[发明专利]一种加劲的波形钢板剪力墙

说明书

技术领域

本发明涉及一种加劲的波形钢板剪力墙，属于结构工程技术领域。

背景技术

作为多高层钢结构中的抗侧力构件，目前常用的钢板剪力墙一般有两种，一种为平钢板剪力墙，另一种为波浪或波折钢板剪力墙。

平钢板剪力墙当其钢板厚度较小时，具有较好的经济性能，但是具有以下缺点：（1）薄钢板剪力墙抗侧刚度主要由钢板屈曲后形成的拉力带提供，拉力带的锚固作用会给框架梁柱带来附加外力而产生不利作用；（2）薄钢板剪力墙在反复荷载作用下的滞回曲线存在着比较严重的“捏拢”现象，因而不利于结构体的消能减震；（3）在反复荷载或风荷载作用下，薄钢板会由于面外鼓曲而产生巨大的声响，进而影响结构的正常使用性能；（4）对于中高层钢结构中的钢板剪力墙，若钢板剪力墙与框架同步施工，由于结构整体压缩变形对钢板所产生的不利轴力，将对钢板剪力墙在反复荷载作用下的滞回性能产生不利影响，若待框架施工完成后再进行钢板剪力墙施工，势必拖延施工进度，影响工期。

波浪或波折钢板剪力墙与平钢板剪力墙相比，提高抗剪屈曲性能和滞回性能的同时，可有效释放剪力墙与框架同步施工所带来的不利轴压作用，尚存在以下缺点：（1）波浪或波折钢板剪力墙在反复荷载作用下，会使其极限承载力逐步下降，进而使其消能减震性能逐步变差；（2）某些特殊的结构体系需要用到宽度比高度大得多的钢板剪力墙，此时采用波浪或波折钢板剪力墙时，由于刚度不足，在局部面外荷载作用下容易发生面外变形，受剪发生贯穿整个宽度范围内的屈曲模态，影响其滞回性能。

发明内容

本专利提出一种带加劲肋的波形钢板剪力墙，在传统平钢板剪力墙的基础上，通过对钢板的面外梯形或矩形波折，增加抗侧刚度的同时避免了滞回曲线的捏拢现象，并可有效释放由于剪力墙与框架同步施工所带来的不利轴压作用，缩短工期；在波形钢板剪力墙的基础上，通过用螺栓连接的竖向型钢加劲肋对剪力墙进行分区，克服了波形钢板剪力墙在反复荷载作用下消能减震能力逐步下降的缺点，避免贯通剪力墙各区域的整体屈曲模态的发生，使其滞回曲线更加饱满。

一种加劲的波形钢板剪力墙，其特征在于，所述钢板剪力墙由波形钢板、型钢加劲肋、连接螺栓组成，并内嵌于边缘钢框架内。

所述波形钢板的形式为直角波折钢板或梯形波折钢板，在其外侧成对设置竖向放置的型钢加劲肋，处于对称位置的两个型钢加劲肋开口方向相反，型钢加劲肋通过螺栓与内嵌钢板墙进行连接，在所述内嵌波折钢板的波折翼缘面及型钢加劲肋的相应位置开圆形孔洞，直径均与螺栓杆直径相当，所述连接螺栓穿过所述内嵌钢板上的圆孔与所述型钢加劲肋上的圆孔进行连接。

所述型钢加劲肋与边缘框架梁之间留有一定的间距，间距大小根据上部结构荷载及剪力墙剪力所引起的波形钢板剪力墙及型钢加劲肋变形极限值确定。

所述型钢加劲肋可采用冷弯型钢或热轧型钢；所述热轧型钢为角钢或槽钢，所述冷弯型钢为“C”形或“Z”形截面钢。

所述波形钢板与外围钢框架采用焊接连接。

本发明提出了一种新型的带加劲肋的波形钢板剪力墙。通过在已有波形钢板剪力墙的基础上加上螺栓连接的竖向型钢加劲肋，其优点表现如下：（1）考虑到内嵌钢板波折及竖向加劲肋的作用，其抗剪屈曲荷载提高，抗剪承载力与抗侧刚度大大增加，特别适合剪力墙宽高比较大的情况；（2）克服了平钢板剪力墙滞回曲线的捏拢现象，同时由于竖向加劲肋的存在进一步提升了剪力墙的屈曲性能，表现出非常饱满的滞回曲线与耗能能力；（3）螺栓连接代替焊接连接，避免了焊缝区金属材质的脆性特点所导致的开裂与断裂现象，大大改善其连接的耗能能力；（4）通过竖向加劲肋将波折钢板剪力墙进行分区，并为剪力墙提供面外约束，可避免贯通剪力墙各区域的整体屈曲模态的发生，使其延性进一步增强；（5）可有效释放剪力墙与框架同步施工所带来的不利轴压作用，在现场采用螺栓连接，施工方便，降低成本，节约工期。综合上述优点，带加劲肋的波形钢板剪力墙作为受力性能优越的抗侧力构件，会在多高层钢结构中得到广泛的应用，尤其当需要内嵌钢板宽高比较大时。

附图说明

图1为带加劲肋的波形钢板剪力墙结构立面图；

图2为带加劲肋的波形钢板剪力墙结构的A-A剖面图；

图3为带加劲肋的波形钢板剪力墙结构的B-B剖面图；

图4为波形钢板的形式，其中按从上往下的顺序，第1个为梯形波折钢板，第2个为直角波折钢板；

图5为在波形钢板两侧成对布置的型钢加劲肋的形式，其中按从上往下的顺序，第1个为热轧角钢加劲肋，第2个为热轧槽钢加劲肋，第3个为冷弯“C”形钢加劲肋，第4个为冷弯“Z”形钢加劲肋。