CN114482337A - 一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙 - Google Patents

一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙，涉及施工技术领域，所述具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙，包括波纹钢板、端板、边缘柱、及预应力钢筋，所述端板采用T型状、且设有位于所述波纹钢板两端的两个，所述端板的腹板与所述波纹钢板相连接；所述边缘柱的截面呈H型状、且设有位于所述波纹钢板两侧的两个，所述边缘柱与所述波纹钢板和端板固接；每个所述边缘柱的两端上均固接有挂耳，所述预应力钢筋的两端分别固接在挂耳上，且所述预应力钢筋在所述波纹钢板的上方和/或下方呈斜向交叉设置。本发明通过水平波纹设置的波纹刚板和设置的预应力钢筋，在提高所制备的波纹钢板墙的水平刚度的同时，可实现波纹刚板墙的自恢复能力。

Description

一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙
技术领域
本发明涉及施工技术领域，尤其涉及一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙。
背景技术
波纹钢板剪力墙是一种通过改变内嵌钢板墙形式来增强性能的钢板剪力墙构件，与平钢板剪力墙不同，波纹钢板剪力墙在相同板厚的情况下就能获得相对较大的面外刚度，通过对波纹参数的合理设计，可以在较小的钢板厚度下，使得波纹钢板具有较大的屈曲承载力，相对于平钢板墙更容易实现屈服后屈曲，故波纹钢板墙滞回曲线饱满，具有更好的滞回性能。
但在其变形中后期，由于内嵌钢板应力的不均匀分布，导将致波纹钢板的平面外变形过大，其抗侧承载力及刚度发生较大退化。当波纹钢板板厚过小时，波纹钢板易率先发生屈曲而导致抗侧承载力下降，延性较差。另一方面，由于一般钢板墙的跨高比普遍较大，其变形耗能能力主要是通过钢板墙的剪切变形所提供，故其变形能力有限，没有将钢板的塑性变形能力发挥到最大，波纹钢板墙的延性及耗能能力仍有可提升的空间；另一方面，剪力墙的传统抗震设计导致结构在震后很长时间无法恢复其使用功能。因此，研发一种耗能性能强、延性好、易更换、装配性好等特点，且具有一定的自复位功能的波纹钢板墙是目前各厂家急需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙，解决了施工抗震的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙，包括：
波纹钢板；
端板，采用T型状、且设有位于所述波纹钢板两端的两个，所述端板的腹板与所述波纹钢板相连接；
边缘柱，其截面呈H型状、且设有位于所述波纹钢板两侧的两个，所述边缘柱与所述波纹钢板和端板固接；
预应力钢筋，每个所述边缘柱的两端上均固接有挂耳，所述预应力钢筋的两端分别固接在挂耳上，且所述预应力钢筋在所述波纹钢板的上方和/或下方呈斜向交叉设置。
优选地，所述波纹钢板上位于其波纹波峰和波谷处均设置沿所述波纹钢板长度方向设置的水平缝。
优选地，所述边缘柱的翼板的横向中心线与所述所述波纹钢板的波峰之间的距离和与所述波纹钢板的波谷之间的距离相等。
优选地，所述波纹钢板与所述端板的腹板之间通过第一高强螺栓进行固接。
优选地，所述边缘柱的两个翼板之间设有固接在所述边缘柱的腹板上的加固肋，所述加固肋与所述边缘柱上连接的挂耳一一对应。
优选地，所述边缘柱的两端安装有封头板，所述封头板固接在所述边缘柱的两个翼板端部之间、且与所述边缘柱的腹板固接。
优选地，所述封头板的外侧面与所述端板的翼板外侧面处于同一水平面。
优选地，所述封头板和所述端板的翼板通过第二高强螺栓与主体结构的钢梁进行连接，所述封头板上与所述端板的翼板上均开设有连接孔，所述第二高强螺栓连接在所述连接孔上。
优选地，所述波纹钢板的波纹采用水平波纹，所述水平波纹的形式为三角波纹、矩形波纹、正弦波纹、梯形波纹中的一种。
优选地，所述波纹钢板的型材采用低屈服点钢或Q235钢材，所述边缘柱和所述端板采用Q235钢材或Q355钢材。
有益效果：
本发明中波纹钢板为水平波纹，所制备的波纹钢板墙具有较大的水平刚度和较小的竖向刚度，故该波纹钢板墙主要由内置的波纹钢板承受水平剪力，不承担竖向荷载；
