洞口，为保证开洞边缘钢板的稳定和剪切荷载的传递，在开洞边缘布置约束构件必不可少。同时，洞口边缘构件的布置还需要鱼尾板作为连接过渡构件，这是由于工程中加工误差和构件变形不可避免，钢板的边缘与所连接的框架/构件的接触面难以无缝贴合，若将存在缝隙的钢板和钢构件表面直接采用焊接连接，将会使钢板面上形成较大的初始变形和应力，且焊接性能不佳。因此，工程中的一般做法是先将鱼尾板与边缘构件焊接成为一体，所加工钢板的长度可以伸入鱼尾板高度范围内并与鱼尾板紧密贴合，然后在贴合面的两端采用角焊缝围焊连接。这样的构造降低了对钢板的加工精度要求，提高了施工安装速度、还可以有效减少钢板安装后的初始缺陷。

由此可见，为便于安装和改善开洞防屈曲钢板剪力墙的受力性能，鱼尾板和洞口边缘构件都是必要的结构措施。但设置洞口边缘构件会额外增加钢板的开洞尺寸，导致结构的抗震性能削弱和承载力降低。此外，为满足稳定要求，边缘构件的平面外方向尺寸往往较大，洞口边缘构件易突出墙体，影响建筑美观。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统防屈曲钢板剪力墙的钢板开洞需设置洞口边缘构件，额外增加了钢板的开洞尺寸，导致结构抗震性能削弱和承载力降低的问题以及洞口边缘构件易突出墙体的问题，带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙及施工方法。

所述技术问题是通过以下方案解决的：

它包括上框架梁、下框架梁、左框架柱、右框架柱和多个板体，它还包括两个屈曲约束鱼尾板和两个开洞钢板；上框架梁、下框架梁、左框架柱和右框架柱组成长方形框体，两个屈曲约束鱼尾板竖直安装在长方形框体内，两个开洞钢板对称设置在长方形框体内，每个开洞钢板的与一个屈曲约束鱼尾板固定连接，且每个开洞钢板通过多个板体与长方形框体内侧壁固定连接。

所述方法是按照以下步骤实现的：

步骤一：双肢约束钢管的制作：将第一钢管连接面向上水平放置在平台上，在连接面通过放样布置好多个缀板，通过角焊缝围焊方式将多个缀板固定在第一钢管的管壁上，依次焊接好多个缀板，随后将焊接好的第一钢管和多个缀板翻转90度后，再将第二钢管3-2平行放置在缀板的另一侧并顶紧，检查第二钢管与第一钢管平行度并上下对齐，确认无误后，在第二钢管和多个缀板施加点焊临时固定，构件整体翻转90度。使第一钢管在上第二钢管在下，通过角焊缝围焊将多个缀板和第二钢管的管壁连接固定；

步骤二：固定屈曲约束鱼尾板：将内核钢板焊接安装在开洞钢板上，两个双肢约束钢管对称安装在内核钢板和开洞钢板的两侧，并通过第二固定螺栓和多个钢垫片将内核钢板和开洞钢板固定安装在两个双肢约束钢管的多个缀板上，开洞钢板顶部通过第一固定螺栓与上连接支座的第一上连接板和第二上连接板固定连接，第一上连接板和第二上连接板顶部与上框架梁低端焊接固定，开洞钢板底部通过第一固定螺栓与下连接支座的第一下连接板和第二下连接板固定连接，第一下连接板和第二下连接板底部与下框架梁顶端焊接固定；

步骤三：焊接固定开洞钢板：将一个开洞钢板的三个边通过板体焊接安装在上框架梁、下框架梁和左框架柱上，将另一个开洞钢板的三个边通过板体焊接安装在上框架梁、下框架梁和右框架柱上。

本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

1、本申请带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙中屈曲约束鱼尾板1利用布置在平面外的双肢约束钢管3约束内核钢板2，克服了传统鱼尾板平面外刚度弱的不足，保证了钢板开洞边缘的稳定。

2、内核钢板2具有足够的截面面积，可以有效传递开洞边缘的钢板剪切应力，又保证了钢板剪切应力场充分形成。同时，内核钢板2可以充当鱼尾板，便于与钢板进行连接过渡。这样做的好处是屈曲约束鱼尾板兼具洞口边缘构件的约束受力功能和普通鱼尾板的连接过渡功能。在布置屈曲约束鱼尾板后，不需要额外设置洞口边缘构件，省去了设置洞口边缘构件占用的开洞空间，减小了钢板的实际开洞尺寸，降低了钢板开洞对结构力学性能的不利影响。

