裝配式波紋鋼板剪力墻的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種裝配式波紋鋼板剪力墻，包括基本拼裝單元和邊緣框架；所述基本拼裝單元的數(shù)量為1個或若干個，通過高強螺栓拼接并與所述邊緣框架連接；基本拼裝單元由橫向連接件、縱向連接件和波紋腹板焊接構(gòu)成。本實用新型提出的裝配式波紋鋼板剪力墻通過波紋腹板組成基本拼接單元，可以大幅提高鋼板墻的剪切屈曲荷載并改善鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的使用舒適性；并且，裝配式波紋鋼板剪力墻的基本拼裝單元面外剛度較大，運輸便捷；裝配式波紋鋼板剪力墻的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系采用高強螺栓現(xiàn)場拼接，施工便捷且質(zhì)量容易保障，符合建筑工業(yè)化發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。
【專利說明】
裝配式波紋鋼板剪力墻
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅或工業(yè)廠房的裝配式波紋鋼板剪力墻。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)是一種應(yīng)用于多層或高層建筑的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，它由內(nèi)嵌鋼板、豎向邊緣構(gòu)件(柱)和水平邊緣構(gòu)件(梁)構(gòu)成。
[0003]傳統(tǒng)的平鋼板墻一般作為高層結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件，采用中厚鋼板或配置加勁，造價較為昂貴。雖然采用非加勁的薄鋼板墻可以降低成本，具有更好的經(jīng)濟效益，但其屈曲荷載很低，主要依靠鋼板屈曲后的拉力帶抵抗側(cè)向力；而屈曲后的拉力帶則會對邊緣構(gòu)件造成不利作用，還會導(dǎo)致鋼板墻的滯回曲線變得顯著捏攏，不利于穩(wěn)定的耗能特性。并且，實際工程經(jīng)驗表明，薄鋼板剪力墻在反復(fù)荷載下頻繁的反向鼓曲也會造成巨大噪音，特別是較大風(fēng)載作用時，嚴重影響使用舒適性，不利于工程推廣。
[0004]另外，目前的平鋼板墻多采用現(xiàn)場焊接拼裝，對鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的快速裝配式連接技術(shù)考慮不足，施工質(zhì)量難以得到保障，不能滿足裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑工業(yè)化的發(fā)展需求；并且，大面積的平鋼板在運輸和安裝過程中也容易發(fā)生屈曲失穩(wěn)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)新穎獨特，使用方便，并且能夠有效增加剪切屈曲荷載的裝配式波紋鋼板剪力墻。具體技術(shù)方案為:
[0006]—種裝配式波紋鋼板剪力墻，包括基本拼裝單元和邊緣框架;所述基本拼裝單元的數(shù)量為I個或若干個，通過高強螺栓拼接并與所述邊緣框架連接;基本拼裝單元由橫向連接件、縱向連接件和波紋鋼板焊接構(gòu)成。
[0007]進一步，所述橫向連接件與波紋鋼板兩端采用雙面貼邊角焊縫連接。
[0008]進一步，所述縱向連接件與波紋鋼板兩端采用雙面貼邊角焊縫連接。
[0009]進一步，所述波紋鋼板為波折梯形、正弦形或三角形。
[0010]進一步，所述波紋鋼板采用性能較穩(wěn)定、延性較好的鋼材制成。
[0011 ]進一步，所述波紋鋼板采用高建鋼制成。
[0012]進一步，所述橫向連接件和縱向連接件的厚度均與波紋鋼板厚度之比不小于1.5，不大于2。
[0013]進一步，所述波紋鋼板的長寬比在0.5:1至2:1之間。
[0014]進一步，所述波紋鋼板的長寬比為0.9至1.1之間。
