CN215630854U - 一种装配式钢框架-耗能梯形波纹钢板墙 - Google Patents
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Abstract
一种装配式钢框架‑耗能梯形波纹钢板墙，属于建筑结构构件领域，本实用新型为了解决现有钢板剪力墙容易发生面外屈曲，难以满足高烈度地震区建筑物应用的问题。包括钢架、软钢阻尼器、连接横梁和耗能钢板墙。地震作用的时候将塑性变形集中于阻尼器以及波形腹板，降低了主体结构应力及塑性变形，实现对主体构件的保护，并且提高剪力墙的整体变形能力。阻尼器和波纹钢板之间采用栓接或焊接，在震害过后，可以先对结构体系整体评估，快速更换损坏的阻尼器及相关构件，实现波纹钢板剪力墙结构抗震性能快速恢复。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑结构构件领域，具体涉及一种装配式钢框架-耗能梯形波纹钢板墙。
背景技术
地震灾害的破坏性往往是巨大的，近年来人们对建筑物的抗震要求也明显提升，平面钢板剪力墙在施工上具有提高建造速度、降低工程造价、方便施工现场检查等优势，但是平面钢板剪力墙很容易发生面外屈曲，难以满足高烈度地震区建筑物的应用。
增强钢板剪力墙抗震性能有两个设计思路：一是“以硬碰硬”的方法，通过外界手段来提高墙体的抗侧刚度，主要有改变钢板剪力墙的截面形状、墙体外包混凝土板、墙体外贴敷纤维增强材料等。二是“以柔克刚”的方法，通过附加减震耗能装置来消耗地震能量。
将上述两种方法以硬碰硬+以柔克刚相结合，改变钢板剪力墙的截面形状，采用波纹钢板剪力墙，利用其刚度大，防屈曲能力强的特性，同时引入软钢阻尼器来消耗地震能量，这就形成了一种新型抗侧力体系，具有重要的现实意义和显著的工程实用价值。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种装配式钢框架-耗能梯形波纹钢板墙，以解决现有钢板剪力墙容易发生面外屈曲，难以满足高烈度地震区建筑物应用的问题。本实用新型采取的技术方案是：
一种装配式钢框架-耗能梯形波纹钢板墙，包括钢架、软钢阻尼器、连接横梁和耗能钢板墙；连接横梁、软钢阻尼器和耗能钢板墙由上至下依次连接，连接横梁与钢架的顶端连接，耗能钢板墙和钢架的底端连接。
进一步的，钢架是上横梁、左立柱、下横梁和右立柱依次首尾相连合围成的矩形边框。
进一步的，耗能钢板墙包括波纹钢板、上端梁和下端梁；波纹钢板纹路方向竖直设置，上端梁、波纹钢板和下端梁由上至下依次连接，下端梁与下横梁连接。
进一步的，波纹钢板是梯形波纹钢板。
进一步的，波纹钢板的波形是等腰梯形，梯形中位线长100-180mm，梯形高120-200mm。
进一步的，波纹钢板厚4-8mm。
进一步的，软钢阻尼器包括耗能腹板、上端板和下端板；上端板和下端板之间设有若干个耗能腹板，若干个耗能腹板竖直设置且间隔排列，下端板与上端梁连接。
进一步的，耗能腹板呈沙漏形。
进一步的，耗能腹板是LY160钢板、LY225钢板或Q235钢板中的一种。
进一步的，上端板是Q345钢板。
进一步的，下端板是Q345钢板。
进一步的，连接横梁是水平设置的呈工字型的工件，截面的水平两端沿长度方向设有若干加强筋，限位牛腿是连接横梁下端左右两侧分别向下设置的突起，两限位牛腿分列软钢阻尼器左右两侧，连接横梁上下两端分别和上横梁和上端板连接。
本实用新型与现有技术相比，具备的技术效果为：
1与纯抗弯钢框架以及普通支撑钢框架比较，相同的用钢量，即使在假定支撑不屈曲的条件下，支撑所能提供的抗侧刚度最多与钢板剪力墙持平。尽管墙板屈曲后的滞回曲线会有不同程度的捏拢，但墙板屈曲并不会导致承载力与耗能能力的骤降。这就明显优于支撑屈曲后拉压不对称造成耗能能力的急剧下滑。
