[发明专利]一种开孔开斜缝式钢板剪力墙及其应用

说明书

本发明涉及一种开孔开斜缝式钢板剪力墙及其应用，钢板剪力墙包括薄钢板以及一对并列设置在薄钢板两侧的边缘加劲肋，薄钢板的每条对角线上对称开设有一对对角斜缝，薄钢板上还开设有4个三角形孔洞，并且每个三角形孔洞位于相邻两对角斜缝之间；应用时，钢板剪力墙仅与框架梁连接。与现有技术相比，本发明具有抗侧力机理明确、可承受往复荷载、设计参数可调、延性和耗能能力优越等优势，且整体构造简单，可与框架梁全螺栓连接，施工和更换方便，广泛适用于多高层结构中。

技术领域

本发明属于钢板剪力墙技术领域，涉及一种开孔开斜缝式钢板剪力墙及其应用。

背景技术

钢板剪力墙结构是20世纪70年代发展起来的一种抗侧力结构体系，按照其历史发展顺序可大致可分为以下几大类：非加劲厚钢板剪力墙、加劲钢板剪力墙、非加劲薄钢板剪力墙、两侧开缝钢板剪力墙、低屈服点钢板剪力墙、开洞钢板剪力墙、压型钢板剪力墙、开竖缝钢板剪力墙、组合钢板剪力墙、防屈曲钢板剪力墙、防屈曲开斜槽钢板剪力墙等。其中，具有代表性的有非加劲薄钢板剪力墙、开竖缝钢板剪力墙及防屈曲开斜槽钢板剪力墙。

非加劲薄钢板剪力墙利用了钢板的屈曲后性能，在水平剪力作用下整块钢板处于复杂受力状态，较难控制剪力墙的破坏模式，当钢材进入屈服，产生非弹性屈曲时，钢板中便形成无法恢复的面外变形，进而形成褶皱，当荷载反向作用时，原屈曲褶皱在承受一定压力后失稳，构件在短时内表现出负刚度，这对与其相连的框架结构极为不利。

开竖缝钢板剪力墙通过在钢板上开设竖缝，将钢板的抗侧机理由原非开缝钢板剪切变形为主的抗侧形式调整为开竖缝钢板弯曲变形为主的抗侧形式。该类钢板剪力墙的滞回曲线饱满，缝间小柱两端形成塑性铰以消耗地震能量，耗能性能良好，但构件抗侧刚度削弱较多，侧向承载力较小，经济性有所下降。

防屈曲开斜槽钢板剪力墙由开斜槽钢板、设置在钢板两侧面上并约束钢板面外变形的混凝土板、与钢板相连的边缘框架组成，钢板上开设有根据需要设计的不同形式的斜槽，其四周通过螺栓连接内嵌于边缘框架中，由穿过斜槽的螺栓连接两侧混凝土板。剪力墙上斜槽的设置改变了钢板在水平剪力下的复杂受力状态，槽间斜杆通过拉压耗能，但其在往复荷载作用下受力机理不同，且两侧混凝土板无法有效限制钢板受压屈曲。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种开孔开斜缝式钢板剪力墙及其应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种开孔开斜缝式钢板剪力墙，该钢板剪力墙包括薄钢板以及一对并列设置在薄钢板两侧的边缘加劲肋，所述的薄钢板的每条对角线上对称开设有一对对角斜缝，所述的薄钢板上还开设有4个三角形孔洞，并且每个三角形孔洞位于相邻两对角斜缝之间。薄钢板有两条相互交叉的对角线，每条对角线上均对称开设有一对对角斜缝，即薄钢板上共设有4道对角斜缝。4道对角斜缝与4个三角形孔洞沿薄钢板周向依次交替布设。

作为优选的技术方案，所述的薄钢板的厚度为薄钢板宽度的1/120至1/300。

进一步地，所述的薄钢板呈方形，所述的对角斜缝沿对角线长度方向开设在对角线上。

进一步地，所述的三角形孔洞呈等腰三角形。等腰三角形可选择直角等腰三角形或非直角等腰三角形。

进一步地，所述的三角形孔洞包括顶角顶点以及一对底角顶点，两底角顶点之间为底边，所述的对角斜缝的内侧端点与该对角斜缝两侧的三角形孔洞的顶角顶点共线。

进一步地，相邻两三角形孔洞的相邻底角顶点之间的连线、两底边延长线之间围成三角区域，所述的对角斜缝的外侧端点位于相对应的三角区域内。

进一步地，所述的顶角顶点及底角顶点处均设有弧形倒角。弧形倒角过渡可避免尖角造成的局部应力集中。

进一步地，所述的对角斜缝的两端均设有弧形倒角。弧形倒角过渡可避免尖角造成的局部应力集中。