[發明專利]帶半包裹式混凝土組合柱的鋼板剪力墻結構及其錨固結構

有效

• 申請號: 202011637792.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112854542B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 殷占忠;馮大哲;卯永生;楊博;陳程悅;王兆輝;延路瑤;呂文輝;朱有濤;劉星辰;劉岸飛;李鑫煒
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: E04B2/60
• 分類號: E04B2/60;E04B1/98;E04H9/02;E04B1/94
• 代理公司: 西安眾和至成知識產權代理事務所(普通合伙) 61249
• 代理人: 強宏超

本發明公開了帶半包裹式混凝土組合柱的鋼板剪力墻結構及其錨固結構，能夠有效提供鋼板剪力墻結構邊緣約束框架對內置鋼板的錨固作用，使其形成充分且均勻的拉力場，充分發揮結構的抗震性能，結構的承載能力更高，滯回性能更為穩定，裝配簡單，包括兩個雙C槽鋼組合截面柱、兩個雙C槽鋼組合截面梁和內置鋼板，雙C槽鋼組合截面柱和雙C槽鋼組合截面梁均包括相背設置的兩個C型槽鋼，內置鋼板的邊緣夾持設置于相背設置的兩個C型槽鋼之間，且內置鋼板的邊緣與C型槽鋼通過高強螺栓錨固連接；雙C槽鋼組合截面柱的相背設置的兩個C型槽鋼的鋼槽內部灌注有混凝土，以形成半包裹式混凝土組合柱。

技術領域

本發明屬于建筑施工及結構抗震領域，具體涉及帶半包裹式混凝土組合柱的鋼板剪力墻結構及其錨固結構。

背景技術

鋼板剪力墻結構單元主要由內嵌鋼板、豎向邊緣約束構件和水平邊緣約束構件三部分構成，內置鋼板寬厚比較大，需要嵌入邊緣約束框架來抵抗側向位移，隨著側向力的逐漸增大鋼板易發生局部屈曲，并沿對角線方向形成拉力帶，鼓起的拉力帶起到斜撐的作用，提高了結構的承載能力。

鋼板剪力墻結構充分發揮抗震性能的前提是鋼板發生大面積屈曲并沿對角方向形成均勻分布的拉力帶，然而拉力帶的形成會對邊緣柱產生較大的附加彎矩，這就需要邊緣約束框架對內置鋼板提供足夠的錨固作用，然而普通型鋼邊緣柱剛度較小，大震中往往過早的屈曲而發生破壞，這就導致拉力帶更多的作用在了邊緣約束梁上，致使靠近邊緣約束柱附近的鋼板無法得到充分利用，從而形成“不充分的拉力場”，結構有效抗側區域減少，耗能性能難以充分發揮。

內置鋼板作為重要的耗能構件與邊緣約束框架常采用焊接的方式進行連接，由于施焊過程中焊件處于約束狀態，且焊接時對接焊縫存在冷熱不均勻現象，致使焊縫殘余應力較大，鋼板扭曲變形嚴重，甚至強行將鋼板拉裂，對結構造成了一定的安全隱患；其次由于內置鋼板幅尺寸較大，對其焊縫質量要求也相對較高，受現場焊接站位、焊接空間等條件的限制，拼接焊縫的質量不易保證，而且也不利于焊縫的檢測工作；另外現場拼裝焊接作業量較大，不利于節能環保。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本發明提供了帶半包裹式混凝土組合柱的鋼板剪力墻結構及其錨固結構，能夠有效提供鋼板剪力墻結構邊緣約束框架對內置鋼板的錨固作用，使其形成充分且均勻的拉力場，充分發揮結構的抗震性能，結構的承載能力更高，滯回性能更為穩定，裝配簡單，無焊接工作，提高生產效率節約能源。

為了實現以上目的，本發明提供了一種鋼板剪力墻的錨固結構，包括兩個雙C槽鋼組合截面柱、兩個雙C槽鋼組合截面梁和內置鋼板，兩個所述雙C槽鋼組合截面柱和兩個所述雙C槽鋼組合截面梁圍設形成邊緣約束框架，所述雙C槽鋼組合截面柱和所述雙C槽鋼組合截面梁均包括相背設置的兩個C型槽鋼，所述C型槽鋼包括腹板以及設置于所述腹板的兩側的翼緣，所述內置鋼板的邊緣夾持設置于相背設置的兩個所述C型槽鋼之間，且所述內置鋼板的邊緣與所述C型槽鋼通過高強螺栓錨固連接。

進一步地，所述腹板間隔設置有多個連接孔，所述內置鋼板的邊緣對應位置也設置有多個連接孔，且相背設置的兩個所述C型槽鋼與所述內置鋼板的連接孔一一對應設置，所述高強螺栓穿過相背設置的兩個所述C型槽鋼和所述內置鋼板的連接孔進行錨固連接。

進一步地，所述連接孔的直徑為D，所述C型槽鋼的連接孔的中心至所述腹板的邊緣的距離≥1.5D，且相鄰的兩個所述連接孔之間的中心距離≥3D。

進一步地，所述內置鋼板為矩形薄鋼板，寬度A≥高度B，高度B和厚度t的比例＞250，所述內置鋼板的連接孔與所述內置鋼板的邊緣的最大距離為4D和8t中的較小值，且相鄰的兩個連接孔的中心最大間距為8D和12t中的較小值。

進一步地，所述雙C槽鋼組合截面梁的軸向兩端包裹設置于所述雙C槽鋼組合截面柱內。