CN217480497U

CN217480497U - 一种装配式预应力筋支撑钢板剪力墙

Info

Publication number: CN217480497U
Application number: CN202221318673.8U
Authority: CN
Inventors: 高焌栋; 钱辉; 王翔宇; 张勋; 蔡黎明; 滕猛; 高树才; 王世权; 周集建
Original assignee: Zhengzhou University
Current assignee: Zhengzhou University
Priority date: 2022-05-30
Filing date: 2022-05-30
Publication date: 2022-09-23
Anticipated expiration: 2032-05-30

Abstract

本实用新型提出了一种装配式预应力筋支撑钢板剪力墙，包括：上下钢梁、左右钢柱、不锈钢墙板和预应力筋；上下钢梁和左右钢柱的端部焊接固定为整体外框架；所述钢梁和所述钢柱设置鱼尾板；所述鱼尾板的连接板上沿所述整体外框架的内框方向设置有不锈钢墙板连接板，所述不锈钢墙板连接板上开设有一排螺栓孔；所述不锈钢墙板通过螺栓与上下左右钢梁相连；所述整体外框架在钢梁和钢柱的两外槽钢翼缘上拧设有螺杆Ⅰ；所述不锈钢墙板的两侧面上布设有螺杆Ⅱ；所述螺杆Ⅰ上拧设有柱形夹头Ⅰ，所述螺杆Ⅱ上拧设有柱形夹头Ⅱ，所述柱形夹头Ⅰ和所述柱形夹头Ⅱ上开设有通孔，所述预应力筋穿设在所述柱形夹头Ⅰ和所述柱形夹头Ⅱ上的通孔内。

Description

一种装配式预应力筋支撑钢板剪力墙

技术领域

本实用新型属于结构工程技术领域，具体涉及一种装配式预应力筋支撑钢板剪力墙。

背景技术

剪力墙是高层建筑结构的主要抗侧力构件。随着建筑规范要求的不断提高以及高层和超高层建筑高度的增加，对高性能剪力墙的需求越来越大。在过去的几十年里，钢板剪力墙作为一种新型的抗侧力体系被广泛研究并应用于具有高延性、高初始刚度和耗能良好的高层建筑结构中。钢板墙结构较普通钢筋混凝土墙厚度减小很多，有效降低结构自重，减小地震响应，并控制结构成本费用，除此之外钢板剪力墙也可适用于既有建筑结构的加固改造。

随着资源的日益紧张，对环境保护提出了更高质量的要求，我国建筑产业的发展方式正在着力转型。装配式建筑的发展符合建筑产业贯彻落实绿色发展理念，在中国研究方兴未艾。相对于传统现浇型建筑，装配式建筑有效解决建筑行业劳力短缺、建筑成本提升、有效保证工期和施工质量，能过严格落实绿色环保安全等方面的规定，得到了快速发展和广泛认可。不同设计类型的钢板剪力墙拥有其自身的特点和适用环境。钢板剪力墙发生屈曲后会形成拉力带，类似于一系列斜撑作用，对边柱会产生较大的附加弯距，增加了柱子的负担。防屈曲钢板剪力墙主要目的是为了抑制钢墙板屈曲而提出的，采用新的结构形式和材料削弱和抑制钢墙板的面外变形。

在装配式钢板剪力墙中应用具有良好延性性能和应变硬化性能的不锈钢墙板，为结构提供充足的安全冗余度，并采用预应力结构形式来实现装配式钢板剪力震后功能自恢复。目前在装配式钢板剪力墙采用不锈钢墙板预应力组合结构形式的研究或报道尚未出现。

实用新型内容

为了解决上述问题，有必要提供一种装配式预应力筋支撑钢板剪力墙。

本实用新型提供一种装配式预应力筋支撑钢板剪力墙，包括：

上下钢梁、左右钢柱、不锈钢墙板和预应力筋；

上下钢梁和左右钢柱的端部焊接固定为整体外框架；

所述钢梁和所述钢柱设置鱼尾板；所述鱼尾板的连接板上沿所述整体外框架的内框方向设置有不锈钢墙板连接板，所述不锈钢墙板连接板上开设有一排螺栓孔；

所述不锈钢墙板通过螺栓与上下左右钢梁相连，以与所述整体外框架连接成整体；

所述整体外框架在钢梁和钢柱的两外槽钢翼缘上拧设有螺杆Ⅰ；

所述不锈钢墙板的两侧面上布设有螺杆Ⅱ；

所述螺杆Ⅰ上拧设有柱形夹头Ⅰ，所述螺杆Ⅱ上拧设有柱形夹头Ⅱ，所述柱形夹头Ⅰ和所述柱形夹头Ⅱ上开设有通孔，所述预应力筋穿设在所述柱形夹头Ⅰ和所述柱形夹头Ⅱ上的通孔内。

基于上述，所述螺杆Ⅰ和所述螺杆Ⅱ沿所述整体外框架的对角线方向布设，或仅沿横向方向布设，或仅沿纵向方向布设，或沿纵横十字交叉网格状布设。

基于上述，所述柱形夹头Ⅰ包括通过内六角螺栓连接的上夹头Ⅰ和下夹头Ⅰ；所述柱形夹头Ⅰ的通孔由开设在所述上夹头Ⅰ上的半圆孔和开设在所述下夹头Ⅰ上的半圆孔组成；所述柱形夹头Ⅰ的通孔内设置有锚夹具，所述锚夹具上布设锥形通孔。

