CN108824920A - 一种新型屈曲约束耗能钢板剪力墙、结构体系及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型屈曲约束耗能钢板剪力墙、结构体系及其施工方法，其中，屈曲约束耗能钢板剪力墙包括外墙板，内墙板，外墙板贴在内墙板两个侧面并通过螺栓固定，所述内墙板包括第一钢板、第二钢板和第三钢板，所述第一钢板和第二钢板分别位于所述第三钢板的两端且固定连接，所述第一钢板和第二钢板为高强度钢板和/或钢‑钢筋混凝土组合板，所述第三钢板为上下屈服点稳定的低强度钢板。本申请由于采用内墙板采用低屈服点的上下屈服点稳定的低强度钢板，可以确保新型屈曲约束耗能钢板剪力墙先于主体结构破坏，从而实现局部破坏发生在主体结构破坏之前，从而确保结构的主体安全。其可广泛应用结构抗震工程领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种剪力墙及其结构体系，特别涉及一种具有优良耗能能力的 剪力墙结构体系，属于结构工程领域。
背景技术
地震就是地壳的快速振动，地震象刮风、下雨一样，是地球上经常发生的自 然现象。
耗能墙板是应对地震的重要技术方式。目前国内主流的屈曲约束钢板剪力墙 为Q235或Q345钢板，两侧被预制混凝土剪力墙板包裹如公开号为CN1603539A 中国专利申请中介绍一种屈曲约束钢板剪力墙由整块内嵌钢板和两侧***混凝 土盖板组成，所述内嵌钢板采用低屈服点高延性钢材或高强度高延性钢材，所 述***混凝土盖板采用一般混凝土板。此现有技术公开的内嵌钢板采用高强度 的钢材比如Q235或Q345钢板，高强度的钢材存在上下屈服点不稳定的问题， 这种不稳定就有可能屈曲约束钢板剪力墙的破坏强度高于主体结构，而发生与 耗能钢板连接的梁或柱或节点先于屈曲约束钢板剪力墙破坏，存在重大安全隐 患。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种新型屈曲约束耗能钢板 剪力墙及其结构体系，由于剪力墙的内墙板采用低屈服点的上下屈服点稳定的 低强度耗能钢板与高强度钢板相结合形成，低强度耗能钢板可以为屈服强度不 高于Q235的低屈服点钢材，也可以为有稳定上下屈服点的Q235钢材，这样可 以确保新型屈曲约束耗能钢板剪力墙先于主体结构破坏，从而实现局部破坏发 生在主体结构破坏之前，从而确保结构的主体安全。
本发明的技术方案一种新型屈曲约束耗能钢板剪力墙，包括外墙板，内墙 板，外墙板贴在内墙板两个侧面并通过螺栓固定，其特征在于，所述内墙板包 括第一钢板、第二钢板和第三钢板，所述第一钢板和第二钢板分别位于所述第 三钢板的两端，且第一钢板和第二钢板分别与第三钢板固定连接；所述第一钢 板和第二钢板为高强度钢板和/或钢-钢筋混凝土组合板，所述第三钢板为上下屈 服点稳定的低强度钢板。
所述第三钢板的设置高度为不大于第一钢板、第二钢板和第三钢板总高度 之和的4/5。
所述第三钢板由至少两块上下屈服点稳定的低强度耗能钢板组成，相邻两 块低强度耗能钢板中间预留有缝隙。
所述第三钢板和/或第一钢板和/或第二钢板内预留有洞口。
所述第一钢板和第二钢板表面焊接有加劲肋。
所述外墙板为预制钢筋混凝土板或钢-钢筋混凝土预制板。