3、双肢约束钢管3具有较大的平面外刚度，所需截面高度较小，屈曲约束鱼尾板厚度不超过防屈曲墙体厚度。采用内嵌式螺栓连接，螺杆不外露，造型美观。

附图说明

图1为本申请剪力墙的整结构主视图。

图2为内核钢板2、双肢约束钢管3、上连接支座4、下连接支座5、第二固定螺栓6和钢垫片7安装示意图。

图3为内核钢板2主视图。

图4为第一钢管3-1、第二钢管3-2和多块缀板3-3连接示意图。

图5为第一上连接板4-1的主视图。

图6为第二上连接板4-2的主视图。

图7为第一下连接板5-1的主视图。

图8为第二下连接板5-2的主视图。

图9为图1中A-A向视图。

图10为图1中B-B向视图。

图11为图1中C-C向视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图11说明本实施方式，所述带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙，它包括上框架梁9、下框架梁10、左框架柱11、右框架柱12和多个板体15，它还包括两个屈曲约束鱼尾板1和两个开洞钢板8；上框架梁9、下框架梁10、左框架柱11和右框架柱12组成长方形框体，两个屈曲约束鱼尾板1竖直安装在长方形框体内，两个开洞钢板8对称设置在长方形框体内，每个开洞钢板8的与一个屈曲约束鱼尾板1固定连接，且每个开洞钢板8通过多个板体15与长方形框体内侧壁固定连接。本实施方式中板体15为鱼尾板板体。

具体实施方式二：结合图1和图11说明本实施方式，本实施方式所述带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙，屈曲约束鱼尾板1包括内核钢板2、上连接支座4、下连接支座5和两个双肢约束钢管3；内核钢板2焊接安装在一个开洞钢板8上，两个双肢约束钢管3对称安装在内核钢板2和开洞钢板8外侧，上连接支座4焊接安装在上框架梁9的底端上，下连接支座5焊接安装在下框架梁10的顶端上。内核钢板2平齐开洞边缘放置在开洞钢板8内，开洞钢板8边缘相比内核钢板2伸出一个开洞钢板8厚度的长度，在内核钢板2和开洞钢板8接触面两边采用通长角焊缝连接。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1、图5、图6和图11说明本实施方式，本实施方式所述带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙，上连接支座4包括第一上连接板4-1和第二上连接板4-2；第一上连接板4-1和第二上连接板4-2上均加工有椭圆销轴孔，第一上连接板4-1和第二上连接板4-2焊接安装在上框架梁9底端上，内核钢板2和开洞钢板8安装在第一上连接板4-1和第二上连接板4-2之间。双肢约束钢管3的顶端与上连接支座4之间留有空隙，空隙宽度大于内核钢板2宽度的1/20。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图1、图7、图8和图11说明本实施方式，本实施方式所述带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙，下连接支座5包括第一下连接板5-1和第二下连接板5-2；第一下连接板5-1和第二下连接板5-2上均加工有圆形销轴孔，第一下连接板5-1和第二下连接板5-2焊接安装在下框架梁10的顶端上，内核钢板2和开洞钢板8安装在第一下连接板5-1和第二下连接板5-2之间。双肢约束钢管3的底端与下连接支座5之间留有空隙，空隙宽度大于内核钢板2宽度的1/20。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。

具体实施方式五：结合图1和图11说明本实施方式，本实施方式所述带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙，屈曲约束鱼尾板1还包括多个第一固定螺栓16，内核钢板2和开洞钢板8通过第一固定螺栓16安装在第一上连接板4-1和第二上连接板4-2上，内核钢板2和开洞钢板8通过第一固定螺栓16安装在第一下连接板5-1和第二下连接板5-2上。其它组成和连接方式与具体实施方式三或四相同。

具体实施方式六：结合图1、图4、图9和图11说明本实施方式，本实施方式所述带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙，双肢约束钢管3包括第一钢管3-1、第二钢管3-2和多块缀板3-3；第一钢管3-1和第二钢管3-2相对平行设置，第一钢管3-1和第二钢管3-2通过多块缀板3-3固定连接，每块缀板3-3上加工有螺栓穿过孔。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。

具体实施方式七：结合图1和图9说明本实施方式，本实施方式所述带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙，屈曲约束鱼尾板1还包括多个第二固定螺栓6和多个钢垫片7，两个双肢约束钢管3上缀板3-3的螺栓穿过孔相对设置，两个双肢约束钢管3通过第二固定螺栓6固定连接，每个第二固定螺栓6上套设有两个钢垫片7，一个钢垫片7靠近第二固定螺栓6的螺母设置，另一个钢垫片7靠近第二固定螺栓6的螺杆一端设置。第二固定螺栓6穿过内核钢板2、开洞钢板8和缀板3-3的螺栓穿过孔并将其固定。缀板3-3的高度小于第一钢管3-1和第二钢管3-2同时满足第二固定螺栓6安装后第二固定螺栓6的螺杆杆长不露出双肢钢管外侧。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。