2与防屈曲支撑BRB与粘滞阻尼器墙比较，钢板剪力墙不但相对便宜，且制作和施工都比较简单，因而其市场前景更佳。
3钢板剪力墙弥补了混凝土剪力墙或核心筒延性不足的弱点。试验表明，钢板剪力墙自身鲁棒性非常好，延性系数高，很难发生钢板剪力墙卸载的情况，相应外框架分担的水平力也不会大幅变化，有利于实现结构多道抗震防线的理念
4波纹钢板剪力墙体系相比混凝土结构，故能有效降低结构自重，减小地震响应，压缩基础费用，还可增加宝贵的使用面积，并使建筑布置更加灵活多变。同时，由于不需要额外对基础进行加固，使得钢板剪力墙非常适用于已有建筑的加固改造。
5制作安装方便快捷；其内嵌钢板与梁、柱的连接焊接或栓接方式简单易行，施工速度快，特别是对现有结构进行加固改造时，能不中断结构的使用。
6波纹钢板剪力墙体系采用软钢阻尼器、波纹钢板串联而成实现双屈服点塑性性能，相比其他粘滞阻尼墙耗能更为明显。
7地震作用时候将塑性变形集中于阻尼器以及波形腹板，降低了主体结构应力及塑性变形，实现对主体构件的保护，并且提高剪力墙的整体变形能力。
8阻尼器和波纹钢板之间采用栓接或焊接，在震害过后，可以先对结构体系整体评估，可以快速更换损坏的阻尼器及相关构件，实现波纹钢板剪力墙结构抗震性能快速恢复。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图，
图2是钢架示意图
图3是连接横梁示意图
图4是软钢阻尼器示意图
图5是耗能钢板墙示意图
图中：1-钢架、11-左立柱、12-上横梁、13-右立柱、14-下横梁、2-连接横梁、21-限位牛腿、22-加强筋、3-软钢阻尼器、31-上端板、32-耗能腹板、33-下端板、4-耗能钢板墙、41-上端梁、42-波纹钢板、43-下端梁。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型作进一步详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释，而本实用新型并不局限于以下实施例。
如图所示，一种装配式钢框架-耗能梯形波纹钢板墙，包括钢架1、软钢阻尼器3、连接横梁2和耗能钢板墙4；连接横梁2、软钢阻尼器3和耗能钢板墙4由上至下依次连接，连接横梁2与钢架1的顶端连接，耗能钢板墙4和钢架1的底端连接。
进一步的，钢架1是上横梁12、左立柱11、下横梁14和右立柱13依次首尾相连合围成的矩形边框。
进一步的，耗能钢板墙4包括波纹钢板42、上端梁41和下端梁43；波纹钢板42纹路方向竖直设置，上端梁41、波纹钢板42和下端梁43由上至下依次连接，下端梁43与下横梁14连接。
进一步的，波纹钢板42是梯形波纹钢板。
进一步的，波纹钢板42的波形是等腰梯形，梯形中位线长100-180mm，梯形高120-200mm。
进一步的，波纹钢板42厚4-8mm。
进一步的，软钢阻尼器3包括耗能腹板32、上端板31和下端板33；上端板31和下端板33之间设有若干个耗能腹板32，若干个耗能腹板32竖直设置且间隔排列，下端板33与上端梁41连接。
进一步的，耗能腹板32呈沙漏形。
进一步的，耗能腹板32是LY160钢板、LY225钢板或Q235钢板中的一种。
进一步的，上端板31是Q345钢板。
进一步的，下端板33是Q345钢板。
进一步的，连接横梁2是水平设置的呈工字型的工件，截面的水平两端沿长度方向设有若干加强筋22，限位牛腿是连接横梁下端左右两侧分别向下设置的突起，两限位牛腿21分列软钢阻尼器3左右两侧，连接横梁2上下两端分别和上横梁12和上端板31连接。