[0015]本實用新型提出的裝配式波紋鋼板剪力墻通過波紋鋼板腹板組成基本拼接結(jié)構(gòu)，可以大幅提高鋼板墻的剪切屈曲荷載并改善鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的使用舒適性;并且，裝配式波紋鋼板剪力墻的基本拼裝單元面外剛度較大，運輸便捷;裝配式波紋鋼板剪力墻的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系采用高強螺栓現(xiàn)場拼接，施工便捷且質(zhì)量容易保障，符合建筑工業(yè)化發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0016]圖1為波紋鋼板剪力墻裝配結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為基本拼裝單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為基本拼裝單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為波紋墻板剪力測試結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為波紋墻板載荷與位移變化關(guān)系的曲線圖；
[0021 ]圖6為平鋼板載荷與位移變化關(guān)系的曲線圖。
[0022 ]圖中:1、基本拼裝單元;1-1、波紋鋼板;1-2、橫向連接件；1-3、縱向連接件；I _4、鉸接軸;2、橫梁;3、立柱;4、邊緣橫梁;5、邊緣立柱。
【具體實施方式】
[0023]下面利用實施例對本實用新型進行更全面的說明。本實用新型可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實施例。
[0024]為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下”“左” “右”等空間相對術(shù)語，用于說明圖中示出的一個元件或特征相對于另一個元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上” O因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對說明可相應(yīng)地解釋。
[0025]如圖1所示，本實施例中的裝配式波紋鋼板剪力墻，由4塊基本拼裝單元I和邊緣框架構(gòu)成。橫向連接件1-2或縱向連接件1-3為工字形時，基本拼裝單元I之間可以用高強螺栓固定連接;基本拼裝單元I與邊緣框架之間也采用高強螺栓固定連接。橫向連接件1-2或縱向連接件1-3為T字形時，基本拼裝單元I可采用高強螺栓固定連接;基本拼裝單元I與邊緣框架之間通過連接魚尾板，采用高強螺栓固定連接。
[0026]采用拼接方式固定連接方便分塊運輸，同時也有利于高層建筑現(xiàn)場快速拼裝方式的施工。具體實施時，可以根據(jù)現(xiàn)場情況用2塊或者3塊、6塊基本拼裝單元I與邊緣框架拼接而成。本實施例中邊緣框架由上下設(shè)置的橫梁2和左右設(shè)置的立柱3連接構(gòu)成；當(dāng)然，也可以根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的需要選用其他形式的邊緣框架。
[0027]如圖2、圖3所示，基本拼裝單元I包括橫向連接件1-2、縱向連接件1-3和波紋鋼板1-1。橫向連接件1-2設(shè)置在波紋鋼板1-1上下兩端，與波紋鋼板1-1兩端采用雙面貼邊角焊縫連接。縱向連接件1-3設(shè)置在波紋鋼板1-1左右兩端，與波紋鋼板1-1左右兩端采用雙面貼邊角焊縫連接。實施例中橫向為與基本拼裝單元I所受剪力方向平行的方向；波紋鋼板1-1的楞也與所受剪力方向平行的方向。當(dāng)然，在所受剪力方向變化時，基本拼裝單元I安裝方向也需要調(diào)整。
[0028]橫向連接件1-2和縱向連接件1-3用鋼板焊接成工字型或者T型；可以采用工字型或者T型截面的型材制成。連接件上根據(jù)需要設(shè)置供高強螺栓安裝的螺栓孔。
[0029]波紋鋼板1-1可以采用梯形波折，可由平鋼板通過折板機輥乳成型;根據(jù)實際外觀需要，波紋構(gòu)造亦可以采用正弦形、三角形或波折梯形等形式。波紋鋼板1-1可采用高建鋼等性能較穩(wěn)定、延性較好的鋼材。安裝時，波紋鋼板1-1的波紋的楞與橫向剪切力的方向平行，以取得最好的抗側(cè)力效果。
[0030]如圖4所示，波紋鋼板1-1的波紋的楞與橫向剪切力的方向平行。邊緣橫梁4和邊緣立柱5之間設(shè)置有鉸接座，通過鉸接軸1-4和鉸接座將邊緣橫梁4和縱向邊緣立柱5鉸接，測試波紋墻板1-1的純剪力學(xué)特性。
