一種多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)，框架梁和框架柱進(jìn)行豎直和水平向拼接，組成鋼板剪力墻矩形框體；框架梁的翼緣與通過(guò)連接蓋板、連接底板與鋼板剪力墻連接；連接底板與連接蓋板布置在鋼板剪力墻的兩側(cè)并被夾緊；鋼板剪力墻與框架柱之間存在間距，兩者并未直接接觸?？蚣芰旱囊砭壟c連接蓋板之間通過(guò)豎向布置的蓋板?框架連接螺栓進(jìn)行連接；框架梁的翼緣與鋼板剪力墻之間通過(guò)水平布置的鋼板剪力墻連接螺栓進(jìn)行連接；本發(fā)明的所有構(gòu)件均在工廠進(jìn)行加工和安裝，然后運(yùn)至工地進(jìn)行栓接裝配。此種實(shí)施方式有利于保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量，降低人工成本，易于震后修復(fù)。
【專利說(shuō)明】
一種多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種新型的多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在眾多發(fā)達(dá)國(guó)家中，裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅成為住宅產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)以及核心。它具有提高質(zhì)量、縮短工期、節(jié)約能源、減少消耗、清潔生產(chǎn)等許多優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)入21世紀(jì)以后，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步快速發(fā)展，建筑業(yè)和其他行業(yè)一樣面臨著工業(yè)化技術(shù)改造的迫切需求，建筑業(yè)對(duì)環(huán)境的影響也越來(lái)越嚴(yán)重，加之我國(guó)鋼產(chǎn)量穩(wěn)居世界前列，鋼供大于求的現(xiàn)狀也剛好符合裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的需求。我國(guó)裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系建筑正迎來(lái)發(fā)展的黃金時(shí)期。相對(duì)于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系，裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系是更適合工業(yè)化裝配式的體系，其原因一是鋼材具有良好的機(jī)械加工性能，適合工廠化生產(chǎn)和加工制作;二是與混凝土相比，鋼結(jié)構(gòu)較輕，適合運(yùn)輸、裝配;三是鋼結(jié)構(gòu)適合于高強(qiáng)螺栓連接，便于裝配和拆卸。
[0003]裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)體系目前在國(guó)內(nèi)還處于剛剛起步的階段，結(jié)構(gòu)形式相對(duì)單一，無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)高層化，配套設(shè)備研發(fā)相對(duì)滯后等因素也制約著裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。鋼板剪力墻作為一種有效的抗側(cè)力體系被一些發(fā)達(dá)國(guó)家運(yùn)用在普通高層鋼結(jié)構(gòu)體系中。目前，世界上采用鋼板剪力墻作為主要抗側(cè)力構(gòu)件的建筑共有二十多幢，主要分布在北美和日本等地震高烈度區(qū)。自從1970年日本鋼鐵公司將鋼板剪力墻應(yīng)用于建筑中以來(lái)，鋼板剪力墻的發(fā)展已有40多年。鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系由內(nèi)嵌鋼板和邊緣構(gòu)件(框架梁、柱以及加勁板件)組成。內(nèi)嵌鋼板通常與邊緣構(gòu)件連接后構(gòu)成抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。
[0004]隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)鋼板剪力墻研究的深入，薄鋼板剪力墻的屈曲后性能得到了廣泛的關(guān)注，薄鋼板剪力墻在屈曲后仍具有較高的承載力、良好的延性以及穩(wěn)定的耗能能力。充分利用薄鋼板剪力墻的屈曲后強(qiáng)度不僅可以使結(jié)構(gòu)獲得良好的抗震性能，而且可以顯著降低用鋼量，薄鋼板剪力墻因自重輕而減輕了對(duì)框架柱及基礎(chǔ)的負(fù)擔(dān)，降低了基礎(chǔ)造價(jià)，并且有效地降低了地震荷載的作用。薄鋼板剪力墻可視為結(jié)構(gòu)的耗能減震裝置，該裝置在風(fēng)或小震下具有較大的剛度，但強(qiáng)烈地震發(fā)生時(shí)則應(yīng)率先進(jìn)入非彈性狀態(tài)，產(chǎn)生較大阻尼，大量消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震能量。