具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙，它还包括多个平面外约束盖板13和多个第三固定螺栓14，每个开洞钢板8两侧分别设有一个平面外约束盖板13，且两个平面外约束盖板13和开洞钢板8通过多个第三固定螺栓14固定连接。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式九：结合图1-图11说明本实施方式，本实施方式所述带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙的施工方法，所述方法是按照以下步骤实现的：

步骤一：双肢约束钢管3的制作：将第一钢管3-1连接面向上水平放置在平台上，在连接面通过放样布置好多个缀板3-3，通过角焊缝围焊方式将多个缀板3-3固定在第一钢管3-1的管壁上，依次焊接好多个缀板3-3，随后将焊接好的第一钢管3-1和多个缀板3-3翻转90度后，再将第二钢管3-2平行放置在缀板3-3的另一侧并顶紧，检查第二钢管3-2与第一钢管3-1平行度并上下对齐，确认无误后，在第二钢管3-2和多个缀板3-3施加点焊临时固定，构件整体翻转90度。使第一钢管3-1在上第二钢管3-2在下，通过角焊缝围焊将多个缀板3-3和第二钢管3-2的管壁连接固定；

步骤二：固定屈曲约束鱼尾板1：将内核钢板2焊接安装在开洞钢板8上，两个双肢约束钢管3对称安装在内核钢板2和开洞钢板8的两侧，双肢约束钢管3上缀板3-3的螺栓穿过孔与内核钢板2和开洞钢板8上的孔对应设置，并通过第二固定螺栓6和多个钢垫片7将内核钢板2和开洞钢板8固定安装在两个双肢约束钢管3的多个缀板3-3上，开洞钢板8顶部通过第一固定螺栓16与上连接支座4的第一上连接板4-1和第二上连接板4-2固定连接，第一上连接板4-1和第二上连接板4-2顶部与上框架梁9低端焊接固定，开洞钢板8底部通过第一固定螺栓16与下连接支座5的第一下连接板5-1和第二下连接板5-2固定连接，第一下连接板5-1和第二下连接板5-2底部与下框架梁10顶端焊接固定；内核钢板2焊接安装在开洞钢板8放在第一上连接板4-1与第二上连接板4-2和第一下连接板5-1与第二下连接板5-2的缝隙内，并通过第一固定螺栓16固定；

步骤三：焊接固定开洞钢板8：将一个开洞钢板8的三个边通过板体15焊接安装在上框架梁9、下框架梁10和左框架柱11上，将另一个开洞钢板8的三个边通过板体15焊接安装在上框架梁9、下框架梁10和右框架柱12上。

具体实施方式十：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙的施工方法，步骤四：固定外约束盖板13，每个开洞钢板8两侧分别设有一个平面外约束盖板13，且两个平面外约束盖板13和开洞钢板8通过多个第三固定螺栓14固定连接。其它组成和连接方式与具体实施方式九相同。

Claims (5)

1.带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙，它包括上框架梁(9)、下框架梁(10)、左框架柱(11)、右框架柱(12)和多个板体(15)，其特征在于：它还包括两个屈曲约束鱼尾板(1)、两个开洞钢板(8)、多个平面外约束盖板(13)和多个第三固定螺栓(14)；屈曲约束鱼尾板(1)包括内核钢板(2)、上连接支座(4)、下连接支座(5)、两个双肢约束钢管(3)和多个第一固定螺栓(16)；上连接支座(4)包括第一上连接板(4-1)和第二上连接板(4-2)；下连接支座(5)包括第一下连接板(5-1)和第二下连接板(5-2)；

