CN201883570U - 开孔式耗能钢板墙 - Google Patents

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安立刚
王征
王志兴
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Abstract

本实用新型涉及一种开孔式耗能钢板墙,包括结构梁、结构柱和内填钢板,所述内填钢板位于结构梁和结构柱围合成的矩形区域内,所述内填钢板通过围绕连接件与结构梁和结构柱连接,其上开有孔洞。本实用新型通过在内填钢板上开孔,改善了钢板剪力墙的抗震性能,实现了钢板剪力墙和耗能器合二为一,可广泛应用于钢结构和钢筋混凝土结构的耗能减震。

Description

开孔式耗能钢板墙
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种结构耗能装置,特别是一种开孔式耗能钢板墙。 背景技术
[0002] 由于延性较好的金属材料进入塑性以后具有良好的滞回性能,因而被用来制作各 种类型的耗能装置。钢板耗能装置一般由延性较好的低屈服点或者极低屈服点钢板制作而 成。其抗震机理简单,造价低,效果显著,同时,耗能装置一般是作为非承重构件安装在结构 中,在正常使用状态下,其能够提高结构的整体刚度;在小震情况下,按照规范要求,建筑 结构本身就能够满足抗震设防要求,此时结构的变形相对较小,钢板耗能器不进入或较少 部分进入塑性阶段;在遇到中震或大震时,钢板耗能器要率先进入塑性阶段,依靠其产生的 塑性能来减少结构的地震反应,其破坏不会影响整体结构的使用。
[0003] 钢板剪力墙由梁柱边框和内填钢板组装而成,是一种经济有效的新型抗侧力体 系。具有初始侧向刚度大,能量耗散能力良好,屈曲后屈服(薄板)或屈服后屈曲(厚板) 能继续承受荷载,位移延性系数大,内力重分布能力强。同时,钢板剪力墙又具一些缺点。 对于厚钢板剪力墙,其有较大的弹性初始面内刚度,通过面内抗剪承担侧向水平力,边框和 内填板共同承担整体倾覆力矩,但是,钢板剪力墙的屈服位移较大,导致在内填钢板未屈服 时,作为边框的梁柱就已经严重损伤,《高层民用建筑钢结构设计规程》规定钢板在剪切屈 服前不允许发生屈曲,不考虑屈曲后强度,因此厚钢板剪力墙没有充分发挥钢材的性能;薄 钢板剪力墙的性能主要由拉力场的发展和边界条件控制,边框承担大部分倾覆力矩,内填 板通过面内屈曲后拉力场承担剪力。但是薄钢板剪力墙屈服位移较大,且常常是先屈曲后 屈服,其滞回曲线存在较严重的捏缩现象,不利于抗震控制。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的是提供一种开孔式耗能钢板墙,要解决钢板剪力墙抗震效果不 好的技术问题;并解决钢板剪力墙面外屈曲严重的问题。
[0005] 为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
[0006] 一种开孔式耗能钢板墙,包括结构梁、结构柱和内填钢板,所述内填钢板位于结构 梁和结构柱围合成的矩形区域内,所述内填钢板通过围绕连接件与结构梁和结构柱连接, 其上开有孔洞。
[0007] 所述孔洞关于内填钢板水平轴线上下对称布置,且内填钢板水平轴线部位的开孔 面积大于其上部和下部的开孔面积。
[0008] 所述孔洞为正多边形、圆形或者椭圆形。
[0009] 所述连接件与结构梁焊接、通过螺栓连接或预埋在结构梁中。
[0010] 所述连接件为工字钢、槽钢、H型钢、方钢、T型钢或角钢。
[0011] 所述结构梁为钢筋混凝土梁或型钢梁,且所述结构柱为钢筋混凝土柱或型钢柱。
[0012] 与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果:[0013] 首先,本实用新型所述开孔式耗能钢板墙,大大提升了其耗能效果,其初始刚度 大,通过开孔,使应力在钢板耗能墙中的分布均勻,有利于使钢板多区域进入塑性状态,从 而大大增加了其钢板的塑性区域,滞回曲线饱满,耗能减震效果较好。
[0014] 其次,开孔式耗能钢板墙作为钢板剪力墙,具有传统钢板剪力墙初始刚度大的优 点,也克服了传统钢板剪力墙的缺点,如:传统的厚钢板剪力墙由于初始刚度、屈服位移均 较大,导致钢板未屈服前作为承重结构的梁、柱就已经严重损伤;而传统的薄钢板剪力墙因 拉立场的存在使得面外屈曲较严重导致其滞回曲线捏缩。开孔式耗能钢板墙通过适当的开 孔可改变面内的应力分布解决上述问题。因此,开孔式耗能钢板墙可实现钢板剪力墙和耗 能器合二为一。
[0015] 再者,可以在耗能钢板外根据需要悬挂保温板、混凝土预制板等其它材质构件,实 现防火、保温、美观的要求。
[0016] 本实用新型可广泛应用于钢结构和钢筋混凝土结构的抗震。 附图说明
[0017] 下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0018] 图1是本实用新型实施例一。
[0019] 图2是内嵌钢板详图。
[0020] 图3是本实用新型实施例二。
[0021] 图4是图3的A-A剖视图。
[0022] 图5是本实用新型实施例三。
[0023] 图6是图5的B-B剖视图。
[0024] 图7是本实用新型实施例四。
[0025] 图8是图7的C-C剖视图。
[0026] 图9是图7中预埋件安装详图。
[0027] 图10是图9的D-D剖视图。
[0028] 附图标记:1 一内填钢板、2 —钢筋混凝土梁、3 —钢筋混凝土柱、4 一孔洞、5 —连 接件、6 —螺栓、7 —型钢梁、8 —型钢柱、9 一结构梁、10 —结构柱、11 一端板。
具体实施方式
[0029] 实施例一参见图1和图2所示,一种开孔式耗能钢板墙,包括结构梁9、结构柱10 和内填钢板1,所述内填钢板1位于结构梁9和结构柱10围合成的矩形区域内,所述内填钢 板1通过围绕连接件5与结构梁9和结构柱10连接,其上开有孔洞4。
[0030] 所述孔洞4关于内填钢板水平轴线上下对称布置,且内填钢板水平轴线部位的开 孔面积大于其上部和下部的开孔面积。
[0031] 所述孔洞4为正多边形、圆形或者椭圆形。
[0032] 实施例二参见图3、图4,与实施例一不同的是所述结构梁9为型钢梁7所述结构 柱10为型钢柱8,所述连接件5为角钢,与结构梁9焊接。
[0033] 实施例三参见图5、图6,与实施例二不同的是所述连接件5为角钢与结构梁9通 过螺栓6连接。[0034] 实施例四参见图7〜图10,与实施例三不同的是所述结构梁9为钢筋混凝土梁2 所述结构柱10为钢筋混凝土柱3,所述连接件5为工字钢,其预埋在结构梁9中,其两端嵌 固在钢筋混凝土柱中,且焊接有端板11。
[0035] 所述连接件5还可为槽钢、H型钢、方钢或T型钢。