[0005]兩側(cè)開縫鋼板墻的提出是為了避免薄鋼板拉力場(chǎng)對(duì)柱子的不利影響。這種鋼板墻只有上、下邊與框架梁相連，而在左、右兩側(cè)與框架柱之間留出一定的距離。住宅鋼結(jié)構(gòu)中，由于開門窗等洞口的需要，使用支撐或四邊嵌固鋼板墻都是不合適的，而采用兩側(cè)開縫鋼板墻則能滿足使用功能的要求。但是墻板與柱子脫開后，側(cè)移剛度和承載力都有較大幅度下降，這是因?yàn)閴Π謇?chǎng)完全錨固在梁上，墻板有一部分區(qū)域不能發(fā)揮作用。
[0006]目前，國(guó)內(nèi)外工程中采用的鋼板剪力墻連接方式大多采用全焊接，在研究試驗(yàn)中多采用單魚尾板全栓接的連接方式，而栓焊混合連接一般不被考慮。對(duì)比栓接和焊接，焊接會(huì)大幅增加人工成本、延長(zhǎng)工期，而且焊縫質(zhì)量不易保證，殘余應(yīng)力過(guò)大等問(wèn)題也同時(shí)制約著鋼板剪力墻的發(fā)展。栓接節(jié)點(diǎn)理論上擁有比焊接節(jié)點(diǎn)更好的延性，在大震作用下螺栓之間摩擦能消耗部分地震輸入能量，但是栓接節(jié)點(diǎn)對(duì)構(gòu)件加工精度有一定要求，精度不夠的鋼板剪力墻在后期難以安裝。傳統(tǒng)的栓接還容易發(fā)生“解紐扣”現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提出了一種新型的多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)，其目的在于，利用高強(qiáng)螺栓有效地將鋼板剪力墻與邊緣構(gòu)件(框架梁或框架柱)連接起來(lái)，并此節(jié)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是，不僅能保證節(jié)點(diǎn)的傳力性能，發(fā)揮鋼板剪力墻良好的抗側(cè)能力，而且可有效的減小孔隙間的累計(jì)誤差，易于裝配。采用多蓋板連接不僅可增加有效摩擦面的數(shù)量，有效的增大臨界摩擦力，而且可以很好的避免“解紐扣”現(xiàn)象。
[0008]無(wú)論哪類鋼墻板，只要內(nèi)嵌鋼板存在拉力場(chǎng)效應(yīng)，拉力場(chǎng)的開展及強(qiáng)度的分布就一定不均勻，對(duì)角拉力帶最先屈服，此區(qū)域的螺栓(或焊縫)所受拉力最大，往中部逐漸變小。若采用栓接方式，則必須以摩擦型高強(qiáng)螺栓嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)風(fēng)荷載或小震作用下的滑移，且在墻板充分屈服之前臨界摩擦力不應(yīng)被克服。傳統(tǒng)的栓接采用單魚尾板和墻板進(jìn)行連接，摩擦面則只是墻板與魚尾板的接觸面(單面)。而多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)將摩擦面的數(shù)量增加到兩個(gè)(墻板與連接蓋板、墻板與連接底板)，這樣可以有效的增大臨界摩擦力，保證墻板充分屈服在墻板滑移之前。
[0009]在中、大震作用下，若采用全焊接連接，角部焊縫容易撕裂，加之薄鋼板剪力墻容易屈曲，震后的修復(fù)會(huì)異常困難。若采用傳統(tǒng)栓接，角部螺栓滑移后，剪力墻角部孔壁拉伸，孔徑變大，就容易產(chǎn)生“解紐扣”現(xiàn)象。
[0010]本發(fā)明所提出的多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)很好的解決了以上問(wèn)題。由于多蓋板夾緊鋼板剪力墻的設(shè)計(jì)有效的增加了鋼板剪力墻摩擦面的數(shù)量，從而有效的增大了臨界摩擦力，使螺栓更難滑移。即使螺栓滑移，孔壁拉伸，由于多蓋板將剪力墻夾緊，也不可能發(fā)生“解紐扣”現(xiàn)象。由于連接底板焊接與梁底，為了保證連接底板的剛度，在連接底板的兩端設(shè)置垂直加勁肋。這是為了如果鋼板在受力過(guò)程中屈曲，連接底板也不會(huì)隨著鋼板屈曲而產(chǎn)生面外變形。震后修復(fù)則只需要松開螺栓，更換破壞的構(gòu)件即可。
[0011]該發(fā)明的所有構(gòu)件均在工廠加工，然后在實(shí)地進(jìn)行栓接裝配。該節(jié)點(diǎn)施工簡(jiǎn)單方便，工期短，降低造價(jià)，屬于裝配式鋼結(jié)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明提出的一種多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)，包括框架梁(I)、蓋板-框架連接螺栓(2)、連接底板(3)、鋼板剪力墻(4)、連接蓋板(5)、鋼板剪力墻連接螺栓
