[发明专利]一种波形腹板工字形钢构件拉结的双层钢板剪力墙

说明书

本发明涉及一种波形腹板工字形钢构件拉结的双层钢板剪力墙，属于结构工程领域。将若干个带波形腹板工字型钢构件的钢板剪力墙单元焊接形成双层钢板剪力墙；波形腹板工字型钢构件腹板与外侧钢板直接参与剪力墙抗侧，同时波形腹板工字型钢构件翼缘对外侧钢板起到拉结作用，有效提升了外侧钢板弹性剪切屈曲荷载以及其抗剪承载力。波形腹板工字型钢构件的腹板宽度也可显著大于波形腹板工字型钢构件的水平间距，便于各区格间板件的弹性屈曲荷载相近，有效提升了钢板剪力墙的经济性。波形腹板工字型钢构件中的波形腹板在墙体受力过程中只承受侧向力，基本不承受竖向力，受压不会发生失稳，增强了翼缘的稳定性，保证了工字型钢构件与外侧钢板的连接性能。

技术领域

本专利涉及一种波形腹板工字形钢构件拉结的双层钢板剪力墙，属于结构工程领域。

背景技术

随着经济水平、科技水平以及建筑水平的不断发展进步，我国建筑结构也呈现出越来越复杂的发展趋势，建筑高度与日俱增，高层以及超高层建筑在各大城市中都较为常见。随着建筑高度的日益增高，水平荷载逐渐取代竖向荷载成为高层建筑设计中的重要控制因素，传统抗侧力构件已经满足不了高层建筑对耗能能力和水平承载能力的需求。

钢板剪力墙结构是上世纪70年代发展起来的新型抗侧力结构体系，并以其极高的承载能力、稳定的耗能能力和良好的延性，成为许多设计师青睐的结构。过去40多年来，关于钢板墙作为主要水平抗侧力体系的试验研究和数值分析揭示了其独特的表现，包括较大的弹性初始刚度、大变形能力和良好的塑性性能、稳定的滞回特性等。钢板墙已成为一种非常具有发展前景的高层抗侧力体系，尤其适用于高烈度地震区建筑。

但是钢板剪力墙由于高厚比或宽厚比较大易发生面外局部屈曲，影响其承载能力。钢板剪力墙在受剪时会形成对角的拉应力带，导致与其角部连接的柱承受附加轴力和弯矩作用，从而成为薄弱部位。因此，相关研究发现设置双层钢板可以有效降低轴压比，控制剪力墙厚度，避免使用超厚钢板，使得墙体具有较高的抗侧刚度、极限承载力、良好的延性和耗能能力，具有广阔的应用前景。

在此基础上，为了克服双层钢板剪力墙容易发生面外屈曲的缺点，进一步增强双层钢板剪力墙的承载能力与耗能能力，改善双层钢板剪力墙的屈曲机制，实现钢结构住宅施工的装配化，同时基于提高剪力墙弹性剪切屈曲荷载以及其抗剪承载力的理念，本专利提出了一种波形腹板工字形钢构件拉结的双层钢板剪力墙。

这种波形腹板工字型钢构件拉结双层钢板剪力墙由若干个钢板剪力墙单元焊接形成双层钢板剪力墙；该双层钢板剪力墙结构将波形腹板工字型钢构件应用到墙体结构中，两个前后对称的外侧钢板通过波形腹板工字型钢构件紧密连接在一起，增强了结构的整体刚度，提高了墙体的抗剪和抗压能力。钢板剪力墙单元的使用使整体墙的安装使用朝着装配式的方向发展，布置方式更为灵活、施工便捷且质量容易保证。

发明内容

本发明提出了一种波形腹板工字形钢构件拉结的双层钢板剪力墙，属于结构工程领域。通过使用波形腹板工字型钢构件连接两个前后对称的外侧钢板形成钢板剪力墙单元，然后将钢板剪力墙单元拼接形成整体的双层钢板剪力墙，提高整体承载力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术手段：

该剪力墙由若干个带波形腹板工字型钢构件的钢板剪力墙单元焊接而成；所述的钢板剪力墙单元包括两个前后对称的外侧钢板和一个与外侧钢板等长的波形腹板工字型钢构件；钢板剪力墙单元中的波形腹板工字型钢构件翼缘分别与两个外侧钢板焊接，来拉结两个外侧钢板，波形腹板工字型钢构件应居中焊接于钢板剪力墙单元中的外侧钢板上，保证波形腹板工字型钢构件的中轴线与外侧钢板的中轴线重合；钢板剪力墙单元通过焊接外侧钢板形成双层钢板剪力墙；钢板剪力墙单元之间的焊缝方向沿外侧钢板长度方向。

本专利的优点主要表现在以下几个方面：