[發明專利]一種兩邊連接側向加勁不等高開豎縫鋼板剪力墻

有效

• 申請號: 201310232404.9
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103410247A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 陸金鈺;蔣建強;唐屹;舒贛平;杜曙光;王恒華;賀東成
• 申請（專利權）人: 東南大學;江蘇賽特鋼結構有限公司
• 主分類號: E04B2/56
• 分類號: E04B2/56
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

技術領域

本發明屬于結構工程領域，特別涉及一種兩邊連接開豎縫鋼板剪力墻。

背景技術

本世紀初日本學者Toko?Hitaka提出了帶縫鋼板剪力墻概念，通過在鋼板上合理的開設豎縫，使墻板在側向荷載下向一系列受彎墻肢一樣工作，改變傳統鋼板剪力墻以面內剪切變形或屈曲后張力場作用為主的受力狀態，使墻板以彎曲變形為主，從而提高了其變形能力和耗能能力。然而這種在鋼板上開設豎縫的方式是以犧牲剪力墻剛度和極限承載力為代價的。根據數據表明，目前均勻開縫的鋼板剪力墻，當墻板的高寬比較大時，墻板較高寬比較小的墻板更難實現屈曲前屈服。因此本發明提出了一種兩邊連接側向加勁不等高開縫鋼板剪力墻，其鋼板上分布了等間距的豎縫，豎縫按照一定規律由外側到中心逐漸減小，這樣的不等高豎縫給高寬比較大的墻板帶來了更大的抗側剛度和極限承載力，從而使得高寬比加大的墻板更容易實現屈曲前屈服，使之擁有良好的耗能能力。

發明內容

發明目的：本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種兩邊連接側向加勁不等高開豎縫鋼板剪力墻，從而使得帶縫鋼板剪力墻的墻板在擁有更優的抗側剛度和極限承載力的同時，耗能性能也得到相應提高。

技術方案：為了實現發明目的，本發明公開了一種兩邊連接側向加勁不等高開豎縫鋼板剪力墻，由帶縫鋼板、上邊緣框架梁、下邊緣框架梁、上端角鋼以及下端角鋼組成；其特征在于帶縫鋼板上端與上端角鋼連接，鋼板下端與下端角鋼連接；帶縫鋼板通過上端角鋼和下端角鋼分別與上邊緣框架梁和下邊緣框架梁連接；豎縫等間距地分布于帶縫鋼板上，并且豎縫的長度自外側向中心遞減。角鋼上設有角鋼加勁肋。帶縫鋼板和角鋼左側設有左側加勁肋，右側設有右側加勁肋。左側加勁肋和右側加勁肋采用與帶縫鋼板等厚的鋼板或型鋼，其鋼截面為槽形、工字形或矩形。帶縫鋼板上的豎縫成等間距分布，豎縫的長度自外側向中心遞減，豎縫的中點位于帶縫鋼板的橫向對稱軸上且與其垂直，有且只有一個豎縫過中心點；豎縫的上端點和下端點連接起來為以帶縫鋼板縱向對稱軸的對稱折線或者對稱圓弧。

有益效果：本發明與現有技術相比，其顯著優點在于較傳統開縫墻板而言，此墻板擁有更優的抗側剛度和極限承載力，并且更容易實現屈曲前屈服，實現良好的耗能性能。

附圖說明

圖1為本發明的兩邊連接不等高開豎縫鋼板剪力墻的結構示意圖。

圖2為圖1的側視圖。

圖3為豎縫頂點成對稱直線的鋼板。

圖4為豎縫頂點成對稱圓弧的鋼板。

圖5為左側加勁肋和帶縫鋼板的側視圖。

圖6為角鋼的示意圖。

圖7為低周往復荷載作用下豎縫遞減斜率a=0的剪力墻滯回曲線。

圖8為低周往復荷載作用下豎縫遞減斜率a=0.4的剪力墻滯回曲線。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

如圖1和圖2所示，本發明的兩邊連接側向加勁不等高開豎縫鋼板剪力墻由帶縫鋼板1、上邊緣框架梁3、下邊緣框架梁3’、上端角鋼4以及下端角鋼5組成；帶縫鋼板1、上邊緣框架梁3、下邊緣框架梁3’、上端角鋼4以及下端角鋼5都開設有螺旋栓，如圖6所示，在角鋼的邊角處設有更為密集的螺旋栓，通過高強摩擦型螺栓將上端角鋼4和下端角鋼5分別與上邊緣框架梁3、下邊緣框架梁3’連接。同時，上端角鋼4和下端角鋼5都設置有加勁肋8，使得角鋼不容易變形；上端角鋼4和下端角鋼5還通過螺旋栓分別與帶縫鋼板1的上端和下端連接。以上框架梁、角鋼、帶縫鋼板重疊的表面采取拋丸處理以形成摩擦面。

帶縫鋼板的左右側分別左側加勁肋2和右側加勁肋2’，其高度與帶縫鋼板1的高度相同，并且采用兩側交錯間隙焊縫連接的方式將左側加勁肋2和右側加勁肋2’分別與帶縫鋼板1的左側和右側相連接；勁肋2采用與帶縫鋼板等厚鋼板或型鋼，所述型鋼截面為槽形、工字形或矩形。

如圖3和圖4所示，帶縫鋼板1上開設有等距且不等高的豎縫。如圖3所示，帶縫鋼板1上的豎縫等間距布置且開縫高度自帶縫鋼板外側向鋼板中心成等差數列并保證各縫的中心和鋼板的橫向中心線重合，豎縫的頂部端點的連線為對稱折線；如圖4所示，帶縫鋼板1上的豎縫等間距布置且豎縫的頂部端點的連線為對稱圓弧。帶縫鋼板1上的豎縫由激光切割或等離子切割或水切割而成，縫端部采用圓弧過渡以減小應力集中。

為了驗證不等高豎縫可以給鋼板剪力墻帶來更好的性能，進行了有限元分析，主要考察不同的豎縫遞減值對性能增益的影響。

為了考察不同的豎縫遞減值，,墻板高度取3m、厚度取15mm，縫寬取15mm，邊緣加勁肋取265mm寬，縫間墻肢寬度取156.25mm，最長豎縫長度取1000mm。對比圖7中低周往復荷載作用下豎縫遞減斜率為a=0(均勻縫)的剪力墻滯回曲線和圖8中豎縫遞減斜率為a=0.4的不等高豎縫剪力墻的滯回曲線，發現滯回曲線越來越飽滿，并且表現出更加優越的耗能性能，同時具有更高的初始剛度和跟大的承載力。