(6)和框架柱(7)。其特征在于:
[0013]框架梁(I)和框架柱(7)進(jìn)行豎直和水平向拼接，組成鋼板剪力墻矩形框體;所述框架梁(I)的翼緣與通過(guò)連接蓋板(5)、連接底板(3)與鋼板剪力墻(4)連接;所述連接底板
(3)與連接蓋板(5)布置在鋼板剪力墻(4)的兩側(cè)并被夾緊;所述鋼板剪力墻(4)與框架柱
(7)之間存在間距，兩者并未直接接觸。
[0014]框架梁(I)的翼緣與連接蓋板(5)之間通過(guò)豎向布置的蓋板-框架連接螺栓(2)進(jìn)行連接；
[0015]框架梁(I)的翼緣與鋼板剪力墻(4)之間通過(guò)水平布置的鋼板剪力墻連接螺栓(6)進(jìn)行連接；
[0016]所述框架梁(I)采用梁寬不小于200mm的普通H型鋼，并在下翼緣一側(cè)對(duì)應(yīng)位置開大螺栓孔;所述連接底板(3)為兩端帶加勁肋的開孔鋼板;所述鋼板剪力墻(4)采用厚度為3-10mm的薄鋼板;所述連接蓋板(5)為焊接角鋼;所述框架柱(7)為焊接箱型鋼或標(biāo)準(zhǔn)方鋼管或H型鋼柱；
[0017]所述框架梁(I)翼緣一側(cè)開大螺栓孔與多個(gè)連接蓋板(5)通過(guò)蓋板-框架連接螺栓
(2)栓接。
[0018]所述框架梁(I)翼緣另一側(cè)與一個(gè)或多個(gè)連接底板(3)焊接。
[0019]所述連接底板(3)兩端設(shè)置縱向加勁肋，總寬度不大于890mm且開螺栓孔數(shù)不大于9個(gè)，螺栓孔徑均為正常螺栓孔徑。
[0020]所述連接蓋板(5)為焊接角鋼，長(zhǎng)度不大于290mm，長(zhǎng)短邊各開不超過(guò)三個(gè)正?？讖降穆菟祝踢吪c框架梁(I)翼緣一側(cè)栓接，長(zhǎng)邊和連接底板(3)夾緊鋼板剪力墻(4)栓接。
[0021]所述相鄰連接蓋板(5)之間間隔不小于10mm。
[0022]所述鋼板剪力墻(4)與所述框架梁(I)中心對(duì)齊，之間保證1mm的空隙。
[0023]所述鋼板剪力墻(4)開設(shè)的螺栓孔徑為大孔徑。
[0024]所有構(gòu)件及焊接工作均由工廠負(fù)責(zé)完成，現(xiàn)場(chǎng)僅進(jìn)行裝配施工。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明的多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻域示意圖。
[0026]圖2為本發(fā)明的多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻域分解圖。
[0027]圖3為本發(fā)明的多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)局部單元分解圖。
[0028]圖4為本發(fā)明的多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)剖面細(xì)節(jié)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0030]如圖1、2所示，I一框架梁，2—蓋板-框架連接螺栓，3—連接底板，4一鋼板剪力墻，5—連接蓋板，6—鋼板剪力墻連接螺栓，7—框架柱。
[0031]本發(fā)明提出的預(yù)應(yīng)力斜置多層折板鋼板剪力墻，包括框架梁、蓋板-框架連接螺栓、連接底板、鋼板剪力墻、連接蓋板、鋼板剪力墻連接螺栓和框架柱。所述框架梁采用梁寬不小于200mm的普通H型鋼，并在下翼緣一側(cè)對(duì)應(yīng)位置開大螺栓孔;所述連接螺栓為蓋板-框架連接螺栓和鋼板剪力墻連接螺栓，所述蓋板-框架連接螺栓為垂直放置的高強(qiáng)螺栓，所述鋼板剪力墻連接螺栓為水平放置的高強(qiáng)螺栓;所述連接底板為兩端帶加勁肋的開孔鋼板；所述鋼板剪力墻采用厚度為3-10mm的薄鋼板;所述連接蓋板為焊接角鋼;所述框架柱為焊接箱型鋼、標(biāo)準(zhǔn)方鋼管或H型鋼柱;所述框架梁與框架柱連接;所述框架梁翼緣與連接蓋板連接;所述框架梁翼緣與連接底板連接;所述鋼板剪力墻通過(guò)連接底板和連接蓋板與框架梁連接;所述連接底板與連接蓋板在所述鋼板剪力墻兩側(cè)夾緊布置。
[0032]在上述的多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)中，所述框架梁翼緣一側(cè)開大螺栓孔與多個(gè)連接蓋板通過(guò)蓋板-框架連接螺栓栓接。所述框架梁翼緣另一側(cè)與一個(gè)或多個(gè)連接底板焊接。所述連接底板兩端設(shè)置縱向加勁肋，總寬度不大于890mm且開螺栓孔數(shù)不大于9個(gè)，螺栓孔徑均為正常螺栓孔徑。所述連接蓋板為焊接角鋼，長(zhǎng)度不大于290mm，長(zhǎng)短邊各開不超過(guò)3個(gè)正?？讖降穆菟?，短邊與框架梁翼緣一側(cè)栓接，長(zhǎng)邊和連接底板夾緊鋼板剪力墻栓接。所述相鄰連接蓋板之間間隔不小于10mm。所述鋼板剪力墻與所述框架梁中心對(duì)齊，之間保證1mm的空隙。所述鋼板剪力墻開設(shè)的螺栓孔徑為大孔徑。所述鋼板剪力墻不與框架柱連接。所有構(gòu)件及焊接工作均由工廠負(fù)責(zé)完成，現(xiàn)場(chǎng)僅進(jìn)行裝配施工。
