[发明专利]波纹钢板组合墙结构体系

说明书

一种波纹钢板组合墙结构体系及其设计方法，其特征在于，设计新型的波纹钢板组合墙作为抗侧构件单元，通过采用结构体系抗侧与承重分离的设计思路，根据建筑功能需求，在适当位置布置足够的且截面形状适当的不同的波纹钢板组合墙抗侧构件；抗侧构件单元横向之间通过铰接的钢梁进行连接，抗侧构件单元在竖向进行节点的拼搭连接，从而形成新型结构体系。先按建筑图纸初步布置波纹钢板组合墙和铰接钢梁；对初步布置进行建模分析，得到每个构件设计的力学参数并通过验算排除不能保证结构安全的布置方案；依据构件力学参数设计出具体纹钢板组合墙和铰接钢梁，即确定出每个具体构件的截面规格；进而根据每个构件截面规格设计连接节点。

技术领域

本发明涉及结构工程技术领域。

背景技术

钢结构因其具有重量轻、强度高、抗震性好、可工厂化生产、施工速度快、材料可循环利用等优点，在美国、日本、英国等发达国家得到了广泛应用，其钢结构建筑要占建筑总量的40％以上,而我国的钢结构建筑所占的比例还不到5％。

装配式钢-混凝土组合结构住宅具有工业化程度高、品质量好、施工周期短、抗震性能好、综合技术经济指标高等优势，是国家重点支持发展的装配式建筑体系之一。现有多高层装配式钢-混凝土组合结构住宅总体上可分为钢-混凝土组合柱框架-支撑(剪力墙)结构、钢-混凝土组合剪力墙(钢管束混凝土剪力墙或钢板剪力墙等)结构两大类结构体系。为满足住宅建筑功能需求及用户使用习惯，要求建筑平面灵活布置，导致各房间轴线通常错开布置，采用框架结构体系时，为满足结构设计指标的规范要求，需通过增加组合柱等方式将轴线错开的子框架连接成整体框架来承担水平荷载，导致用钢量增加，影响建筑使用功能等问题。

当钢结构应用于住宅建筑中时，传统技术多采用钢框架、钢管束剪力墙等结构体系。由于住宅建筑存在平面布置复杂多变的特点，以及构件截面形式和构造方式的限制，现有结构体系实际应用时存在露梁露柱、结构布置受限、竖向构件现场焊接量大、梁柱连接节点构造复杂等问题，严重限制了装配式钢结构体系在住宅项目中的应用。具体来说：

如图1案例截图示意，采用框架结构时存在的露柱问题，影响建筑使用功能。

又如图2两个示意图所示，粱与剪力墙需要刚性连接时，连接构造非常复杂，同时现场施工难度也较大。

再如图3两个示意图所示，现有装配式钢-混凝土组合剪力墙结构体系，竖向构件需全截面焊接，现场焊接量很大。

以上图1、图2、图3所示，基于该剪力墙结构体系的构件、节点构造以及对应的施工过程，经实践表明：上述剪力墙结构体系虽可以满足高层住宅建筑平面多变的需求，但已有装配式钢-混凝土组合剪力墙结构体系梁与剪力墙刚接节点构造复杂、竖向构件连接现场焊接量大、剪力墙防火涂装面积大，导致用钢量大、施工难度大、总体造价高等问题，严重限制了装配式钢-混凝土组合结构体系在住宅建筑中的应用。由于上述问题，存在瓶颈，影响推广应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，在保障结构承载力和抗震性能的前提下，本发明首次公开一种新型的、能显著地降低用钢量和制作安装成本的、适用于建筑平面灵活布置的钢-混凝土组合结构体系和构件，在住宅建筑中引入本发明新型装配式钢结构体系，在提高结构承载力和抗震性能的同时，能显著地降低结构体系的用钢量和制作安装成本，具有重要的意义。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

技术方案一