Claims (6)

1. 一种开孔式耗能钢板墙,包括结构梁(9)、结构柱(10)和内填钢板(1),所述内填钢 板(1)位于结构梁(9)和结构柱(10)围合成的矩形区域内,其特征在于:所述内填钢板(1) 通过围绕连接件(5)与结构梁(9)和结构柱(10)连接,其上开有孔洞(4)。
2.根据权利要求1所述的开孔式耗能钢板墙,其特征在于:所述孔洞(4)关于内填钢板 水平轴线上下对称布置,且内填钢板水平轴线部位的开孔面积大于其上部和下部的开孔面 积。
3.根据权利要求1所述的开孔式耗能钢板墙,其特征在于:所述孔洞(4)为正多边形、 圆形或者椭圆形。
4.根据权利要求1所述的开孔式耗能钢板墙,其特征在于:所述连接件(5)与结构梁 (9 )焊接、通过螺栓(6 )连接或预埋在结构梁(9 )中。
5.根据权利要求4所述的开孔式耗能钢板墙,其特征在于:所述连接件(5)为工字钢、 槽钢、H型钢、方钢、T型钢或角钢。
6.根据权利要求4所述的开孔式耗能钢板墙,其特征在于:所述结构梁(9)为钢筋混凝 土梁(2)或型钢梁(7),且所述结构柱(10)为钢筋混凝土柱(3)或型钢柱(8)。
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