[發(fā)明專利]一種波形腹板工字形鋼構(gòu)件拉結(jié)的雙層鋼板剪力墻

有效

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• 申請日: 2019-12-29
• 公開（公告）號: CN111021588B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜子欽;申存杰;劉瀾濤;康軼濤;周寶儒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E04B2/56
• 分類號: E04B2/56;E04B2/60
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發(fā)明涉及一種波形腹板工字形鋼構(gòu)件拉結(jié)的雙層鋼板剪力墻，屬于結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。將若干個帶波形腹板工字型鋼構(gòu)件的鋼板剪力墻單元焊接形成雙層鋼板剪力墻；波形腹板工字型鋼構(gòu)件腹板與外側(cè)鋼板直接參與剪力墻抗側(cè)，同時波形腹板工字型鋼構(gòu)件翼緣對外側(cè)鋼板起到拉結(jié)作用，有效提升了外側(cè)鋼板彈性剪切屈曲荷載以及其抗剪承載力。波形腹板工字型鋼構(gòu)件的腹板寬度也可顯著大于波形腹板工字型鋼構(gòu)件的水平間距，便于各區(qū)格間板件的彈性屈曲荷載相近，有效提升了鋼板剪力墻的經(jīng)濟(jì)性。波形腹板工字型鋼構(gòu)件中的波形腹板在墻體受力過程中只承受側(cè)向力，基本不承受豎向力，受壓不會發(fā)生失穩(wěn)，增強了翼緣的穩(wěn)定性，保證了工字型鋼構(gòu)件與外側(cè)鋼板的連接性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及一種波形腹板工字形鋼構(gòu)件拉結(jié)的雙層鋼板剪力墻，屬于結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)水平、科技水平以及建筑水平的不斷發(fā)展進(jìn)步，我國建筑結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)出越來越復(fù)雜的發(fā)展趨勢，建筑高度與日俱增，高層以及超高層建筑在各大城市中都較為常見。隨著建筑高度的日益增高，水平荷載逐漸取代豎向荷載成為高層建筑設(shè)計中的重要控制因素，傳統(tǒng)抗側(cè)力構(gòu)件已經(jīng)滿足不了高層建筑對耗能能力和水平承載能力的需求。

鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)是上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的新型抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，并以其極高的承載能力、穩(wěn)定的耗能能力和良好的延性，成為許多設(shè)計師青睞的結(jié)構(gòu)。過去40多年來，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。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。

但是鋼板剪力墻由于高厚比或?qū)捄癖容^大易發(fā)生面外局部屈曲，影響其承載能力。鋼板剪力墻在受剪時會形成對角的拉應(yīng)力帶，導(dǎo)致與其角部連接的柱承受附加軸力和彎矩作用，從而成為薄弱部位。因此，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)設(shè)置雙層鋼板可以有效降低軸壓比，控制剪力墻厚度，避免使用超厚鋼板，使得墻體具有較高的抗側(cè)剛度、極限承載力、良好的延性和耗能能力，具有廣闊的應(yīng)用前景。

在此基礎(chǔ)上，為了克服雙層鋼板剪力墻容易發(fā)生面外屈曲的缺點，進(jìn)一步增強雙層鋼板剪力墻的承載能力與耗能能力，改善雙層鋼板剪力墻的屈曲機制，實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)住宅施工的裝配化，同時基于提高剪力墻彈性剪切屈曲荷載以及其抗剪承載力的理念，本專利提出了一種波形腹板工字形鋼構(gòu)件拉結(jié)的雙層鋼板剪力墻。

這種波形腹板工字型鋼構(gòu)件拉結(jié)雙層鋼板剪力墻由若干個鋼板剪力墻單元焊接形成雙層鋼板剪力墻；該雙層鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)將波形腹板工字型鋼構(gòu)件應(yīng)用到墻體結(jié)構(gòu)中，兩個前后對稱的外側(cè)鋼板通過波形腹板工字型鋼構(gòu)件緊密連接在一起，增強了結(jié)構(gòu)的整體剛度，提高了墻體的抗剪和抗壓能力。鋼板剪力墻單元的使用使整體墻的安裝使用朝著裝配式的方向發(fā)展，布置方式更為靈活、施工便捷且質(zhì)量容易保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種波形腹板工字形鋼構(gòu)件拉結(jié)的雙層鋼板剪力墻，屬于結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。通過使用波形腹板工字型鋼構(gòu)件連接兩個前后對稱的外側(cè)鋼板形成鋼板剪力墻單元，然后將鋼板剪力墻單元拼接形成整體的雙層鋼板剪力墻，提高整體承載力。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)手段：

該剪力墻由若干個帶波形腹板工字型鋼構(gòu)件的鋼板剪力墻單元焊接而成；所述的鋼板剪力墻單元包括兩個前后對稱的外側(cè)鋼板和一個與外側(cè)鋼板等長的波形腹板工字型鋼構(gòu)件；鋼板剪力墻單元中的波形腹板工字型鋼構(gòu)件翼緣分別與兩個外側(cè)鋼板焊接，來拉結(jié)兩個外側(cè)鋼板，波形腹板工字型鋼構(gòu)件應(yīng)居中焊接于鋼板剪力墻單元中的外側(cè)鋼板上，保證波形腹板工字型鋼構(gòu)件的中軸線與外側(cè)鋼板的中軸線重合；鋼板剪力墻單元通過焊接外側(cè)鋼板形成雙層鋼板剪力墻；鋼板剪力墻單元之間的焊縫方向沿外側(cè)鋼板長度方向。

本專利的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：