当约束混凝土预制板为多块时，约束混凝土预制板之间预留有缝隙，缝隙 可填充，填充物为无机、有机或混合式填充物。
一种采用屈曲约束耗能钢板剪力墙形成的结构体系，其特征在于：包括梁、 柱、屈曲约束耗能钢板剪力墙和连接板和楼板，所述屈曲约束耗能钢板剪力墙 采用上述的屈曲约束耗能钢板剪力墙，所述梁通过连接板与所述屈曲约束耗能 钢板剪力墙的第一钢板连接。
所述连接板和所述第一钢板通过第二螺栓或焊缝连接。
所述梁为钢梁、钢-混凝土组合梁或钢筋混凝土梁。
所述柱为钢柱、钢管混凝土柱、钢管钢筋混凝土柱、钢骨混凝土柱、钢筋 混凝土柱。
所述的结构体系的施工步骤，其特征在于，步骤如下：
步骤一，按照常规方法施工梁、柱；
步骤二，将第一钢板、第二钢板和第三钢板连接为内墙板；
步骤三，将外墙板连接在内墙板的两侧形成屈曲约束耗能钢板剪力墙；
步骤四，将形成的屈曲约束耗能钢板剪力墙与梁和/或柱采用螺栓或者焊接 方式进行初步连接，允许有一定的变形；
步骤五，待梁柱变形稳定之后，将屈曲约束耗能钢板剪力墙与梁和/或柱进 行最终连接。
步骤二和步骤三可与步骤一同时进行，或者步骤二和步骤三在工厂提前加 工好。
采用本发明的新型屈曲约束耗能钢板剪力墙取得了以下有益效果：
一.由于剪力墙的内墙板采用低屈服点的上下屈服点稳定的低强度耗能钢 板，可以确保新型屈曲约束耗能钢板剪力墙先于主体结构破坏，从而实现局部 破坏发生在主体结构破坏之前，从而确保结构的主体安全。
二、由于本申请中的剪力墙的内墙板采用低屈服点的上下屈服点稳定的低 强度耗能钢板，在大震、巨震之后，如果只是约束钢板剪力墙发生破坏，则只 需要更换约束钢板剪力墙即可完成修复无需将整个结构重新建设，房屋具有良 好的修复能力。
三、本申请中的结构体系，使整体形成多层级的抗震防线，面外约束钢板 剪力墙为第一道抗震防线；另外，结构体系具有质量轻，强度大，耗能能力强 的优点，且破坏后便于修复和更换，防火、隔音效果好。
四、本申请中的建筑构件主要由钢材组成，由于钢材可以重复再利用，且 不会产生大量建筑垃圾具有绿色、节能环保的特性。
五、本申请中的建筑构件主要由低屈服点钢材和高强钢材组成，有利于降 低成本。
六、传统的施工方法中，直接将屈曲约束耗能钢板剪力墙连接，而本申请 中将形成的屈曲约束耗能钢板剪力墙与梁和/或柱采用螺栓或者焊接方式进行初 步连接，允许有一定的变形。待梁柱变形稳定之后，将屈曲约束耗能钢板剪力 墙与梁和/或柱进行最终连接。此施工方案避免了由于结构本身变形导致的耗能 能力的降低。
附图说明
图1为本发明内墙板实施例一；
图2为本发明内墙板实施例二；
图3为本发明内墙板实施例三；
图4为本发明内墙板实施例四；
图5为本发明内墙板实施例五；
图6为本发明屈曲约束耗能钢板剪力墙实施例一；
图7为图6的A-A剖视图；
图8为本发明屈曲约束耗能钢板剪力墙实施例二；
图9为图8的B-B剖视图；
图10为本发明屈曲约束耗能钢板剪力墙实施例三；
图11为图10的C-C剖视图；
图12为结构单元图；
图13为图12的D-D剖视图一；
图14为图12的D-D剖视图二；
图15为屈曲约束耗能钢板剪力墙结构体系示意图。