[0033]上述預(yù)應(yīng)力斜置多層折板鋼板剪力墻的平面外剛度很大，能夠有效控制運(yùn)輸、安裝以及使用工程中的平面外變形，保持鋼板的穩(wěn)固安全。
[0034]本發(fā)明提出的多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)是根據(jù)兩端連接鋼板剪力墻的受力特性設(shè)計(jì)的，增加了鋼板剪力墻的摩擦面數(shù)量，有效的提高的臨界摩擦力，使螺栓更難滑移;改善了傳統(tǒng)鋼板剪力墻栓接難于安裝，易“解扣”等問(wèn)題;解決了傳統(tǒng)焊接節(jié)點(diǎn)質(zhì)量難以保證、殘余應(yīng)力過(guò)大、人工成本過(guò)高等問(wèn)題;極大的強(qiáng)化了震后可修復(fù)功能。
[0035]本發(fā)明的所有構(gòu)件都可以在工廠進(jìn)行加工和安裝，然后運(yùn)至工地進(jìn)行裝配，易于保證質(zhì)量，節(jié)省人力物力，降低造價(jià)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)，其特征在于:包括框架梁(I)、蓋板-框架連接螺栓(2)、連接底板(3)、鋼板剪力墻(4)、連接蓋板(5)、鋼板剪力墻連接螺栓(6)和框架柱(7); 框架梁(I)和框架柱(7)進(jìn)行豎直和水平向拼接，組成鋼板剪力墻矩形框體;所述框架梁(I)的翼緣與通過(guò)連接蓋板(5)、連接底板(3)與鋼板剪力墻(4)連接;所述連接底板(3)與連接蓋板(5)布置在鋼板剪力墻(4)的兩側(cè)并被夾緊;所述鋼板剪力墻(4)與框架柱(7)之間存在間距，兩者并未直接接觸； 框架梁(I)的翼緣與連接蓋板(5)之間通過(guò)豎向布置的蓋板-框架連接螺栓(2)進(jìn)行連接； 框架梁(I)的翼緣與鋼板剪力墻(4)之間通過(guò)水平布置的鋼板剪力墻連接螺栓(6)進(jìn)行連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述框架梁(I)采用梁寬不小于200mm的普通H型鋼，并在下翼緣一側(cè)對(duì)應(yīng)位置開大螺栓孔;所述連接底板(3)為兩端帶加勁肋的開孔鋼板;所述鋼板剪力墻(4)采用厚度為3-10mm的薄鋼板;所述連接蓋板(5)為焊接角鋼;所述框架柱(7)為焊接箱型鋼或標(biāo)準(zhǔn)方鋼管或H型鋼柱。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述框架梁(I)翼緣一側(cè)開大螺栓孔與多個(gè)連接蓋板(5)通過(guò)蓋板-框架連接螺栓(2)栓接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述框架梁(I)翼緣另一側(cè)與一個(gè)或多個(gè)連接底板(3)焊接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述連接底板(3)兩端設(shè)置縱向加勁肋，總寬度不大于890mm且開螺栓孔數(shù)不大于9個(gè)，螺栓孔徑均為正常螺栓孔徑。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述連接蓋板(5)為焊接角鋼，長(zhǎng)度不大于290mm，長(zhǎng)短邊各開不超過(guò)三個(gè)正常孔徑的螺栓孔，短邊與框架梁(I)翼緣一側(cè)栓接，長(zhǎng)邊和連接底板(3)夾緊鋼板剪力墻(4)栓接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述相鄰連接蓋板(5)之間間隔不小于10mm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述鋼板剪力墻(4)與所述框架梁(I)中心對(duì)齊，之間保證1mm的空隙。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述鋼板剪力墻(4)開設(shè)的螺栓孔徑為大孔徑。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多蓋板裝配式兩端連接鋼板剪力墻節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所有構(gòu)件及焊接工作均由工廠負(fù)責(zé)完成，現(xiàn)場(chǎng)僅進(jìn)行裝配施工。
【文檔編號(hào)】E04B2/60GK105926811SQ201610258514
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月23日
【發(fā)明人】張愛(ài)林, 張勛, 劉學(xué)春, 王藝萌, 李超
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)