[發明專利]一種新型鋼板剪力墻

在審

• 申請號: 201811454323.2
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109296115A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 張延年;高忠慧;吳獻
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: E04B2/58
• 分類號: E04B2/58;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 沈陽之華益專利事務所有限公司 21218
• 代理人: 黃英華

本發明為一種新型鋼板剪力墻，屬于鋼結構設施技術領域。墻體四周為框架柱與框架梁圍成的鋼框架，鋼框架內，內嵌鋼板與框架梁緊貼，二者通過豎向連接螺栓和焊縫固定，內嵌鋼板的左右兩側依次設置有無粘結板、約束板，連接螺栓依次穿過約束板、無粘結板、內嵌鋼板，與連接螺母通過螺紋擰死；該結構克服了混凝土板做約束板造成的剪力墻剛度突變，連接螺栓可在通孔內環孔壁運動，避免約束板參與分擔水平荷載，針對拉應力帶主要產生的變形，連接螺栓在對角線布置，優化工作性能，節省材料，約束板對角線兩側約束面呈微弧形，對內嵌鋼板拉應力帶位置施加預壓應力，減小了內嵌鋼板變形對約束板的破壞，延長約束板壽命，約束板可重復使用。

技術領域

本發明屬于鋼結構設施技術領域，特別是涉及一種新型鋼板剪力墻。

背景技術

近年來，隨著2008年“5.12汶川地震”、2011年“3.11東日本地震”以及2015年“4.25尼泊爾地震”等一系列強烈地震的發生，地球已經進入地震多發期。強烈地震引起建筑物的持續劇烈振動，嚴重時將會造成建筑物的破壞，甚至倒塌，造成巨大的人員傷亡和財產損失。因此，工程結構的地震、減震技術研究已然成為土木工程研究領域的熱點與難點。在工程結構設計過程中，最基本的抗震思想是設置多道“抗震防線”來保證主體結構的安全，而剪力墻、支撐等水平抗側力構件往往被用作第一道“防線”，這些構件結構提供水平抗側剛度的同時，吸收并消耗輸入到結構中的能量，保護主題結構免受損壞。

在強烈地震等水平低周往復循環荷載作用下，薄鋼板剪力墻內積累了較大的彈塑性屈曲變形；每當反向加載時，均需先將內嵌鋼板拉直，拉力帶才能形成并承擔水平荷載；在拉直內嵌鋼板的過程中，剪力墻的抗側剛度較小，形成了一段側向位移持續增加，而承載力不變甚至降低的剛度軟化階段，且彈塑性屈曲變形越大，改軟化階段越長，反映在鋼板剪力墻的滯回曲線上即為嚴重的捏縮現象，削弱了其耗能能力。另外，薄內嵌鋼板甚至可能在強風等常見水平荷載作用是發生彈性屈曲，其在兩個方向屈曲波形變換時所帶來的巨大噪音，將嚴重影響住宅或寫字樓等民用建筑的舒適度。為此學者提出了多種抑制薄板剪力墻剪切屈曲或減少其面外屈曲變形的構造措施，以達到提高鋼板剪力墻耗能能力以及結構使用性能目的。常用的方法是在內嵌板兩側設置加勁肋或混凝土板。

加勁肋與內嵌鋼板常采用焊接連接，然而薄鋼板上大量的焊接工作將增加施工難度，而且焊接過程中在焊接鋼板上產生的殘余應力和變形對剪力墻受力性能也有較大的削弱。焊接加勁肋與內嵌鋼板共同承擔水平荷載，不僅將使加勁肋承受反復屈曲而過早破壞，不能內嵌鋼板提供持續、穩定的面外約束，且當加勁肋設置過多時，還將影響鋼板剪力墻的變形性能。內嵌鋼板兩側設置混凝土板可有效抑制屈曲而過早破壞，不能為內嵌鋼板提供持續、穩定的面外約束，且當加勁肋設置過多時，還將影響鋼板剪力墻的變形性能。內嵌鋼板兩側設置混凝土板可抑制屈曲使其通過面內剪切抵抗水平荷載。但混凝土板將顯著增加結構的自重和施工周期，不利于發揮鋼結構加工、運輸方便，施工速度快等優點。另外，混凝土板還將造成剪力墻剛度突變，使其與周邊框架連接處易剪斷，進而導致結構承載力突然降低，甚至引發結構倒塌。

提出一類既可有效地抑制內嵌鋼板剪切屈曲，提高剪力墻的耗能能力和使用性能，又可發揮全鋼結構易快速工業化生產和裝配式施工等優點的剪力墻，不僅可用作多、高層新建結構的主要抗側構件，還可用于既有結構的抗震或抗風加固及災后快速修復，具有較高的理論價值和工程應用需求。

發明內容

為了解決上述存在的技術問題，本發明提供了一種新型鋼板剪力墻，該結構克服了混凝土板做約束板造成的剪力墻剛度突變，無法滿足快速施工，裝配式要求等問題，減小了內嵌鋼板變形對約束板的破壞，延長約束板壽命，約束板可重復使用。

本發明采用的技術方案如下：

一種新型鋼板剪力墻，包括框架柱、框架梁、內嵌鋼板、內嵌鋼板通孔、連接角鋼、豎向連接螺栓、橫向連接螺栓、無粘結板、無粘結板通孔、護圈、約束板、約束板通孔、連接螺栓、連接螺母、焊縫、連接板、加強板、十字加勁肋；