[發(fā)明專利]一種網(wǎng)格式鋼板剪力墻及其應(yīng)用的剪力墻體系

在審

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• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107916732A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆翔宇;段巖;陳志華;于敬海;周婷;王丹妮;李路川;劉佳迪;張希
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: E04B2/60
• 分類號: E04B2/60
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 張金亭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼板剪力墻，特別是一種網(wǎng)格式鋼板剪力墻及其應(yīng)用的剪力墻體系。

背景技術(shù)

鋼板剪力墻是一種適用于高烈度區(qū)高層及超高層建筑抗震的新型抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。在強震作用下，鋼板剪力墻墻體的變形是一種典型的二維板單元非線性問題，但由于墻板的二維非線性精細模型計算難度大、耗時長，在滿足結(jié)構(gòu)計算高效性和準(zhǔn)確性的前提下，采用合理的簡化分析模型非常必要。

鋼板剪力墻的簡化分析模型自20世紀(jì)80年代被提出以來，一直有相關(guān)專家不斷地研究和改進，先后提出了斜拉桿模型、拉桿-等效角板模型、多角度拉桿模型、修正斜拉桿模型、正交異性板模型、混合桿系模型、統(tǒng)一等代模型等等。但其基本原理均為在設(shè)計中假設(shè)鋼板剪力墻只承受側(cè)向荷載，將其簡化成交叉支撐結(jié)構(gòu)，并根據(jù)側(cè)向剛度等效的原則確定支撐截面尺寸。交叉支撐結(jié)構(gòu)的剛度與鋼板剪力墻發(fā)生屈曲前的剛度相等，通過軟件驗算該結(jié)構(gòu)內(nèi)力。

目前常用的鋼板剪力墻一般分為非加勁肋厚鋼板墻、加勁肋鋼板墻、非加勁肋薄板墻、兩側(cè)開縫鋼板墻、壓型鋼板墻等，但現(xiàn)有純鋼板剪力墻在應(yīng)用中仍存在一些問題，如厚鋼板用鋼量大；薄鋼板易出現(xiàn)面外變形且焊接處存在殘余應(yīng)力和缺陷、加勁肋易發(fā)生局部屈曲、規(guī)范中相關(guān)計算公式比較復(fù)雜、鋼板墻運輸和現(xiàn)場安裝較困難等技術(shù)難題。另外，空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)因其構(gòu)件及節(jié)點便于工廠化制造、裝配化安裝而廣泛用于各種中大跨空間結(jié)構(gòu)中，且具有較好的受力性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種網(wǎng)格式鋼板剪力墻及其應(yīng)用的剪力墻體系，該剪力墻及其應(yīng)用的剪力墻體系能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)省材料、避免面外變形、減小面外殘余應(yīng)力、簡化模型分析、提高工業(yè)化水平、加快施工速度、發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的目的。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的一個技術(shù)方案是：一種網(wǎng)格式鋼板剪力墻，該剪力墻采用空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的桿件按照現(xiàn)有鋼板剪力墻混合桿系簡化計算模型基本原理設(shè)置。

所述空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的桿件是采用鋼管制成的。

所述鋼管為圓鋼管或方鋼管。

所述空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的節(jié)點是焊接球節(jié)點或螺栓球節(jié)點或相貫節(jié)點。

所述空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的桿件斜向交叉設(shè)置。

所述空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的桿件一部分水平設(shè)置另一部分豎直設(shè)置。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的另一個技術(shù)方案是：一種采用上述網(wǎng)格式鋼板剪力墻的網(wǎng)格式鋼板剪力墻體系，所述網(wǎng)格式鋼板剪力墻與鋼梁和鋼柱采用連接節(jié)點固接。

所述鋼梁和所述鋼柱均采用H型鋼構(gòu)件，在所述H型鋼構(gòu)件的腹板兩側(cè)成對配制有肋板。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：

1)基于鋼板剪力墻混合桿系簡化計算模型理論而提出的網(wǎng)格式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)，在保證準(zhǔn)確性和高效性的前提下，計算分析過程得到了很大的簡化，其計算難度和耗時都得到了一定程度的降低；2)現(xiàn)有的鋼板剪力墻焊接變形大，殘余應(yīng)力大，現(xiàn)場施工焊接工作量大，現(xiàn)場施工安裝困難，而本發(fā)明通過采用空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，在一定程度上解決了這些問題；3)現(xiàn)有的厚鋼板剪力墻用鋼量大，而本發(fā)明通過采用空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，能夠減少用鋼量。4)能夠充分利用空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)工業(yè)化加工、裝配化安裝等特點，加快現(xiàn)場安裝速度，節(jié)省投資；5)網(wǎng)格式鋼板剪力墻的桿件及節(jié)點均可以提前在工廠預(yù)制，符合國家發(fā)展裝配式建筑的大趨勢。

綜上所述，本發(fā)明可以解決鋼板剪力墻用鋼量大、面外變形、殘余應(yīng)力、現(xiàn)場施工困難等問題，并充分利用空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)工廠化制造加工、現(xiàn)場安裝、裝配化程度高等優(yōu)勢，達到節(jié)省材料、簡化模型分析、提高工業(yè)化水平、發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)的目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1-應(yīng)用第一種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格式鋼板剪力墻的網(wǎng)格式純鋼板剪力墻體系的立面示意圖；

圖2是圖1的1-1剖面圖；

圖3是本發(fā)明實施例2-應(yīng)用第二種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格式鋼板剪力墻的網(wǎng)格式純鋼板剪力墻體系的立面示意圖；

圖4是圖3的2-2剖面圖。

圖中：1為鋼柱；2為鋼梁；3為第一種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格式鋼板剪力墻；4為第二種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格式鋼板剪力墻；5為空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的節(jié)點；6為肋板。

具體實施方式

為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

請參閱圖1～圖2，第一種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格式鋼板剪力墻3采用空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的桿件按照現(xiàn)有鋼板剪力墻混合桿系簡化計算模型基本原理設(shè)置。