一種裝配式帶邊框加肋鋼板剪力墻的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型的裝配式帶邊框加肋鋼板剪力墻，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)是20世紀70年代由日本鋼鐵公司將鋼板剪力墻應(yīng)用于建筑中，從而發(fā)展起來的一種新型抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，過去四十幾年來，關(guān)于鋼板墻作為主要水平抗側(cè)力體系的試驗研究和數(shù)值分析揭示了其獨特的表現(xiàn)，包括較大的彈性初始剛度、大變形能力和良好的塑性性能、穩(wěn)定的滯回特性等。到目前為止，全球采用鋼板剪力墻作為主要抗側(cè)力構(gòu)件的建筑共已有數(shù)十幢，主要分布在北美和日本等地震高烈度區(qū)。鋼板墻已成為一種非常具有發(fā)展前景的高層抗側(cè)力體系，尤其適用于高烈度地震區(qū)建筑。
[0003]傳統(tǒng)薄板剪力墻由于其寬厚比較大，在側(cè)向力較小時就發(fā)生局部屈曲，并隨著側(cè)向力的逐漸增大在鋼板墻對角線方向形成拉力帶，加勁鋼板墻的設(shè)計原理是利用不同形式的加勁肋延緩鋼板的屈曲，提高鋼板的極限承載力及延性性能。對薄鋼板墻，可以通過設(shè)置加勁肋以改善其受力性能及延性。傳統(tǒng)薄鋼板剪力墻盡管具有很好的經(jīng)濟效益，但它易發(fā)生屈曲在受力時失效導(dǎo)致框架柱負擔(dān)多余荷載，并且施工時需要現(xiàn)場焊接，施工速度慢。因此帶邊框加肋及裝配式的鋼板剪力墻既可以提高鋼板的抗側(cè)剛度，讓鋼板盡可能的保持在平面內(nèi)工作，提高剪力墻的抗震性能和耗能能力，同時降低造價，縮短工期，提高經(jīng)濟效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了一種新型的裝配式帶邊框加肋鋼板剪力墻，其目的在于，克服薄鋼板剪力墻因過早的平面外屈曲而不能充分發(fā)揮鋼材的強度和延性的缺點，提高了鋼板剪力墻的平面外穩(wěn)定，極限承載能力和抗側(cè)剛度，充分發(fā)揮了鋼材的優(yōu)勢；采用裝配式模塊，所有構(gòu)件均可工廠預(yù)制，節(jié)約成本，縮短施工工期。
[0005]傳統(tǒng)薄鋼板剪力墻由于其寬厚比較大，在受到側(cè)向荷載較小時就發(fā)生局部屈曲，并且隨著側(cè)向荷載的逐漸增大在鋼板對角線方向形成拉力帶，伴隨著較大的面外變形，當(dāng)外荷載反向作用時，拉力帶反向受壓將不再能提供剛度。而在外荷載反向作用期間，由于在上級荷載下曾發(fā)生過較大壓屈變形，鋼板墻的受壓區(qū)在過渡成拉力帶區(qū)時將經(jīng)歷“平展”的過程，直到反向拉力帶的形成。在這一過程中，鋼板無法承受荷載，結(jié)構(gòu)僅靠框架梁柱承擔(dān)外荷載，增加了柱子的穩(wěn)定負擔(dān)。因此剪力墻邊框和加勁肋的設(shè)置，一方面控制了鋼板屈曲后的較大的平面外變形，提供了側(cè)向約束及豎向約束，避免了鋼板墻在反向外荷載作用時的失效過程，提高了結(jié)構(gòu)整體的抗側(cè)剛度與延性性能；另一方面，由于剪力墻只與框架梁連接與框架柱不連接，剪力墻四周開洞靈活，所以能更好的作為抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)用于多高層鋼結(jié)構(gòu)中。
[0006]本發(fā)明提出的裝配式帶邊框加肋鋼板剪力墻是對傳統(tǒng)非裝配式鋼板剪力墻的改進，一方面采用剪力墻邊框及加肋的雙重約束來控制鋼板的平面外穩(wěn)定，改善了傳統(tǒng)鋼板剪力墻易屈曲的缺陷，提高了鋼板剪力墻的抗側(cè)能力，同時由于上述裝配式帶邊框加肋鋼板剪力墻的平面外剛度很大，能夠有效控制運輸、安裝以及使用工程中的平面外變形，保持鋼板的穩(wěn)固安全；另一方面，由于剪力墻只與框架梁連接與框架柱不連接，剪力墻四周開洞靈活，所以能更好的作為抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)用于多高層鋼結(jié)構(gòu)中；并且本發(fā)明的所有構(gòu)件都可以在工廠進行加工和安裝，然后運至工地進行裝配，避免了現(xiàn)場焊接作業(yè)，節(jié)省人力物力，縮短工期，降低造價。