在波纹钢板上开设水平缝，该水平缝的存在使得波纹钢板受力模式由整体钢板的水平抗剪转变为各波纹单元的弯曲受力，承载力不会有较大的下降段，但提高了波纹钢板墙的延性及耗能性能；
本发明中预应力钢筋的设置可为波纹钢板墙提供一定的恢复力，实现自复位功能，对预应力钢筋施加预应力，当波纹钢板发生变形时其中一个方向的预应力钢筋伸长受拉，故预应力钢筋可承担一部分抗侧力，同时可以提供一定的恢复力，使波纹钢板墙回到初始位置；
本发明波纹钢板墙可仅通过高强螺栓与钢梁栓接，故可在工厂生产完成，送至施工现场与主体结构钢梁栓接，安装方便，具有良好的装配性，符合低碳减排的设计理念；
当发生地震后仅需将螺栓拧下，换上新的波纹钢板墙，故亦具有一定的震后可更换性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中波纹钢板的一种实施例的结构示意图；
图3为本发明端板的结构示意图；
图4为本发明中边缘柱的结构示意图；
图5为端板与主体结构的钢梁的连接示意图；
图中：1、波纹钢板；11、水平缝；2、端板；21、端板的腹板；22、端板的翼板；3、边缘柱；31、边缘柱的翼板；32、边缘柱的腹板；33、封头板；4、预应力钢筋；5、挂耳；6、第一高强螺栓；7、加固肋；8、第二高强螺栓；9、钢梁。
具体实施方式
如图1所示，为解决上述技术问题，本发明提供的一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙，包括波纹钢板1、端板2、边缘柱3、预应力钢筋4及挂耳5，如图2所示，所述波纹钢板的波纹采用水平波纹，所述水平波纹的形式为三角波纹、矩形波纹、正弦波纹、梯形波纹中的一种，所述波纹钢板上位于其波纹波峰和波谷处均设置沿所述波纹钢板长度方向设置的水平缝11；所述波纹钢板的型材采用低屈服点钢或Q235钢材，所述边缘柱和所述端板采用Q235钢材或Q355钢材。
其中，如图1和图3所示，所述端板采用T型状、且设有位于所述波纹钢板两端的两个，其中，所述端板的腹板21与所述波纹钢板相连接。
其中，如图4所示，所述边缘柱3的截面呈H型状，所述边缘柱设有位于所述波纹钢板两侧的两个，所述边缘柱与所述波纹钢板和端板固接；
其中，如图1所示，在每个所述边缘柱的两端上均固接有挂耳5，所述预应力钢筋的两端分别固接在挂耳上，且所述预应力钢筋在所述波纹钢板的上方和/或下方呈斜向交叉设置，如此在所述波纹钢板的上方位和/或下方位形成有交叉设置的预应力钢筋。
为保证预应力钢筋在波纹钢板上下方位的设计位置及预应力钢筋对波纹钢板的恢复，优选地，所述边缘柱的翼板31的横向中心线与所述所述波纹钢板的波峰之间的距离和与所述波纹钢板的波谷之间的距离相等，致使波纹钢板上下方位的预应力钢筋与波纹钢板的间距一致。
其中，所述波纹钢板的端部与所述端板的腹板之间可通过第一高强螺栓6进行固接，或可通过焊接进行连接；在所述边缘柱的两个翼板之间设有固接在所述边缘柱的腹板32上的加固肋7，所述加固肋与所述边缘柱上连接的挂耳一一对应；在所述边缘柱的两端安装有封头板33，所述封头板固接在所述边缘柱的两个翼板31端部之间、且与所述边缘柱的腹板32固接。
优选地，所述封头板的外侧面与所述端板的翼板外侧面处于同一水平面，所述封头板和所述端板的翼板22通过第二高强螺栓8与主体结构的钢梁9进行连接，所述封头板上与所述端板的翼板上均开设有连接孔(图中未显示)，所述第二高强螺栓连接在所述连接孔上。
波纹钢板墙的制作：
(1)波纹钢板加工：通过对平钢板冷弯成型或一体化模具热而成型，在波纹钢板上开设水平缝；
(2)边缘柱加工及连接：在边缘柱上下端部的腹板上焊接加劲肋，在边缘柱上位于加劲肋处的翼板外侧焊接挂耳，挂耳作为预应力钢筋的锚固端，在边缘柱的上下端部焊接封头板，每个封头板上开设4个高强螺栓孔，将波纹钢板焊接在两个边缘柱之间；
(3)端板加工及连接：在端板的翼板上开设两排高强螺栓孔，将端板的腹板与波纹钢板的上下端部进行连接焊接或采用高强螺栓相连，将端板的两端分别与两个边缘柱进行焊接；
(4)预应力钢筋就位及张拉：将预应力钢筋的一端固定一个挂耳上、且另一端固定于斜对角的另一侧边缘柱上的挂耳上，使得预应力钢筋呈斜向交叉布置，并张拉预应力筋；
以上步骤均可在工厂制作完成。
施工现场使用：
安装之前应在主体结构的钢梁上与端板和封头板上对应的位置开设高强螺栓孔，将波纹钢板墙就位与安装处，将波纹钢板墙与钢梁采用摩擦型高强螺栓进行栓接，即图5所示。
波纹钢板墙的更换：
将波纹钢板墙与钢梁相连的高强螺栓拧下，替换新的波纹钢板墙，然后拧紧高强螺栓即可。

