專利名稱：一種多層鋼板組合剪力墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多層鋼板組合剪力墻，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋼板剪力墻是一種新型的高層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土剪力墻相比較，由于鋼板剪力墻具有與鋼框架剛度、延性相匹配的優(yōu)點(diǎn)以及屈曲后強(qiáng)度的有效發(fā)揮，奠定了在鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中作為主要抗側(cè)力單元的應(yīng)用地位，而鋼筋混凝土剪力墻在混凝土開裂后其延性基本消失殆盡，不利于在高設(shè)防地震烈度地區(qū)的建筑中應(yīng)用。特別在中震或大震作用下，鋼板剪力墻表現(xiàn)出來的高延性，可以大大折減地震作用以及作用效應(yīng)，是一種性能優(yōu)異的消能減震構(gòu)件。目前已經(jīng)提出的鋼板剪力墻包括平鋼板剪力墻、波折鋼板剪力墻等形式。平鋼板剪力墻在面內(nèi)剪力作用下易于屈曲，屈曲后依靠拉力帶提供抗側(cè)剛度；特別在鋼板比較薄的情況下，平鋼板剪力墻的抗剪屈曲荷載較低，屈曲形成拉力帶后其滯回曲線表現(xiàn)出嚴(yán)重的捏攏現(xiàn)象，雖然厚鋼板剪力墻不易屈曲且具有良好的滯回耗能性能，但用鋼量大、經(jīng)濟(jì)效益較差；波折鋼板剪力墻在剪力作用下具有較高的初始抗剪屈曲荷載以及抗側(cè)剛度，但波折鋼板屬于缺陷敏感型構(gòu)件，在其達(dá)到極限承載力后，隨著波形曲面被拉平，板件的承載力迅速下降，故其滯回性能也不是十分理想。如果把二者有機(jī)地組合起來，可以彌補(bǔ)二者的不足，發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提出一種多層鋼板組合剪力墻，將平鋼板剪力墻與波折鋼板剪力墻二者有效地組合起來，形成雙層或三層鋼板組合剪力墻，彌補(bǔ)了平鋼板剪力墻初始剛度和承載力較低的缺點(diǎn)以及波折鋼板剪力墻屈曲后承載力、延性不足的缺點(diǎn)，充分發(fā)揮了平鋼板和波折鋼板各自的優(yōu)點(diǎn)。本專利旨在提供一種具有較大的抗側(cè)力作用，且能在大震作用下有效消能的新型鋼板剪力墻。正是基于這樣的考慮，本發(fā)明提出了一種多層鋼板組合剪力墻將平鋼板剪力墻與波折鋼板剪力墻二者有效地組合起來，形成雙層或三層鋼板組合剪力墻。將平鋼板剪力墻與波折鋼板剪力墻進(jìn)行組合以及它們之間的組合方式、連接方式，是本專利的創(chuàng)新內(nèi)容。一種多層鋼板組合剪力墻，其特征在于，它由平鋼板、波折鋼板、C形鋼、薄層硬質(zhì)橡膠墊板、高強(qiáng)度螺栓及邊緣構(gòu)件組成，所述平鋼板與所述波折鋼板通過C形鋼與邊緣構(gòu)件相連；所述平鋼板與所述波折鋼板在其四周邊界上與C形鋼焊接，再將C形鋼與邊緣構(gòu)件進(jìn)行焊接或者螺栓連接；所述組合剪力墻通過高強(qiáng)度螺栓將平鋼板、波折鋼板和薄層硬質(zhì)橡膠墊板三者連接；所述組合剪力墻是將平鋼板與波折鋼板疊層組合，或者將兩塊波折鋼板夾一塊平鋼板，形成三層鋼板組合剪力墻。