[0031]其中，波紋鋼板1-1的高度和寬度均為3000mm，厚度為10mm，波紋為梯形波折形，梯形為等腰梯形，頂邊100mm，底邊300mm，高度為100mm;邊緣橫梁4和邊緣立柱5的長度均為3000mm，米用400mm x 400mm，厚度為20mm的工字鋼。
[0032]圖5為波紋墻板載荷與位移變化的曲線圖；從圖中可以看出，位移超過48mm后波紋鋼板1-1才出現(xiàn)明顯的屈曲現(xiàn)象，承載力緩慢退化，耗能能力緩慢降低。
[0033]圖6為將波紋鋼板1-1更換為厚度為1mm的平鋼板后，進行測試得到的平墻板載荷與位移變化的曲線圖；從圖中可以看出，位移超過16mm后墻板就發(fā)生了顯著的屈曲，并且承載能力在屈曲后嚴重退化，耗能能力顯著降低。
[0034]從圖5與圖6的對比可以看出，采用波紋鋼板1-1比平鋼板具有更好的抗側(cè)力能力。
[0035]為了避免連接構(gòu)件先于波紋鋼板墻發(fā)生破壞，橫向連接件1-2和縱向連接件1-3的厚度均宜為波紋鋼板厚度的1.5倍至2倍。
[0036]為了獲得較好的力學(xué)性能，縱向連接件1-3與橫向連接件1-2的長度比在0.5:1至2:1之間，以1:1左右為最佳。
[0037]為了獲得較好的抗剪切屈曲性能，腹板波紋的正弦波的波高與半波長之比為0.5-1之間；對于三角形波折形或梯形波折形，波折與縱向的夾角簡稱波折角，波折角的角度應(yīng)控制在30-45度之間。
[0038]本實用新型提出的裝配式波紋鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)是一種優(yōu)秀的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，具有屈曲性能更好、抗震性能更優(yōu)、運輸和安裝施工更為便捷等獨特優(yōu)勢。
[0039]本實用新型裝配式波紋鋼板剪力墻，其主要的優(yōu)勢在于:
[0040](I)由于波紋的作用，鋼板墻的剪切屈曲荷載將大大提高，波紋鋼板墻可以采用薄鋼板，既增加了延性，又減少了材料用料。
[0041](2)由于波紋的存在，腹板屈曲后的鼓曲變形過程也相對平鋼板墻更加柔和，鋼板墻屈曲變形所引發(fā)的噪聲相對也小很多，使用舒適性相對也有改善。
[0042](3)由于波紋鋼板墻的面外剛度相對更大，其在運輸和安裝過程中的變形也更容易得到控制。
[0043](4)可以采用工場預(yù)制，現(xiàn)場快速拼裝的施工方式，工程質(zhì)量容易得到保障，也符合建筑工業(yè)化的發(fā)展趨勢。
[0044]綜合以上優(yōu)點，裝配式波紋鋼板剪力墻適宜成為新型的抗側(cè)力構(gòu)件，可以應(yīng)用于多層鋼結(jié)構(gòu)框架以及多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房中，例如電廠鍋爐鋼架等。
[0045]上述示例只是用于說明本實用新型，除此之外，還有多種不同的實施方式，而這些實施方式都是本領(lǐng)域技術(shù)人員在領(lǐng)悟本實用新型思想后能夠想到的，故，在此不再一一列舉。
【主權(quán)項】
1.一種裝配式波紋鋼板剪力墻，其特征在于，包括基本拼裝單元和邊緣框架;所述基本拼裝單元的數(shù)量為I個或若干個，通過高強螺栓拼接并與所述邊緣框架連接;基本拼裝單元由橫向連接件、縱向連接件和波紋鋼板焊接構(gòu)成。2.如權(quán)利要求1所述的裝配式波紋鋼板剪力墻，其特征在于，所述橫向連接件與波紋鋼板兩端采用雙面貼邊角焊縫連接。3.如權(quán)利要求1所述的裝配式波紋鋼板剪力墻，其特征在于，所述縱向連接件與波紋鋼板兩端采用雙面貼邊角焊縫連接。4.如權(quán)利要求1所述的裝配式波紋鋼板剪力墻，其特征在于，所述波紋鋼板為波折梯形、正弦形或三角形。5.如權(quán)利要求1所述的裝配式波紋鋼板剪力墻，其特征在于，所述波紋鋼板采用高建鋼制成。6.如權(quán)利要求1所述的裝配式波紋鋼板剪力墻，其特征在于，所述橫向連接件和縱向連接件的厚度均與波紋鋼板厚度之比不小于1.5，不大于2。7.如權(quán)利要求1所述的裝配式波紋鋼板剪力墻，其特征在于，所述波紋鋼板的長寬比在.0.5:1至2:1之間。8.如權(quán)利要求6所述的裝配式波紋鋼板剪力墻，其特征在于，所述波紋鋼板的長寬比為.0.9至1.1之間。
【文檔編號】E04B2/58GK205502307SQ201620237340
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】劉曉剛, 鄭云, 侯兆新, 逯鵬, 李賀賀, 龔超, 邱林波
【申請人】中冶建筑研究總院有限公司