CN220117517U - 一种内置弹力环钢混组合波纹钢板剪力墙结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内置弹力环钢混组合波纹钢板剪力墙结构，包括剪力墙体系和钢混组合柱，剪力墙体系两端通过H型钢固定连接钢混组合柱；剪力墙体系内部为空心多层结构，包括钢板空腔层，其内部设有若干弹力环，内壁安置有波纹钢板和隔层钢板，弹力环之间以及弹力环与波纹钢板之间均通过环间连接钢板连接；波纹钢板的两侧端部固定设置在端口连接钢板的板面上，隔层钢板包覆在波纹钢板的外侧；本实用新型剪力墙结构包括多层隔离结构并形成内部空腔，既减轻结构自重，又具有良好的保温、隔声、防火、耐腐蚀性能；内部采用波形为正弦波的波纹钢板，提高结构整体刚度和极限承载力；同时还具有布置灵活、占用空间小等特点。

Description

一种内置弹力环钢混组合波纹钢板剪力墙结构

技术领域

本实用新型涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种内置弹力环钢混组合波纹钢板剪力墙结构。

背景技术

近几年，随着国家对钢铁工业的大力发展，矿业和钢铁冶炼技术日趋成熟，造成了现在的钢铁产能过剩，因而我国政府大力推动绿色建筑和钢材建筑，发展钢结构、新材料结构，改善建筑检测和整体质量。

地震是一种重大的自然灾难，建筑物的坍塌对人民的生命财产安全构成了极大的威胁，而对震后的建筑物进行维护，则会造成大量的人力、物力和财力的浪费，因此，在建筑的结构设计中必须充分考虑到它的抗震特性。钢结构在解决这一问题上有着得天独厚的优势，它可以降低结构的重量，提高结构的承载能力和抗震能力，而且它还可以循环利用，非常适合于装配式结构。

目前主流采用的是平钢板剪力墙，它最初是为高层结构而设计的，它主要起抗侧作用，但由于其厚度太薄，容易发生平面内弯曲，导致滞后曲线容易“捏拢”，且在受力时会产生很大的噪声；组合剪力墙旨在利用钢板承载力高、延性好、施工快捷和混凝土板刚度大、抗火性能好等优点，形成一种综合性能优越的构件形式。双层钢板内填混凝土组合剪力墙是钢板-混凝土组合剪力墙中的一种。在这种组合剪力墙中，混凝土处于核心位置，受到两面钢板的约束；同时，核心混凝土也会起到防止钢板过早屈曲的作用。从受力性能上讲，这种组合方式最能发挥两种材料的优点，具有很高的抗压承载力和抗剪承载力，尤其适用于高层及超高层建筑。

因此，需要设计和研制一种能够降低结构自身重量，满足结构承载力、刚度和抗震性能要求同时方便施工的新型的建筑剪力墙结构。

实用新型内容

为了解决现有技术所存在的上述问题，本实用新型提供了一种内置弹力环钢混组合波纹钢板剪力墙结构；通过提供多层隔离结构，使其不但能有效减轻结构自重，而且具有良好的保温、隔声、防火、耐腐蚀性能，同时还提高滞回性能。

本实用新型的技术方案如下：

一种内置弹力环钢混组合波纹钢板剪力墙结构，包括剪力墙体系和钢混组合柱，剪力墙体系两端通过H型钢固定连接钢混组合柱；剪力墙体系内部为空心多层结构，包括钢板空腔层，钢板空腔层的内部设有若干弹力环，内壁安置有波纹钢板和隔层钢板，弹力环之间以及弹力环与波纹钢板之间均通过环间连接钢板连接；波纹钢板沿着剪力墙体系的长度方向铺设，并且波纹钢板的两侧端部固定设置在端口连接钢板的板面上；隔层钢板包覆在波纹钢板的外侧并且沿着钢板空腔上下面的内壁安置。

优选的，剪力墙体系还包括保温防火层和混凝土保护层，保温防火层粘贴在隔层钢板的外侧壁，混凝土保护层浇筑在保温防火层的外侧位置。

优选的，钢混组合柱包括柱间混凝土和型钢，型钢上设有用于高强螺栓穿过的螺栓孔；柱间混凝土围绕型钢进行浇筑。

优选的，钢混组合柱通过型钢与H型钢固定连接；H型钢包括外侧翼板，内侧翼板和腹板，外侧翼板通过高强螺栓固定在端口连接钢板的外表面；内侧翼板通过高强螺栓固定在型钢的外壁；外侧翼板与内侧翼板垂直于剪力墙体系的长度方向设置，且外侧翼板与内侧翼板之间通过垂直焊接的腹板相连接。