钢框架-耗能梯形波纹钢板墙是由外围钢架1、耗能钢板墙4、软钢阻尼器3及连接横梁2、限位牛腿21几部分构成。软钢阻尼器3相较于波纹钢板42具有较低的刚度及屈服位移，在受到中震作用时，软钢阻尼器3屈服而波纹钢板42并未屈服，软钢阻尼器3率先进入塑性工作状态，进行屈曲耗能，此时剪切型耗能波纹钢板42尚未达到其屈服位移仍然处于弹性工作状态，此阶段耗能主要由软钢阻尼器3承担；当遭遇大震作用时，具有较大屈服位移的波纹钢板42也达到屈服强度，进入塑性工作状态，因软钢阻尼器3刚度小，所以会产生较大的变形，所以设置限位牛腿21通过计算预留软钢阻尼器3变形空间，使得软钢阻尼器3变形在控制范围内，同时软钢阻尼器3优异疲劳性能，可以同波纹钢板42共同工作，此为第二工作阶段，由此实现结构的多阶段耗能。
以上实施例只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。
Claims (9)
1.一种装配式钢框架-耗能梯形波纹钢板墙，其特征在于：包括钢架(1)、软钢阻尼器(3)、连接横梁(2)和耗能钢板墙(4)；连接横梁(2)、软钢阻尼器(3)和耗能钢板墙(4)由上至下依次连接，连接横梁(2)与钢架(1)的顶端连接，耗能钢板墙(4)和钢架(1)的底端连接。
2.根据权利要求1所述的一种装配式钢框架-耗能梯形波纹钢板墙，其特征在于：所述钢架(1)是上横梁(12)、左立柱(11)、下横梁(14)和右立柱(13)依次首尾相连合围成的矩形边框。
3.根据权利要求2所述的一种装配式钢框架-耗能梯形波纹钢板墙，其特征在于：所述耗能钢板墙(4)包括波纹钢板(42)、上端梁(41)和下端梁(43)；波纹钢板(42)纹路方向竖直设置，上端梁(41)、波纹钢板(42)和下端梁(43)由上至下依次连接，下端梁(43)与下横梁(14)连接。
4.根据权利要求3所述的一种装配式钢框架-耗能梯形波纹钢板墙，其特征在于：所述波纹钢板(42)是梯形波纹钢板。
5.根据权利要求4所述的一种装配式钢框架-耗能梯形波纹钢板墙，其特征在于：所述波纹钢板(42)的波形是等腰梯形，梯形中位线长100-180mm，梯形高120-200mm。
6.根据权利要求5所述的一种装配式钢框架-耗能梯形波纹钢板墙，其特征在于：所述波纹钢板(42)厚4-8mm。
7.根据权利要求3-6任一项所述的一种装配式钢框架-耗能梯形波纹钢板墙，其特征在于：所述软钢阻尼器(3)包括耗能腹板(32)、上端板(31)和下端板(33)；上端板(31)和下端板(33)之间设有若干个耗能腹板(32)，若干个耗能腹板(32)竖直设置且间隔排列，下端板(33)与上端梁(41)连接。
8.根据权利要求7所述的一种装配式钢框架-耗能梯形波纹钢板墙，其特征在于：所述耗能腹板(32)呈沙漏形。
9.根据权利要求8所述的一种装配式钢框架-耗能梯形波纹钢板墙，其特征在于：所述连接横梁(2)是水平设置的呈工字型的工件，截面的水平两端沿长度方向设有若干加强筋(22)，限位牛腿(21)是连接横梁(2)下端左右两侧分别向下设置的突起，两限位牛腿(21)分列软钢阻尼器(3)左右两侧，连接横梁(2)上下两端分别和上横梁(12)和上端板(31)连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN117822763A (zh) * | 2024-03-05 | 2024-04-05 | 长安大学 | 一种滑移阻尼装置 |
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- 2021-08-12 CN CN202121883784.9U patent/CN215630854U/zh active Active
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