上框架梁(9)、下框架梁(10)、左框架柱(11)和右框架柱(12)组成长方形框体，两个屈曲约束鱼尾板(1)竖直安装在长方形框体内，两个开洞钢板(8)对称设置在长方形框体内，每个开洞钢板(8)与一个屈曲约束鱼尾板(1)固定连接，且每个开洞钢板(8)通过多个板体(15)与长方形框体内侧壁固定连接，内核钢板(2)焊接安装在一个开洞钢板(8)上，两个双肢约束钢管(3)对称安装在内核钢板(2)和开洞钢板(8)外侧，上连接支座(4)焊接安装在上框架梁(9)的底端上，下连接支座(5)焊接安装在下框架梁(10)的顶端上，内核钢板(2)平齐开洞边缘放置在开洞钢板(8)内，第一上连接板(4-1)和第二上连接板(4-2)上均加工有椭圆销轴孔，第一上连接板(4-1)和第二上连接板(4-2)焊接安装在上框架梁(9)底端上，内核钢板(2)和开洞钢板(8)安装在第一上连接板(4-1)和第二上连接板(4-2)之间，第一下连接板(5-1)和第二下连接板(5-2)上均加工有圆形销轴孔，第一下连接板(5-1)和第二下连接板(5-2)焊接安装在下框架梁(10)的顶端上，内核钢板(2)和开洞钢板(8)安装在第一下连接板(5-1)和第二下连接板(5-2)之间，内核钢板(2)和开洞钢板(8)通过第一固定螺栓(16)安装在第一上连接板(4-1)和第二上连接板(4-2)上，内核钢板(2)和开洞钢板(8)通过第一固定螺栓(16)安装在第一下连接板(5-1)和第二下连接板(5-2)上，每个开洞钢板(8)两侧分别设有一个平面外约束盖板(13)，且两个平面外约束盖板(13)和开洞钢板(8)通过多个第三固定螺栓(14)固定连接。

2.根据权利要求1所述带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙，其特征在于：双肢约束钢管(3)包括第一钢管(3-1)、第二钢管(3-2)和多块缀板(3-3)；第一钢管(3-1)和第二钢管(3-2)相对平行设置，第一钢管(3-1)和第二钢管(3-2)通过多块缀板(3-3)固定连接，每块缀板(3-3)上加工有螺栓穿过孔。

3.根据权利要求1所述带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙，其特征在于：屈曲约束鱼尾板(1)还包括多个第二固定螺栓(6)和多个钢垫片(7)，两个双肢约束钢管(3)上缀板(3-3)的螺栓穿过孔相对设置，两个双肢约束钢管(3)通过第二固定螺栓(6)固定连接，每个第二固定螺栓(6)上套设有两个钢垫片(7)，一个钢垫片(7)靠近第二固定螺栓(6)的螺母设置，另一个钢垫片(7)靠近第二固定螺栓(6)的螺杆一端设置。

4.权利要求1-3任意一项所述带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙的施工方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：

步骤一：双肢约束钢管(3)的制作：将第一钢管(3-1)连接面向上水平放置在平台上，在连接面通过放样布置好多个缀板(3-3)，通过角焊缝围焊方式将多个缀板(3-3)固定在第一钢管(3-1)的管壁上，依次焊接好多个缀板(3-3)，随后将焊接好的第一钢管(3-1)和多个缀板(3-3)翻转90度后，再将第二钢管(3-2)平行放置在缀板(3-3)的另一侧并顶紧，检查第二钢管(3-2)与第一钢管(3-1)平行度并上下对齐，确认无误后，在第二钢管(3-2)和多个缀板(3-3)施加点焊临时固定，构件整体翻转90度，使第一钢管(3-1)在上第二钢管(3-2)在下，通过角焊缝围焊将多个缀板(3-3)和第二钢管(3-2)的管壁连接固定；

步骤二：固定屈曲约束鱼尾板(1)：将内核钢板(2)焊接安装在开洞钢板(8)上，两个双肢约束钢管(3)对称安装在内核钢板(2)和开洞钢板(8)的两侧，并通过第二固定螺栓(6)和多个钢垫片(7)将内核钢板(2)和开洞钢板(8)固定安装在两个双肢约束钢管(3)的多个缀板(3-3)上，开洞钢板(8)顶部通过第一固定螺栓(16)与上连接支座(4)的第一上连接板(4-1)和第二上连接板(4-2)固定连接，第一上连接板(4-1)和第二上连接板(4-2)顶部与上框架梁(9)低端焊接固定，开洞钢板(8)底部通过第一固定螺栓(16)与下连接支座(5)的第一下连接板(5-1)和第二下连接板(5-2)固定连接，第一下连接板(5-1)和第二下连接板(5-2)底部与下框架梁(10)顶端焊接固定；

步骤三：焊接固定开洞钢板(8)：将一个开洞钢板(8)的三个边通过板体(15)焊接安装在上框架梁(9)、下框架梁(10)和左框架柱(11)上，将另一个开洞钢板(8)的三个边通过板体(15)焊接安装在上框架梁(9)、下框架梁(10)和右框架柱(12)上。

5.权利要求4所述带有屈曲约束鱼尾板的开洞防屈曲剪力墙的施工方法，其特征在于：所述方法还包括以下步骤：

步骤四：固定外约束盖板(13)，每个开洞钢板(8)两侧分别设有一个平面外约束盖板(13)，且两个平面外约束盖板(13)和开洞钢板(8)通过多个第三固定螺栓(14)固定连接。

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