基于上述，所述柱形夹头Ⅱ包括通过内六角螺栓连接的上夹头Ⅱ、中夹头和下夹头Ⅱ；所述柱形夹头Ⅱ的通孔由两个十字形排布的第一通孔和第二通孔组成，所述第一通孔由开设在所述上夹头Ⅱ上的半圆孔和开设在所述中夹头一端面的半圆孔组成，所述第二通孔由开设在所述下夹头Ⅱ上的半圆孔和开设在所述中夹头另一端面的半圆孔组成。

基于上述，所述螺杆Ⅰ和所述螺杆Ⅱ为柱形双头螺栓。

基于上述，所述预应力筋采用预应力钢绞线。

本实用新型相对现有技术，具有实质性特点和进步，具体来说：

1、装配式钢板剪力墙墙板采用不锈钢墙板，利用不锈钢墙板的高强度为结构提供足够抗侧力刚度，利用不锈钢板的高延性可保证结构达到屈服状态时，仍有足够的安全保证不至于快速破坏。不锈钢板具有优异的耐腐蚀性、耐久性、工作温度区域范围广，为该装配式钢板剪力墙提供丰富的使用环境。

2、装配式钢板剪力墙在整体外框架两侧对称穿束锚固预应力绞线，不锈钢墙板沿对称以合适间距开洞，并采用一种螺栓组合结构，实现穿束预应力筋，使得预应力筋与不锈钢墙板形成整体结构共同受力。

3、穿束的预应力筋通过柱形夹头I和柱形夹头II与不锈钢墙板相连，力均匀更加传递，预应力筋在一定程度上可以增强不锈钢墙板刚度，在地震作用下，对称设置的预应力筋可以实现快速自复位，减少结构变形，防止结构破坏。

4、不锈钢墙板适当距离开洞可以减弱拉应力带，对称对角布置的预应力筋有效抑制不锈钢墙板屈曲，共同作用可以极大的削弱拉应力场效应。

5、该结构采用预应力钢绞线，可根据结构承载力要求设定预应力值，整体结构无需施加的过大的预应力即可保证结构的自复位能力，实现钢板剪力墙的防屈曲。

6、结构构件均为钢铁制品，即使发生破坏，更换后可回炉重炼，进而实现可循环利用，该结构属于绿色建筑结构范畴。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型装配式预应力筋支撑钢板剪力墙的正面结构示意图。

图2是本实用新型装配式预应力筋支撑钢板剪力墙的侧面结构示意图（隐藏了不锈钢墙板）。

图3是本实用新型装配式预应力筋支撑钢板剪力墙的鱼尾板的结构示意图。

图4是本实用新型装配式预应力筋支撑钢板剪力墙的螺栓组合结构Ⅰ的爆炸结构示意图。

图5是本实用新型装配式预应力筋支撑钢板剪力墙的螺栓组合结构II的爆炸结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步地详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节，以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-5所示，本实施实例提出一种装配式预应力筋支撑钢板剪力墙，包括：上下钢梁1、左右钢柱2、不锈钢墙板3和预应力筋4。所述预应力筋4采用预应力钢绞线。

上下钢梁1和左右钢柱2的端部焊接固定为整体外框架；所述钢梁和所述钢柱设置鱼尾板；所述鱼尾板的连接板11上沿所述整体外框架的内框方向设置有不锈钢墙板连接板12，所述不锈钢墙板连接板12上开设有一排螺栓孔13；所述不锈钢墙板3通过螺栓与上下钢梁1、左右钢柱2相连，以与所述整体外框架连接成整体。

所述整体外框架在钢梁和钢柱的两外槽钢翼缘上拧设有螺杆Ⅰ6；所述不锈钢墙板3的两侧面上布设有螺杆Ⅱ7；所述螺杆Ⅰ6和所述螺杆Ⅱ7沿所述整体外框架的对角线方向布设，或仅沿横向方向布设，或仅沿纵向方向布设，或沿纵横十字交叉网格状布设。所述螺杆Ⅰ6和所述螺杆Ⅱ7为柱形双头螺栓。

所述螺杆Ⅰ6上拧设有柱形夹头Ⅰ61，所述螺杆Ⅱ7上拧设有柱形夹头Ⅱ71，所述柱形夹头Ⅰ61和所述柱形夹头Ⅱ71上开设有通孔，所述预应力筋4穿设在所述柱形夹头Ⅰ61和所述柱形夹头Ⅱ71上的通孔内；

所述柱形夹头Ⅰ61包括通过内六角螺栓连接的上夹头Ⅰ611和下夹头Ⅰ612；所述柱形夹头Ⅰ61的通孔由开设在所述上夹头Ⅰ611上的半圆孔和开设在所述下夹头Ⅰ612上的半圆孔组成；所述柱形夹头Ⅰ61的通孔内设置有锚夹具5，所述锚夹具5上布设锥形通孔；