在所述的多層鋼板組合剪力墻中，其特征在于，在所述平鋼板與所述波折鋼板之間布置薄層硬質(zhì)橡膠墊板。[0008]本發(fā)明提出的多層鋼板組合剪力墻有以下優(yōu)點(diǎn)(1)發(fā)揮了波折鋼板與平鋼板的各自優(yōu)勢，彌補(bǔ)了二者的不足。波折鋼板剪力墻具有較大的初始剛度與初始承載力，而屈曲后承載力與延性較低；平鋼板剪力墻主要發(fā)揮屈曲后承載力與延性，而初始剛度與屈曲荷載較低。取二者的優(yōu)點(diǎn)，正好彌補(bǔ)了二者的不足， 使得多層鋼板組合墻既具有較高的初始剛度與承載力，在荷載作用的后期也具有很高的殘余強(qiáng)度與較好的延性；(2)分析與研究表明，單獨(dú)使用平鋼板剪力墻時其屈曲后滯回曲線捏攏嚴(yán)重，而采用波折鋼板剪力墻時其滯回曲線比較飽滿。采用二者組合，后者的優(yōu)點(diǎn)彌補(bǔ)了前者的缺陷， 使組合墻的受力性能更加優(yōu)越；(3)采用平鋼板與波折鋼板進(jìn)行疊層組合，不是簡單的“1+1 = 2”或者“1+1+1 = 3”，而是“1+1 > 2”或者“1+1+1 > 3”的效果。特別在鋼板比較薄的情況下，其組合后承載力以及剛度的增值效益更加明顯；(4)研究結(jié)果表明，波折鋼板墻不僅承受水平剪力，而且可以看成是對平鋼板墻施加的加勁肋，二者相互作用，大大地提高了各自的抗剪屈曲荷載以及屈曲剛度；(5)通過變化波折鋼板與平鋼板厚度的比值、波折鋼板波幅與波長，能有效調(diào)整多層鋼板組合剪力墻在不同受力階段的抗側(cè)剛度與承載力，以有效控制結(jié)構(gòu)在不同階段的破壞情況。

圖1為波折鋼板橫向布置的雙層鋼板組合剪力墻的立面示意圖，或?yàn)閮蓚?cè)波折鋼板均橫向布置的三層鋼板組合剪力墻的立面示意圖；圖2為波折鋼板縱向布置的雙層鋼板組合剪力墻的立面示意圖，或?yàn)閮蓚?cè)波折鋼板均縱向布置的三層鋼板組合剪力墻的立面示意圖；圖3為三層鋼板組合剪力墻的立面示意圖，兩側(cè)波折鋼板異向布置；圖4為雙層鋼板組合剪力墻A-A剖面圖，波折鋼板橫向布置(形式①)；圖5為雙層鋼板組合剪力墻B-B剖面圖，波折鋼板橫向布置(形式①)；圖6為雙層鋼板組合剪力墻C-C剖面圖，波折鋼板橫向布置(形式①)；圖7為三層鋼板組合剪力墻A-A剖面圖，兩側(cè)波折鋼板均為橫向布置(形式③)；圖8為三層鋼板組合剪力墻B-B剖面圖，兩側(cè)波折鋼板均為橫向布置(形式③)；圖9為三層鋼板組合剪力墻C-C剖面圖，兩側(cè)波折鋼板均為橫向布置(形式③)；圖10為三層鋼板組合剪力墻D-D剖面圖，兩側(cè)波折鋼板異向布置(形式⑤)；圖11為兩側(cè)波折鋼板均為橫向布置的三層鋼板組合剪力墻，A-A剖面圖在邊緣處的局部放大具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1 11，具體說明這種多層鋼板組合剪力墻。一種多層鋼板組合剪力墻，由平鋼板、波折鋼板、C形鋼、高強(qiáng)度螺栓、薄層硬質(zhì)橡膠墊板及邊緣構(gòu)件組成，如圖1 