一种侧边开缝交叉加劲压型钢板剪力墙

摘要

本发明公开了一种侧边开缝交叉加劲压型钢板剪力墙，包括设置在边缘框架内的内嵌钢板，内嵌钢板与边缘框架之间设有纵向或横向端板，边缘框架柱与纵向端板之间设有间隙；内嵌钢板采用波纹方向为竖直方向的波纹压型钢板，内嵌钢板的两面均分别连接有一根型钢加劲肋，其中一根型钢加劲肋按照与水平线呈45°夹角的方向布置，两根型钢加劲肋相互垂直。本发明内嵌钢板具有较大的竖向刚度；端板与边缘框架柱之间的间隙不但可消除内嵌钢板对边缘框架柱可能产生的附加弯矩，而且可以释放压型钢板侧边尺寸误差；交叉布置的型钢加劲肋约束了波纹压型钢板波纹平面内的相对位置；可设计成装配式抗侧构件，实现现场装配化程度的大幅提高，减少现场施工的工作量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效抗侧力系统，尤其涉及一种钢板剪力墙。

背景技术

建筑结构的抗震性能主要取决于结构的抗侧力体系，而高效、经济的抗侧力体系一直是钢结构抗震研究和设计的关键问题。20世纪70年代以来，钢板剪力墙作为一种高效抗侧力系统得到越来越多的研究关注，除应用于新结构的建设外，还可用于需要震后维修的建筑体系的加固。

与传统抗侧力体系相比，钢板剪力墙具有下列优点：1)初始刚度大，延性好，耗能能力强；2)重量轻，可有效降低结构自重，减小地震响应与基础工程建设费用；3)厚度小，可增加建筑有效使用面积；4)施工方便，可提高建筑速度，降低工程造价，且方便现场检查和质量控制；5)无需布满整个柱距，可方便布置门窗洞口；6)受气候环境影响小，尤其在某些寒冷地区采用将更为实际有效。

采用钢板剪力墙的建筑，美国洛杉矶的Sylmar Hotel(6层)以及日本神户城市礼堂(35层)，在实际地震考验下表现出良好的力学性能，证明了钢板剪力墙结构体系可以有效减缓建筑所遭受的震害。

钢板剪力墙采用压型钢板作为内嵌钢板，可显著增强板的面外刚度，提高结构的初始刚度以及抗剪承载力，并具有耗能滞回环饱满、抗震性能好的优点。调整压型钢板截面波形的几何尺寸，可有效调节压型钢板剪力墙力学性能。同时侧向荷载作用下，压型钢板剪力墙内嵌板不屈曲，则不存在拉力场对框架的附加弯矩。

现有的压型钢板剪力墙结构多采用压型波纹方向为水平向的内嵌钢板，与内嵌钢板波纹边相连的是框架柱。在压型钢板剪力墙结构承担侧向水平荷载的过程中，内嵌板波纹边沿波形的剪力流对于框架力学性能有显著的削弱，尤其波纹边与框架柱连接时会使框架柱产生刚度退化现象，故现今的结构形式需要改善。

同时，现有的压型钢板剪力墙结构由于其内嵌钢板较大的面外刚度，具有较高的屈曲荷载。压型钢板剪力墙的屈曲模态包括内嵌钢板的平面内和平面外的变形，平面内的变形包括压型钢板波纹的拉伸和压缩。压型钢板剪力墙结构在内嵌钢板发生屈曲后，会改变原有的全剪切抗侧工作机理，进而出现承载力的下降，影响结构整体的抗震性能。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种侧边开缝交叉加劲压型钢板剪力墙。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种侧边开缝交叉加劲压型钢板剪力墙，包括设置在边缘框架内的内嵌钢板，所述边缘框架包括边左右布置的边缘框架柱和上下布置的边缘框架梁，所述内嵌钢板与边缘框架柱之间设有纵向端板，所述内嵌钢板与所述边缘框架梁之间连接有横向端板，所述内嵌钢板与纵向端板和横向端板之间均为焊接，所述边缘框架柱与纵向端板之间设有间隙，所述边缘框架梁与横向端板之间采用高强螺栓连接；所述内嵌钢板采用波纹方向为竖直方向的波纹压型钢板，所述内嵌钢板的两面均分别连接有一根型钢加劲肋，其中一根型钢加劲肋按照与水平线呈45°夹角的方向布置，两根型钢加劲肋相互垂直，所述型钢加劲肋是热轧槽钢、热轧角钢、冷弯薄壁C型钢和冷弯薄壁Z型钢中的一种，所述型钢加劲肋与所述内嵌钢板之间采用高强螺栓连接，所述内嵌钢板与型钢加劲肋的连接部位是波纹压型钢板该面上波峰的平直段，所述型钢加劲肋与内嵌钢板连接部位是型钢加劲肋的翼缘或腹板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

由于本发明中内嵌钢板采用波纹压型钢板，且波纹方向为竖直方向，因此，内嵌钢板具有较大的竖向刚度，保证内嵌钢板与边缘框架在同步安装和使用过程中不会由于竖向荷载的作用产生较大变形。

