[發明專利]一種開孔開斜縫式鋼板剪力墻及其應用

有效

• 申請號: 201810183234.2
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108487539B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 張婉越;陳以一;田海
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E04B2/58
• 分類號: E04B2/58
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

本發明涉及一種開孔開斜縫式鋼板剪力墻及其應用，鋼板剪力墻包括薄鋼板以及一對并列設置在薄鋼板兩側的邊緣加勁肋，薄鋼板的每條對角線上對稱開設有一對對角斜縫，薄鋼板上還開設有4個三角形孔洞，并且每個三角形孔洞位于相鄰兩對角斜縫之間；應用時，鋼板剪力墻僅與框架梁連接。與現有技術相比，本發明具有抗側力機理明確、可承受往復荷載、設計參數可調、延性和耗能能力優越等優勢，且整體構造簡單，可與框架梁全螺栓連接，施工和更換方便，廣泛適用于多高層結構中。

技術領域

本發明屬于鋼板剪力墻技術領域，涉及一種開孔開斜縫式鋼板剪力墻及其應用。

背景技術

鋼板剪力墻結構是20世紀70年代發展起來的一種抗側力結構體系，按照其歷史發展順序可大致可分為以下幾大類：非加勁厚鋼板剪力墻、加勁鋼板剪力墻、非加勁薄鋼板剪力墻、兩側開縫鋼板剪力墻、低屈服點鋼板剪力墻、開洞鋼板剪力墻、壓型鋼板剪力墻、開豎縫鋼板剪力墻、組合鋼板剪力墻、防屈曲鋼板剪力墻、防屈曲開斜槽鋼板剪力墻等。其中，具有代表性的有非加勁薄鋼板剪力墻、開豎縫鋼板剪力墻及防屈曲開斜槽鋼板剪力墻。

非加勁薄鋼板剪力墻利用了鋼板的屈曲后性能，在水平剪力作用下整塊鋼板處于復雜受力狀態，較難控制剪力墻的破壞模式，當鋼材進入屈服，產生非彈性屈曲時，鋼板中便形成無法恢復的面外變形，進而形成褶皺，當荷載反向作用時，原屈曲褶皺在承受一定壓力后失穩，構件在短時內表現出負剛度，這對與其相連的框架結構極為不利。

開豎縫鋼板剪力墻通過在鋼板上開設豎縫，將鋼板的抗側機理由原非開縫鋼板剪切變形為主的抗側形式調整為開豎縫鋼板彎曲變形為主的抗側形式。該類鋼板剪力墻的滯回曲線飽滿，縫間小柱兩端形成塑性鉸以消耗地震能量，耗能性能良好，但構件抗側剛度削弱較多，側向承載力較小，經濟性有所下降。

防屈曲開斜槽鋼板剪力墻由開斜槽鋼板、設置在鋼板兩側面上并約束鋼板面外變形的混凝土板、與鋼板相連的邊緣框架組成，鋼板上開設有根據需要設計的不同形式的斜槽，其四周通過螺栓連接內嵌于邊緣框架中，由穿過斜槽的螺栓連接兩側混凝土板。剪力墻上斜槽的設置改變了鋼板在水平剪力下的復雜受力狀態，槽間斜桿通過拉壓耗能，但其在往復荷載作用下受力機理不同，且兩側混凝土板無法有效限制鋼板受壓屈曲。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種開孔開斜縫式鋼板剪力墻及其應用。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種開孔開斜縫式鋼板剪力墻，該鋼板剪力墻包括薄鋼板以及一對并列設置在薄鋼板兩側的邊緣加勁肋，所述的薄鋼板的每條對角線上對稱開設有一對對角斜縫，所述的薄鋼板上還開設有4個三角形孔洞，并且每個三角形孔洞位于相鄰兩對角斜縫之間。薄鋼板有兩條相互交叉的對角線，每條對角線上均對稱開設有一對對角斜縫，即薄鋼板上共設有4道對角斜縫。4道對角斜縫與4個三角形孔洞沿薄鋼板周向依次交替布設。

作為優選的技術方案，所述的薄鋼板的厚度為薄鋼板寬度的1/120至1/300。

進一步地，所述的薄鋼板呈方形，所述的對角斜縫沿對角線長度方向開設在對角線上。

進一步地，所述的三角形孔洞呈等腰三角形。等腰三角形可選擇直角等腰三角形或非直角等腰三角形。

進一步地，所述的三角形孔洞包括頂角頂點以及一對底角頂點，兩底角頂點之間為底邊，所述的對角斜縫的內側端點與該對角斜縫兩側的三角形孔洞的頂角頂點共線。

進一步地，相鄰兩三角形孔洞的相鄰底角頂點之間的連線、兩底邊延長線之間圍成三角區域，所述的對角斜縫的外側端點位于相對應的三角區域內。

進一步地，所述的頂角頂點及底角頂點處均設有弧形倒角。弧形倒角過渡可避免尖角造成的局部應力集中。

進一步地，所述的對角斜縫的兩端均設有弧形倒角。弧形倒角過渡可避免尖角造成的局部應力集中。