优选的，波纹钢板采用正弦波形，波峰端与隔层钢板的内壁相抵接。

优选的，隔层钢板和环间连接钢板均采用低屈服强度钢材。

优选的，保温防火层的材料选用XPS挤塑保温板。

本实用新型具有如下有益效果：本实用新型剪力墙结构包括多层隔离结构并形成内部空腔，既减轻结构自重，又具有良好的保温、隔声、防火、耐腐蚀性能；内部采用对称的波形为正弦波的波纹钢板，使得增加钢板强轴方向的抗弯刚度，减少构件受荷载屈曲变形，提高结构整体刚度和极限承载力；波形钢板之间采用弹力环，使得剪力墙结构屈服强度增大，滞回曲线更饱满，极大增强结构抗震耗能性能；同时还具有布置灵活、占用空间小、易与围护墙体配合的建筑特点；本实用新型易加工、易拼装，具有适合建筑的模块化、标准化、工厂化和信息化发展的施工特点。

附图说明

图1为本实用新型的剖面布置示意图；

图2为本实用新型的细部构造示意图。

图中附图标记表示为：

1、剪力墙体系；2、钢混组合柱；3、钢板空腔层；4、保温防火层；5、混凝土保护层；6、波纹钢板；7、隔层钢板；8、环间连接钢板；9、弹力环；10、端口连接钢板；11、柱间混凝土；12、型钢；13、“H”型钢；14、外侧翼板；15、内侧翼板；16、腹板；17、高强螺栓。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1至图2，一种内置弹力环钢混组合波纹钢板剪力墙结构，包括剪力墙体系1和钢混组合柱2，剪力墙体系1两端通过H型钢13固定连接钢混组合柱2；剪力墙体系1内部为空心多层结构，包括钢板空腔层3，钢板空腔层3的内部设有若干弹力环9，内壁安置有波纹钢板6和隔层钢板7，弹力环9之间以及弹力环9与波纹钢板6之间均通过环间连接钢板8连接；波纹钢板6沿着剪力墙体系1的长度方向铺设，并且波纹钢板6的两侧端部固定设置在端口连接钢板10的板面上；隔层钢板7包覆在波纹钢板6的外侧并且沿着钢板空腔3上下面的内壁安置。

进一步的，剪力墙体系1还包括保温防火层4和混凝土保护层5，保温防火层4粘贴在隔层钢板7的外侧壁，混凝土保护层5浇筑在保温防火层4的外侧位置。

进一步的，钢混组合柱2包括柱间混凝土11和型钢12，型钢12上设有用于高强螺栓17穿过的螺栓孔；柱间混凝土11围绕型钢12进行浇筑。

进一步的，钢混组合柱2通过型钢12与H型钢固定连接；H型钢13包括外侧翼板14，内侧翼板15和腹板16，外侧翼板14通过高强螺栓17固定在端口连接钢板10的外表面；内侧翼板15通过高强螺栓17固定在型钢12的外壁；外侧翼板14与内侧翼板15垂直于剪力墙体系1的长度方向设置，且外侧翼板14与内侧翼板15之间通过垂直焊接的腹板16相连接。

进一步的，波纹钢板6采用正弦波形，波峰端与隔层钢板7的内壁相抵接。

进一步的，隔层钢板7和环间连接钢板8均采用低屈服强度钢材。

进一步的，保温防火层4的材料选用XPS挤塑保温板，XPS挤塑保温板材料的防火性能优异，保温隔热性好，吸声效果显著。

本实用新型的工作原理：

在本实用新型中，包括剪力墙体系1和钢混组合柱2，剪力墙体系1两端通过H型钢13固定连接钢混组合柱2，钢混组合柱2包括柱间混凝土11和型钢12，型钢12上设有用于高强螺栓17穿过的螺栓孔；柱间混凝土11围绕型钢12进行浇筑；钢混组合柱2通过型钢12与H型钢固定连接；H型钢13包括外侧翼板14，内侧翼板15和腹板16，外侧翼板14通过高强螺栓17固定在端口连接钢板10的外表面；内侧翼板15通过高强螺栓17固定在型钢12的外壁；外侧翼板14与内侧翼板15垂直于剪力墙体系1的长度方向设置，且外侧翼板14与内侧翼板15之间通过垂直焊接的腹板16相连接；由此，形成了整体上的剪力墙结构；与此同时，剪力墙体系1、钢混组合柱2中均使用钢混组合的结构，能同时充分发挥混凝土的抗压性能和钢材的抗拉性能，两者相互协调，提高结构承载力和刚度，也增强结构的耐火性和耐腐蚀性；H型钢13的自身弹性屈曲性能好，可以一定程度提高结构整体刚度和抗震性能；而且使用H型钢13连接各个剪力墙体系1和钢混组合柱2，可以形成结构物整体框架体系，使结构相互间的连接更加牢固，增强整体稳定性。