Claims (10)

1.一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙，其特征在于，包括：
波纹钢板(1)；
端板(2)，采用T型状、且设有位于所述波纹钢板两端的两个，所述端板的腹板(21)与所述波纹钢板相连接；
边缘柱(3)，其截面呈H型状、且设有位于所述波纹钢板两侧的两个，所述边缘柱与所述波纹钢板和端板固接；
预应力钢筋(4)，每个所述边缘柱的两端上均固接有挂耳(5)，所述预应力钢筋的两端分别固接在挂耳上，且所述预应力钢筋在所述波纹钢板的上方和/或下方呈斜向交叉设置。
2.根据权利要求1所述的一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙，其特征在于，所述波纹钢板上位于其波纹波峰和波谷处均设置沿所述波纹钢板长度方向设置的水平缝(11)。
3.根据权利要求1所述的一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙，其特征在于，所述边缘柱的翼板(31)的横向中心线与所述所述波纹钢板的波峰之间的距离和与所述波纹钢板的波谷之间的距离相等。
4.根据权利要求1所述的一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙，其特征在于，所述波纹钢板与所述端板的腹板之间通过第一高强螺栓(6)进行固接。
5.根据权利要求1所述的一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙，其特征在于，所述边缘柱的两个翼板之间设有固接在所述边缘柱的腹板(32)上的加固肋(7)，所述加固肋与所述边缘柱上连接的挂耳一一对应。
6.根据权利要求1所述的一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙，其特征在于，所述边缘柱的两端安装有封头板(33)，所述封头板固接在所述边缘柱的两个翼板(31)端部之间、且与所述边缘柱的腹板(32)固接。
7.根据权利要求6所述的一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙，其特征在于，所述封头板的外侧面与所述端板的翼板外侧面处于同一水平面。
8.根据权利要求7所述的一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙，其特征在于，所述封头板和所述端板的翼板通过第二高强螺栓(8)与主体结构的钢梁(9)进行连接，所述封头板上与所述端板的翼板上均开设有连接孔，所述第二高强螺栓连接在所述连接孔上。
9.根据权利要求1所述的一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙，其特征在于，所述波纹钢板的波纹采用水平波纹，所述水平波纹的形式为三角波纹、矩形波纹、正弦波纹、梯形波纹中的一种。
10.根据权利要求1所述的一种具有可恢复功能的开缝波纹钢板墙，其特征在于，所述波纹钢板的型材采用低屈服点钢或Q235钢材，所述边缘柱和所述端板采用Q235钢材或Q355钢材。
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