所述柱形夹头Ⅱ71包括通过内六角螺栓连接的上夹头Ⅱ711、中夹头712和下夹头Ⅱ713；所述柱形夹头Ⅱ71的通孔由两个十字形排布的第一通孔和第二通孔组成，所述第一通孔由开设在所述上夹头Ⅱ711上的半圆孔和开设在所述中夹头712一端面的半圆孔组成，所述第二通孔由开设在所述下夹头Ⅱ713上的半圆孔和开设在所述中夹头712另一端面的半圆孔组成。

所述装配式预应力筋支撑钢板剪力墙的装配方法，包括以下步骤：

步骤1，预先将带有螺栓孔的鱼尾板结构焊接，形成整体外框架；

步骤2，不锈钢墙板3通过螺栓与鱼尾板相连，与框架连接成整体；

步骤3，柱形夹头Ⅰ61通过内六角螺栓拧紧，钢梁和钢柱的两外槽钢翼缘对穿螺栓孔穿束双头螺栓，拧紧柱形夹头I61，形成螺栓组合结构I；

步骤4，柱形夹头Ⅱ71通过内六角螺栓拧紧，对称固定在不锈钢墙板3上，双头螺栓的两侧装上垫片拧紧螺母，拧紧柱形夹头Ⅱ71，形成螺栓组合结构II；

步骤5，预应力筋沿柱形夹头I61和柱形夹头II71组成的方向穿束，按照结构设计要求施加预紧力，使预应力绞线拉直并固定。

所述装配式预应力筋支撑钢板剪力墙的受力描述：

1、水平地震作用及风荷载作用在结构上，结构承受水平力作用时，水平力主要由框架通过高强螺栓连接传递至不锈钢墙板；

2、结构在小震作用下，不锈钢墙板和框架共同受力，承受剪力和弯矩共同作用，不锈钢墙板承担主要剪力和弯矩，不锈钢板未达到屈服荷载，此时整体结构的抗侧力刚度较大，结构处于弹性状态；

3、结构在中震或大震作用下，水平力作用增加，不锈钢墙板达到屈服强度，不锈钢板发生屈曲，两侧预应力绞线受拉，传递不同位置的螺栓组合结构以拉力，抵抗不锈钢墙板的屈曲变形。随着水平作用力进一步加大，不锈钢墙板屈曲变形后会形成的拉力场来抵抗水平力，锚固在框架上的拉力场对边柱会产生较大的附加弯距，结构抗侧刚度显著降低，不锈钢墙板沿对角线方向开孔可以部分缓解拉力场，当拉力场形成，两侧预应力绞线传递至拉力场的螺栓组合结构的拉力进一步加大，抑制拉力场扩大；

4、预应力绞线在拉力场形成后，预应力通过螺栓组合结构和框架结构、不锈钢墙板连接成一个整体，预应力绞线在抵抗侧向刚度同时发挥作用；

5、当外力撤除后，不锈钢墙板在预应力绞线传递至螺栓组合结构的拉力作用下变形恢复，从而实现结构震后自复位。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种装配式预应力筋支撑钢板剪力墙，其特征在于，包括：

上下钢梁、左右钢柱、不锈钢墙板和预应力筋；

上下钢梁和左右钢柱的端部焊接固定为整体外框架；

所述不锈钢墙板的两侧面上布设有螺杆Ⅱ；

2.根据权利要求1所述的装配式预应力筋支撑钢板剪力墙，其特征在于：所述螺杆Ⅰ和所述螺杆Ⅱ沿所述整体外框架的对角线方向布设，或仅沿横向方向布设，或仅沿纵向方向布设，或沿纵横十字交叉网格状布设。

3.根据权利要求2所述的装配式预应力筋支撑钢板剪力墙，其特征在于：所述柱形夹头Ⅰ包括通过内六角螺栓连接的上夹头Ⅰ和下夹头Ⅰ；所述柱形夹头Ⅰ的通孔由开设在所述上夹头Ⅰ上的半圆孔和开设在所述下夹头Ⅰ上的半圆孔组成；所述柱形夹头Ⅰ的通孔内设置有锚夹具，所述锚夹具上布设锥形通孔。

4.根据权利要求3所述的装配式预应力筋支撑钢板剪力墙，其特征在于：所述柱形夹头Ⅱ包括通过内六角螺栓连接的上夹头Ⅱ、中夹头和下夹头Ⅱ；所述柱形夹头Ⅱ的通孔由两个十字形排布的第一通孔和第二通孔组成，所述第一通孔由开设在所述上夹头Ⅱ上的半圆孔和开设在所述中夹头一端面的半圆孔组成，所述第二通孔由开设在所述下夹头Ⅱ上的半圆孔和开设在所述中夹头另一端面的半圆孔组成。

5.根据权利要求4所述的装配式预应力筋支撑钢板剪力墙，其特征在于：所述螺杆Ⅰ和所述螺杆Ⅱ为柱形双头螺栓。

6.根据权利要求5所述的装配式预应力筋支撑钢板剪力墙，其特征在于：所述预应力筋采用预应力钢绞线。