图中，1-第一钢板；2-第二钢板；3-第三钢板；4-缝隙；5-洞口；6-螺栓孔； 7-加劲肋；8-预制钢筋混凝土板；9-第一螺栓；10-填充物；11-柱；12-梁；13- 连接板、14-第二螺栓、15-焊缝、16-钢板剪力墙。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例一
如图1所示，一种新型屈曲约束耗能钢板剪力墙的内墙板，包括第一钢板 1；第二钢板2；第三钢板3，第一钢板1和第二钢板2分别位于第三钢板3的 两端，且第一钢板和第二钢板分别与第三钢板固定连接，第一钢板1和第二钢 板2为高强度钢板和/或钢-钢筋混凝土组合墙，第三钢板3为上下屈服点稳定的 低强度钢板。第三钢板3中间预留有缝隙4，第一钢板1；第二钢板2和第三钢 板3共同组成屈曲约束耗能钢板剪力墙的内墙板，内墙板上预留有螺栓孔6。
实施例二
如图2所示，一种新型屈曲约束耗能钢板剪力墙的内墙板，与实施例一不 同的是，第三钢板3中间预留有洞口5，以增强结构的弯曲耗能能力。
实施例三
如图3所示，一种新型屈曲约束耗能钢板剪力墙的内墙板，与实施例二不 同的是，第一钢板1和第二钢板2表面设置有加劲肋7。
实施例四
如图4所示，一种新型屈曲约束耗能钢板剪力墙的内墙板，与实施例三不 同的是，第三钢板3中间预留有缝隙4或洞口5。第一钢板1和第二钢板2内设 置有加劲肋7，加劲肋7焊接在第一钢板1和第二钢板2表面。
实施例五
如图5所示，一种新型屈曲约束耗能钢板剪力墙的内墙板，与实施例四不 同的是，第三钢板3、第一钢板1和第二钢板2内均未设置缝隙4或洞口5。
在上述实施例中，第三钢板3的设置高度不大于第一钢板1、第二钢板2和 第三钢板3总高度之和的4/5。
如图6-11所示，一种新型屈曲约束耗能钢板剪力墙，包括外墙板，内墙板， 外墙板贴在内墙板两个侧面，内墙板采用图1至图5所示内墙板，外墙板为预 制钢筋混凝土板8，预制钢筋混凝土板8和内墙板之间通过第一螺栓9固定。
在具体实施时，外墙板还可以为钢-钢筋混凝土预制板。当钢-钢筋混凝土预 制板为多块时，钢-钢筋混凝土预制板之间预留有缝隙，缝隙可填充，填充物为 无机、有机或混合式填充物。
屈曲约束耗能钢板剪力墙结构体系参见图12-图15，包括梁12、柱11、屈 曲约束耗能钢板剪力墙16和连接板13。梁12通过连接板13与屈曲约束耗能钢 板剪力墙16的第一钢板1连接，连接方式采用第二螺栓14或焊缝15连接。
在具体实施时，梁可以为钢梁、钢-混凝土组合梁、或钢筋混凝土梁。
在具体实施时，所述柱为钢柱、钢管混凝土柱、钢管钢筋混凝土柱、钢骨 混凝土柱、钢筋混凝土柱所述的结构体系的施工步骤，其特征在于，步骤如下：
步骤一，按照常规方法施工梁、柱；
步骤二，将第一钢板、第二钢板和第三钢板连接为内墙板；
步骤三，将外墙板连接在内墙板的两侧形成屈曲约束耗能钢板剪力墙；
步骤四，将形成的屈曲约束耗能钢板剪力墙与梁和/或柱采用螺栓或者焊接 方式进行初步连接，允许有一定的变形；
步骤五，待梁柱变形稳定之后，将屈曲约束耗能钢板剪力墙与梁和/或柱进 行最终连接。
传统的施工方法中，直接将屈曲约束耗能钢板剪力墙连接，而本申请中将 形成的屈曲约束耗能钢板剪力墙与梁和/或柱采用螺栓或者焊接方式进行初步连 接，允许有一定的变形。待梁柱变形稳定之后，将屈曲约束耗能钢板剪力墙与 梁和/或柱进行最终连接。此施工方案避免了由于结构本身变形导致的耗能能力 的降低。