剪力墙体系1内部为空心多层结构，包括钢板空腔层3，可以有效减轻结构自重，并增强保温、隔声和防火的性能；钢板空腔层3的内部设有若干弹力环9，内壁安置有波纹钢板6和隔层钢板7，弹力环9之间以及弹力环9与波纹钢板6之间均通过环间连接钢板8连接，此种做法在极大程度上提高了结构的屈服强度，使滞回性能更加出色，最后通过浇筑混凝土保护层5使结构连成整体，并避免内部钢材产生严重锈蚀；波纹钢板6沿着剪力墙体系1的长度方向铺设，并且波纹钢板6的两侧端部固定设置在端口连接钢板10的板面上，端口连接钢板10垂直于剪力墙体系1安置；隔层钢板7包覆在波纹钢板6的外侧；剪力墙体系1还包括保温防火层4和混凝土保护层5，保温防火层4粘贴在隔层钢板7的外侧壁，混凝土保护层5浇筑在保温防火层4的外侧位置；同样的，波纹钢板6采用了正弦波形，波峰端与隔层钢板7的内壁相抵接，在强轴方向的抗弯刚度得到增强，有效避免钢板受荷时的屈曲失稳，提高结构整体刚度；波纹钢板6和隔层钢板7的滞回曲线饱满，抗震耗能性能更加优异；隔层钢板7和环间连接钢板8均采用低屈服强度钢材；保温防火层4的材料选用XPS挤塑保温板，XPS挤塑保温板材料的防火性能优异，保温隔热性好，吸声效果显著。

在正常使用的时候，建筑结构中两个钢混组合柱2之间的剪力墙体系1既起到隔断两侧空间又能抵抗侧向作用力，由于多层组合结构的隔离，包括钢板空腔层3、隔层钢板7、保温防火层4、混凝土保护层5、环间连接钢板8和弹力环9，既有效减轻了结构的自重，又具有良好的保温、隔声、防火、防腐蚀性能；整体结构的刚度大，能有效抵抗竖向荷载；而剪力墙体系1内部使用波纹钢板6和弹力环9，波纹钢板6和弹力环9的横向承载力和弹性屈曲性能都很优异，能有效抵抗并传递结构侧向力。本发明充分利用钢材与混凝土的优点，结构整体抗震性能显著提高，地震作用时，钢混组合柱2中的型钢12、H型钢13都能提供很好的延性，并满足结构框架在受震动状态下的位移要求；剪力墙体系1中的波纹钢板6、隔层钢板7和弹力环9，可在地震作用下沿剪力墙体系1长度方向产生较大形变，提高结构屈服强度，依靠自身变形起到减震耗能效果，使三者的滞回曲线更加饱满，能极大增强剪力墙体系1的抗震性能。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种内置弹力环钢混组合波纹钢板剪力墙结构，其特征在于：包括剪力墙体系(1)和钢混组合柱(2)，所述剪力墙体系(1)两端通过H型钢(13)固定连接所述钢混组合柱(2)；所述剪力墙体系(1)内部为空心多层结构，包括钢板空腔层(3)，所述钢板空腔层(3)的内部设有若干弹力环(9)，内壁上安置有波纹钢板(6)和隔层钢板(7)，所述弹力环(9)之间以及弹力环(9)与波纹钢板(6)之间均通过环间连接钢板(8)连接；所述波纹钢板(6)沿着所述剪力墙体系(1)的长度方向铺设，并且所述波纹钢板(6)的两侧端部固定设置在端口连接钢板(10)的板面上；所述隔层钢板(7)包覆在所述波纹钢板(6)的外侧并且沿着所述钢板空腔层(3)上下面的内壁安置。

2.根据权利要求1所述的一种内置弹力环钢混组合波纹钢板剪力墙结构，其特征在于：所述剪力墙体系(1)还包括保温防火层(4)和混凝土保护层(5)，所述保温防火层(4)粘贴在所述隔层钢板(7)的外侧壁，所述混凝土保护层(5)浇筑在所述保温防火层(4)的外侧位置。

3.根据权利要求1所述的一种内置弹力环钢混组合波纹钢板剪力墙结构，其特征在于：所述钢混组合柱(2)包括柱间混凝土(11)和型钢(12)，所述型钢(12)上设有用于高强螺栓(17)穿过的螺栓孔；所述柱间混凝土(11)围绕所述型钢(12)进行浇筑。

4.根据权利要求1所述的一种内置弹力环钢混组合波纹钢板剪力墙结构，其特征在于：所述钢混组合柱(2)通过型钢(12)与所述H型钢固定连接；所述H型钢(13)包括外侧翼板(14)，内侧翼板(15)和腹板(16)，所述外侧翼板(14)通过高强螺栓(17)固定在所述端口连接钢板(10)的外表面；所述内侧翼板(15)通过高强螺栓(17)固定在所述型钢(12)的外壁；所述外侧翼板(14)与所述内侧翼板(15)垂直于所述剪力墙体系(1)的长度方向设置，且外侧翼板(14)与内侧翼板(15)之间通过垂直焊接的腹板(16)相连接。

5.根据权利要求1所述的一种内置弹力环钢混组合波纹钢板剪力墙结构，其特征在于：所述波纹钢板(6)采用正弦波形，波峰端与所述隔层钢板(7)的内壁相抵接。

6.根据权利要求1所述的一种内置弹力环钢混组合波纹钢板剪力墙结构，其特征在于：所述隔层钢板(7)和所述环间连接钢板(8)均采用低屈服强度钢材。

7.根据权利要求2所述的一种内置弹力环钢混组合波纹钢板剪力墙结构，其特征在于：所述保温防火层(4)的材料选用XPS挤塑保温板。