波纹压型钢板的直边与两侧的纵向端板连接，左右两侧的纵向端板与边缘框架柱之间留有间隙，可消除内嵌钢板对边缘框架柱可能产生的附加弯矩，避免后者在强震作用下产生刚度退化现象，左右纵向端板为压型钢板提供一定的支撑刚度，有效减小了压型钢板的平面外变形。

交叉布置的型钢加劲肋约束了波纹压型钢板波纹平面内的相对位置，同时进一步增加了压型钢板的面外刚度，使波纹压型钢板剪力墙的屈曲荷载进一步提高。型钢加劲肋的轴向抗拉能力，一定程度上缓解了内嵌钢板屈曲后承载力下降的不足。

压型钢板和与之上下左右相连的四块端板构成独立的可装配式抗侧构件，通过高强螺栓将上下的横向端板与相邻的边缘框架梁相连即可完成安装，实现现场装配化程度的大幅提高，减少现场施工的工作量。

压型钢板在加工过程中容易沿波纹边产生长度误差，按照本发明方式布置，可以使误差在压型钢板侧边留有的间隙部位释放，不影响内嵌钢板的现场装配。

附图说明

图1是本发明侧边开缝交叉加劲压型钢板剪力墙的正面图；

图2是图1中A-A所示剖切位置的剪力墙剖面图；

图3是图1中B-B所示剖切位置的剪力墙剖面图；

图4是本发明中所用型钢加劲肋实施例1的结构及连接示意图；

图5是本发明中所用型钢加劲肋实施例2的结构及连接示意图；

图6是本发明中所用型钢加劲肋实施例3的结构及连接示意图；

图7是本发明中所用型钢加劲肋实施例4的结构及连接示意图；

图8是本发明中所用型钢加劲肋实施例5的结构及连接示意图。

图中：1-边缘框架柱，2-边缘框架梁，3-压型钢板，4-型钢加劲肋，41-热轧槽钢，42-热轧角钢，43-冷弯薄壁C型钢，44-冷弯薄壁Z型钢，51、52-高强螺栓，6-纵向端板，7-横向端板，8-间隙。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。

如图1、图2和图3所示，本发明一种侧边开缝交叉加劲压型钢板剪力墙，包括设置在边缘框架内的内嵌钢板3，所述边缘框架包括边左右布置的边缘框架柱1和上下布置的边缘框架梁2，所述内嵌钢板3与边缘框架柱1之间设有纵向端板6，所述内嵌钢板3与所述边缘框架梁2之间连接有横向端板7，所述内嵌钢板3与纵向端板6和横向端板7之间均为焊接，所述边缘框架柱1与纵向端板7之间设有间隙8，所述边缘框架梁2与横向端板之间采用高强螺栓52连接。所述内嵌钢板3采用波纹方向为竖直方向的波纹压型钢板，所述内嵌钢板3的两面均分别连接有一根型钢加劲肋4，其中一根型钢加劲肋4按照与水平线呈45°夹角的方向布置，两根型钢加劲肋4在所述压型钢板3的两侧相互垂直。

所述型钢加劲肋4是热轧槽钢41、热轧角钢42、冷弯薄壁C型钢43和冷弯薄壁Z型钢44中的一种，所述型钢加劲肋4与所述内嵌钢板3之间采用高强螺栓51连接，所述内嵌钢板3与型钢加劲肋4的连接部位是与波纹压型钢板该面上波峰的平直段互相贴合，并用高强螺栓51连接。所述型钢加劲肋4根据其具体形状的不同，可以选择采用翼缘或腹板与内嵌钢板3连接。

下面是5种不同的型钢加劲肋连接形式的实施例。

实施例1：如图4所示，所述型钢加劲肋为腹板连接的热轧槽钢41，所述热轧槽钢41腹板与所述压型钢板3贴合并采用高强螺栓A51连接两者，所述热轧槽钢41翼缘指向所述压型钢板3的平面外方向。

实施例2：如图5所示，所述型钢加劲肋为翼缘连接的热轧槽钢41，所述热轧槽钢41翼缘与所述压型钢板3贴合并采用高强螺栓A51连接两者，所述热轧槽钢41腹板指向所述压型钢板3的平面外方向。

实施例3：如图6所示，所述型钢加劲肋为热轧角钢42，所述热轧角钢42一侧翼缘与所述压型钢板3贴合并采用高强螺栓A51连接两者，所述热轧角钢42另一侧翼缘指向所述压型钢板3的平面外方向。

实施例4：如图7所示，所述型钢加劲肋为冷弯薄壁“C”型钢43，所述冷弯薄壁C型钢43翼缘与所述压型钢板3贴合并采用高强螺栓A51连接两者，所述冷弯薄壁C型钢43腹板指向所述压型钢板3的平面外方向。

实施例5：如图8所示，所述型钢加劲肋为冷弯薄壁“Z”型钢44，所述冷弯薄壁Z型钢44翼缘与所述压型钢板3贴合并采用高强螺栓A51连接两者，所述冷弯薄壁Z型钢44腹板指向所述压型钢板3的平面外方向。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。