步骤二和步骤三可与步骤一同时进行，或者步骤二和步骤三在工厂提前加 工好。上述实施例只是为了更清楚说明本发明的技术方案做出的列举，并非对 本发明的限定，本发明的保护范围仍以所附权利要求限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种新型屈曲约束耗能钢板剪力墙，包括外墙板，内墙板，外墙板贴在内墙板两个侧面并通过螺栓固定，其特征在于，所述内墙板包括第一钢板(1)、第二钢板(2)和第三钢板(3)，所述第一钢板(1)和第二钢板(2)分别位于所述第三钢板(3)的两端，且第一钢板(1)和第二钢板(2)分别与第三钢板(3)固定连接；所述第一钢板(1)和第二钢板(2)为高强度钢板和/或钢-钢筋混凝土组合板，所述第三钢板(3)为上下屈服点稳定的低强度钢板。
2.根据权利要求1所述的新型屈曲约束耗能钢板剪力墙，其特征在于：所述第三钢板(3)的设置高度为不大于第一钢板(1)、第二钢板(2)和第三钢板(3)总高度之和的4/5。
3.根据权利要求1所述的新型屈曲约束耗能钢板剪力墙，其特征在于：所述第三钢板(3)由至少两块上下屈服点稳定的低强度钢板组成，相邻两块低强度钢板中间预留有缝隙(4)。
4.根据权利要求1所述的新型屈曲约束耗能钢板剪力墙，其特征在于：所述第三钢板(3)和/或第一钢板(1)和/或第二钢板(2)内预留有洞口(5)。
5.根据权利要求1所述的新型屈曲约束耗能钢板剪力墙，其特征在于：所述第一钢板(1)和第二钢板(2)表面焊接有加劲肋(7)。
6.根据权利要求1所述的新型屈曲约束耗能钢板剪力墙，其特征在于：所述外墙板为预制钢筋混凝土板或钢-钢筋混凝土预制板，当约束混凝土预制板为多块时，约束混凝土预制板之间预留有缝隙，缝隙可填充，填充物为无机、有机或混合式填充物。
7.一种采用权利要求1至6任意一项屈曲约束耗能钢板剪力墙形成的结构体系，其特征在于：包括梁(12)、柱(11)、屈曲约束耗能钢板剪力墙(16)和连接板(13)和楼板，所述屈曲约束耗能钢板剪力墙(16)采用权利要求1至5任意一项所述的屈曲约束耗能钢板剪力墙，所述梁(12)通过连接板(13)与所述屈曲约束耗能钢板剪力墙(16)的第一钢板(1)连接。
8.根据权利要求7所述的结构体系，其特征在于：所述连接板(13)和所述第一钢板(1)通过第二螺栓(14)或焊缝(15)连接；所述梁(12)为钢梁、钢-混凝土组合梁或钢筋混凝土梁；所述柱(11)为钢柱、钢管混凝土柱、钢管钢筋混凝土柱、钢骨混凝土柱、钢筋混凝土柱。
9.采用权利要求7-8任意一项所述的结构体系的施工步骤，其特征在于，步骤如下：
步骤一，按照常规方法施工梁、柱；
步骤二，将第一钢板(1)、第二钢板(2)和第三钢板(3)连接为内墙板；
步骤三，将外墙板连接在内墙板的两侧形成屈曲约束耗能钢板剪力墙；
步骤四，将形成的屈曲约束耗能钢板剪力墙与梁和/或柱采用螺栓或者焊接方式进行初步连接，允许有一定的变形；
步骤五，待梁柱变形稳定之后，将屈曲约束耗能钢板剪力墙与梁和/或柱进行最终连接。
10.根据权利要求9所述的结构体系的施工步骤，其特征在于，步骤二和步骤三可与步骤一同时进行，或者步骤二和步骤三在工厂提前加工好。
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