11所示，具體包含如下組成單元1——邊緣柱；[0028]2——邊緣梁；3——波折鋼板；4——平鋼板；5——高強(qiáng)螺栓；6——薄層硬質(zhì)橡膠墊板；7——C形鋼；其中，邊緣柱1與邊緣梁2組成邊緣構(gòu)件；波折鋼板3與平鋼板4采用高延性鋼板軋制而成；如圖11所示，波折鋼板3、平鋼板4與邊緣構(gòu)件1、2通過C形鋼7連接，波折鋼板3、平鋼板4與C形鋼7通過焊接連接，邊緣構(gòu)件1、2與C形鋼7可通過焊接或者螺栓連接；其中，波折鋼板3布置在平鋼板4的一側(cè)或兩側(cè)，組成雙層鋼板組合剪力墻或者三層鋼板組合剪力墻；對于雙層鋼板組合剪力墻，波折鋼板3的布置形式分為形式①——橫向布置(如圖1所示)，形式②——縱向布置(如圖2所示)；對于三層鋼板組合剪力墻，波折鋼板3的布置形式分為形式③——兩側(cè)波折鋼板同向橫放(如圖1所示)，形式④—— 兩側(cè)波折鋼板同向縱放(如圖2所示)，形式⑤——兩側(cè)波折鋼板異向布置，即一側(cè)波折鋼板橫向布置另一側(cè)波折鋼板縱向布置(如圖3所示)；在波折鋼板3與平鋼板4之間布置薄層硬質(zhì)橡膠墊板6，其中對于雙層鋼板組合剪力墻只布置一層薄層硬質(zhì)橡膠墊板6，對于三層鋼板組合剪力墻在平鋼板3兩側(cè)各布置一層薄層硬質(zhì)橡膠墊板6 ；波折鋼板3與平鋼板4之間通過穿透兩者的高強(qiáng)度螺栓5連接；對于雙層鋼板組合剪力墻和三層鋼板組合剪力墻，除三層鋼板組合剪力墻的形式⑤外，高強(qiáng)度螺栓5均布置在波折鋼板3與平鋼板貼近的一側(cè)波谷處；對于三層鋼板組合剪力墻的形式⑤，如圖3所示，高強(qiáng)度螺栓5布置在兩側(cè)波折鋼板的波谷重合處。
權(quán)利要求1.一種多層鋼板組合剪力墻，其特征在于，它由平鋼板、波折鋼板、C形鋼、薄層硬質(zhì)橡膠墊板、高強(qiáng)度螺栓及邊緣構(gòu)件組成，所述平鋼板與所述波折鋼板通過C形鋼與邊緣構(gòu)件相連；所述平鋼板與所述波折鋼板在其四周邊界上與C形鋼焊接，再將C形鋼與邊緣構(gòu)件進(jìn)行焊接或者螺栓連接；所述組合剪力墻通過高強(qiáng)度螺栓將平鋼板、波折鋼板和薄層硬質(zhì)橡膠墊板三者連接；所述組合剪力墻是將平鋼板與波折鋼板疊層組合，或者將兩塊波折鋼板夾一塊平鋼板，形成三層鋼板組合剪力墻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層鋼板組合剪力墻，其特征在于，在所述平鋼板與所述波折鋼板之間布置薄層硬質(zhì)橡膠墊板。
專利摘要一種多層鋼板組合剪力墻，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于，將平鋼板與波折鋼板疊層組合，形成雙層鋼板組合剪力墻，或者用兩塊波折鋼板夾一塊平鋼板，形成三層鋼板組合剪力墻；在平鋼板與波折鋼板之間布置薄層硬質(zhì)橡膠墊板，通過高強(qiáng)度螺栓把三者連接起來；高強(qiáng)度螺栓的預(yù)緊力，使得平鋼板與波折鋼板之間產(chǎn)生摩擦力，以便在側(cè)向力作用下平鋼板與波折鋼板共同受力；在大震作用下，由于二者面內(nèi)位移差值發(fā)展較大而產(chǎn)生相對滑移，但在面外始終相互約束；平鋼板與波折鋼板通過C形鋼與四周的邊緣構(gòu)件連接。這種多層鋼板組合剪力墻可作為高層建筑鋼結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)的一種新型抗側(cè)力構(gòu)件。
文檔編號E04B2/56GK201981669SQ20102057401
公開日2011年9月21日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者張博浩, 王小安, 郭彥林 申請人:清華大學(xué)