[發明專利]一種防屈曲波形縮口鋼板組合耗能構件

在審

• 申請號: 202211080615.0
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115387499A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 路冰;孫國華;方有珍;趙寶成;郭蘭慧;凌志斌;唐柏鑒
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: E04B2/00
• 分類號: E04B2/00;E04B2/56;E04B2/58;E04B1/98;E04H9/02;G06F30/13;G06F30/23
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 陳雪梅

一種防屈曲波形縮口鋼板組合耗能構件，本發明的目的是為了解決現有防屈曲鋼板剪力墻成本高、水平承載力較低、震后難以檢測的問題。本發明防屈曲波形縮口鋼板組合耗能構件包括兩根鋼管、波形縮口鋼板、長條填充物和隔離材料，兩根鋼管豎直設置，波形縮口鋼板設置在兩根鋼管之間，波形縮口鋼板的板肋與鋼管軸線垂直，波形縮口鋼板的凹槽內穿設有長條填充物，在長條填充物與波形縮口鋼板的凹槽壁之間設置隔離材料。本發明以波形縮口鋼板為主要耗能部件，在波形縮口鋼板凹槽內穿插梯形截面長條填充物，并在波形縮口鋼板兩側連接鋼管，實現對波形縮口鋼板的屈曲約束作用，本發明耗能構件在正向水平受剪與負向水平受剪的承載力基本相同。

技術領域

本發明涉及一種防屈曲波形縮口鋼板組合構件。

背景技術

耗能構件是保護建筑主體結構免受損傷的重要部件。常見的耗能構件有阻尼器、防屈曲支撐和防屈曲鋼板剪力墻。其中，對于常見的防屈曲鋼板剪力墻而言，鋼板是主要的耗能部件，通過在鋼板兩側布置混凝土板、砌塊或者帶肋鋼板的等部件能夠起到抑制鋼板屈曲的效果，從而實現鋼板耗能。然而，普通防屈曲鋼板剪力墻制作成本較高，兩側混凝土板增加了耗能構件的厚度，減少了建筑使用空間。此外，在建筑遭受地震作用后，難以檢測鋼板損傷狀態。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有防屈曲鋼板剪力墻成本高、水平承載力較低、震后難以檢測的問題，而提供一種防屈曲波形縮口鋼板組合耗能構件。

本發明防屈曲波形縮口鋼板組合耗能構件包括兩根鋼管、波形縮口鋼板、長條填充物和隔離材料，兩根鋼管豎直設置，波形縮口鋼板設置在兩根鋼管之間，波形縮口鋼板的板肋水平軸線與鋼管軸線垂直，波形縮口鋼板的凹槽內穿設有長條填充物，在長條填充物與波形縮口鋼板的凹槽壁之間設置隔離材料，隔離材料為非粘結材料，即隔離材料與波形縮口鋼板和長條填充物均不粘結。

本發明防屈曲波形縮口鋼板組合耗能構件是一種無論正向水平受剪還是負向水平受剪都能達到承載全截面屈服的抗剪受力構件，較之傳統的波形鋼板混凝土組合剪力墻具有更穩定的力學行為。本發明的這種結構特性使它具有雙重結構功能，既能提供必要的抗側剛度，又可用來減少結構在罕遇地震作用下的振動反應。本發明在構造上由波形縮口鋼板、波谷填充物和兩端鋼管三部分組成，波形縮口鋼板與波谷填充物之間由無粘結隔離材料和間隙隔開，防止波谷填充物參與水平荷載。這與傳統波形鋼板混凝土組合剪力墻中波谷中填充物與波形鋼板緊密固結有本質區別。由于水平荷載作用下，波形縮口鋼板的屈曲受到抑制，本發明在正向水平受剪與負向水平受剪的承載力基本相同，其力學行為(剛度和極限承載力)主要取決于波形縮口鋼板的截面尺寸和材性。

鑒于傳統防屈曲鋼板剪力墻成本高、占用使用空間、震后難以檢測等現狀，本發明以波形縮口鋼板為主要耗能部件，在波形縮口鋼板凹槽內穿插梯形截面長條填充物，并在波形縮口鋼板兩側連接鋼管，從而實現對波形縮口鋼板的屈曲約束作用，無需在波形縮口鋼板外側額外布置防屈曲部件。一方面，本發明制作成本較低，安裝簡便，易于操作。另一方面，震后，對于本發明中波形縮口鋼板的損傷狀態可直接觀測，且梯形截面長條填充物受力較小，不易損傷，能重復利用。

附圖說明

圖1是本發明防屈曲波形縮口鋼板組合耗能構件的整體結構示意圖；

圖2是防屈曲波形縮口鋼板組合耗能構件的主視圖；

圖3是圖2中A-A的剖面圖；

圖4是圖2中B-B的剖面圖；

圖5是圖2中C-C的剖面圖；

圖6是圖5的局部放大圖；

圖7是實施例中防屈曲波形縮口鋼板組合耗能構件的應力云圖，其中左圖為普通波形鋼板應力云圖，右圖為實施例中防屈曲波形縮口鋼板組合耗能構件的應力云圖；

圖8是實施例中單向荷載下普通剪力墻的荷載-位移曲線圖；