[0007]—種裝配式帶邊框加肋鋼板剪力墻，其特征在于，包括內(nèi)嵌鋼板1、邊框柱2、邊框柱隔板3、邊框柱連接板4、連接板5、橫向肋板6、豎向肋板7、框架梁8、框架柱9和框架柱隔板10 ;水平放置的邊框柱隔板3與豎直放置的邊框柱連接板4均固定于邊框柱上下，每個邊框柱上方有一個邊框柱隔板3與邊框柱連接板4 ;每個邊框柱下方有一個邊框柱隔板3與邊框柱連接板4 ;邊框柱連接板4與連接板5螺栓連接；與邊框柱及內(nèi)嵌鋼板I整體預(yù)制，所述橫向肋板6、豎向肋板7均采用矩形肋板固定在內(nèi)嵌鋼板I單側(cè)；所述內(nèi)嵌鋼板I與邊框柱2、邊框柱隔板3、邊框柱連接板4、橫向肋板6、豎向肋板7預(yù)制構(gòu)成整體剪力墻模塊，其中所述邊框柱2、邊框柱隔板3、邊框柱連接板4在所述內(nèi)嵌鋼板I兩側(cè)對稱布置；在整體剪力墻模塊上方的連接板5固定于框架梁8下翼緣；在整體剪力墻模塊下方連接板5分別固定于框架梁8上翼緣；所述連接板5與框架梁8整體預(yù)制；所述的連接板5與整體剪力墻模塊用高強螺栓連接；所述整體剪力墻模塊與框架柱9不連接；所述框架梁8與所述框架柱9連接；所述邊框柱隔板3與橫向肋板6采用一致厚度鋼板，并且上表面固定于同一水平面；所述邊框柱連接板4與內(nèi)嵌鋼板I采用一致厚度鋼板；所述整體剪力墻模塊內(nèi)嵌鋼板I與連接板5的接觸面所在平面為框架梁8形心所在平面。
[0008]在上述裝配式帶邊框加肋鋼板剪力墻中，所述內(nèi)嵌鋼板I與邊框柱2、邊框柱隔板3、邊框柱連接板4、橫向肋板6、豎向肋板7焊接為整體剪力墻模塊。
[0009]在上述裝配式帶邊框加肋鋼板剪力墻中，所述整體剪力墻模塊與連接板5采用高強螺栓連接。
[0010]所述內(nèi)嵌鋼板I采用厚度為4-10mm的薄鋼板。
[0011]在上述裝配式帶邊框加肋鋼板剪力墻中，所述框架柱9與所述框架柱隔板10焊接，所述框架梁8與所述框架柱9焊接或者螺栓連接或者栓焊混合連接。
[0012]本發(fā)明與傳統(tǒng)的非裝配式純鋼板剪力墻相比，通過邊框柱邊緣約束構(gòu)件及橫向加勁肋和豎向加勁肋，可以有效的限制鋼板墻的平面外變形，提高鋼板墻的抗側(cè)剛度、耗能及延性性能，同時采用全預(yù)制整體模塊及裝配式連接構(gòu)造，剪力墻模塊與框架采用高強螺栓連接，提高了施工速度、縮短了工期。同時，橫向加勁肋與豎向加勁肋和邊框柱組合約束可以在鋼板剪力墻的拉力帶方向承擔(dān)一定的拉力，且剪力墻模塊只與結(jié)構(gòu)梁相連，避免增加結(jié)構(gòu)柱的負擔(dān)。該發(fā)明的所有構(gòu)件都可以在工廠加工，然后在實地裝配，施工簡單，縮短工期，降低造價，適用于裝配式鋼結(jié)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明提供的裝配式帶邊框加肋鋼板剪力墻是高層建筑鋼結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)的一種新型抗側(cè)力構(gòu)件。
【附圖說明】
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[0014]圖1為本發(fā)明的裝配式帶邊框加肋鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明的裝配式帶邊框加肋鋼板剪力墻單元分解圖。
[0016]圖3為本發(fā)明的裝配式帶邊框加肋鋼板剪力墻與純框架的具體實例分析結(jié)果對比圖。
【具體實施方式】
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[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明:
[0018]如圖1、2所示，I一內(nèi)嵌鋼板，2—