专利名称：一种防止带缝钢板剪力墙螺栓滑移的构造的制作方法
技术领域：
本发明属于结构工程技术领域，特别涉及一种防止带缝钢板剪力墙螺栓滑移的构造。
背景技术：
带缝钢板剪力墙的概念最早由日本学者Toko Hitaka等于2002年提出。其基本 原理是在钢板上开设若干竖缝，使竖缝间钢板带(亦称柱状部)类似受弯小柱一样工作， 从而将原非开缝钢板剪切为主的变形转化成带缝钢板弯曲为主的变形，大大提高带缝钢板 剪力墙的变形及耗能能力。带缝钢板剪力墙还具有刚度可调(通过缝参数)、空间布局灵活 (不与柱子而仅与梁连接)等优点，因此是一种优良的抗震耗能构件。带缝钢板剪力墙可不与框架柱而仅与框架梁连接，因此与交叉支撑等传统抗侧力 构件相比，其更便于建筑上门窗洞口的开设。而与框架梁连接时，为使其施工安装方便(尤 其避免现场仰焊)，须采取现场高强摩擦型螺栓连接。采取高强摩擦型螺栓连接还可通过螺栓的终拧时间来减少剪力墙承受楼板和墙 体所传来的竖向荷载，避免剪力墙因承受竖向荷载过大而过早失稳，从而大大提高其所适 用的建筑总层数。带缝钢板剪力墙与框架梁通过高强摩擦型螺栓连接的另一个好处是方便其大震 破坏后的更换。综上所述，带缝钢板剪力墙与框架梁采取现场高强摩擦型螺栓连接是使其优势得 以充分发挥的重要保证。但相关试验及分析表明带缝钢板剪力墙角部因同时负担较大的倾覆力矩以及水 平剪力，而且边角部易出现失稳，因此此处的摩擦型高强螺栓容易发生滑移。带缝钢板剪力墙高强螺栓滑移所带来的不利影响目前还未引起足够的重视，但相 关大比例尺构件抗震试验表明滑移至少会带来以下两个严重问题1)带来高频率的、尖锐刺耳的噪音，使用户难以承受；2)导致带缝钢板墙在与框架梁的上、下安装空隙范围内发生转动，进而挤压框架 梁的连接板从而引起其角部失稳破坏，而角部失稳会降低其承载力以及变形和耗能能力。对于带缝钢板剪力墙与框架梁连接螺栓的滑移，国外如日本主要通过对接触面采 取特殊的材料和工艺来增加钢板连接处的摩擦系数来实现防止其滑移的。但国内现有的材 料及工艺水平还较难通过增加摩擦系数的措施来达到防止其滑移，因此需寻找其它防止螺 栓滑移的方法。从现有研究成果来看，国内还没有相关的研究成果。如中国专利申请号 CN200810034318. 6的“两边连接大间距开竖缝组合钢板剪力墙”；中国专利申请号 CN200810034317. 1的“大高宽比组合钢板剪力墙”；中国专利申请号CN200810034316. 7的 “两边连接组合钢板剪力墙”；上述专利中剪力墙的螺栓布置采取了常规的布置形式，并未 针对螺栓滑移采取专门的构造措施。试验表明此种连接极有可能会产生螺栓的滑移问题，螺栓滑移不仅带来巨大的噪音、而且还会导致构件延性及耗能性能的较大损失。
发明内容
本发明的目的是提出一种防止带缝钢板剪力墙螺栓滑移的构造，从而防止或延缓 连接带缝钢板剪力墙与框架梁高强摩擦型螺栓连接的滑移。本发明的技术方案是对带缝钢板剪力墙与框架梁连接螺栓的布置形式进行改变，采用非均勻布置—— 即对带缝钢板剪力墙边角部的螺栓进行有针对性的局部加强；同时，通过细致的边缘加劲 措施对带缝钢板墙的角部进行加强以防止因带缝钢板墙的角部失稳引起螺栓滑移。即本发 明综合考虑螺栓布置形式以及边角部加劲细节措施来实现防止带缝钢板墙与框架梁连接 螺栓的滑移。具体地，本发明的一种防止带缝钢板剪力墙与框架梁连接螺栓滑移的构造，带竖 缝主钢板上下端分别开设与上下框架梁连接用的螺栓孔，所述的螺栓孔采用非均勻布置形 式，即带竖缝主钢板上下端边角部的螺栓孔布置从排数和密度方面均大于中间部位的螺栓 孔；所述带缝钢板墙四周边缘设加劲，且通过细节措施使边缘加劲形成封闭的系统。进一步，所述带竖缝主钢板上下端边角部的螺栓孔呈2 4排布置，每排各设2 4个螺栓孔；中部螺栓孔呈单排布置。所述的带竖缝主钢板上下端边角部的螺栓孔的间距小于中部螺栓孔的间距。所述的封闭的边缘加劲系统包括纵向边缘加劲和横向边缘加劲。所述的横向边缘加劲包括夹设于带缝钢板上下端与上下框架梁上下连接板两侧 的两块夹板。所述的夹板外侧面中线沿长度方向加设腹板，使该夹板呈T形。所述夹板对应带竖缝主钢板上下端螺栓孔开设连接通孔，并通过螺栓与框架梁上 下连接板连接。所述的纵向边缘加劲包括带缝钢板两侧端纵向加劲及设置于上下框架梁上下连 接板两侧端的封盖板，该封盖板与上下框架梁上下连接板等高。所述的纵向边缘加劲采用型钢。所述型钢截面为槽形、或工形、或矩形等。本发明采取上述措施的原理解析如下1)采取边部2 4个螺栓范围内局部加强，是因为带缝钢板墙在角部分担的倾覆 力矩以及水平剪力相对中部要大得多。其中2 4个螺栓范围的具体加强宽度是在试验验 证和数值模拟分析基础上得到的。2)角部较大的倾覆力矩引起的是螺栓摩擦面的竖向滑移，而克服竖向滑移的最有 效措施是增加螺栓排数，而不是纯粹依赖增大螺栓规格或减少螺栓间距；3)角部较大的水平剪力引起的是螺栓摩擦面的水平滑移，而克服螺栓水平滑移则 依赖加密螺栓即减少螺栓间距最有效。4)T形夹板同时也是带缝钢板墙的水平边缘加劲；带缝钢板墙两侧端通高纵向加 劲与设置于上下框架梁上下连接板两侧端的封盖板一起成为带缝钢板墙的纵向边缘加劲； 且水平边缘加劲与竖向边缘加劲一道形成了封闭的边缘加劲系统，此加劲系统的特征是边角部都有相应的加劲。 5)封闭的边缘加劲系统可以避免带缝钢板墙的边角失稳，而边角失稳不仅对带缝 钢板剪力墙的性能有极大的不利影响，而且还会引起或加剧带缝钢板墙的螺栓滑移，而螺 栓滑移又会引起更严重的边角失稳，即形成恶性循环。6)由于螺栓滑移与边角失稳存在一定耦合性，即边角失稳会引起螺栓滑移，而螺 栓滑移又会加剧边角失稳，因此克服螺栓滑移的有效措施不仅要从螺栓布局入手、在容易 滑移的边部对螺栓进行局部加强，而且还要对可能诱发或加剧螺栓滑移的边角失稳加以限 制，即形成封闭的边缘加劲系统。本发明的有益效果本发明对带缝钢板墙与框架梁的高强摩擦型螺栓连接采取了针对性的布局形 式一一在边角部一定范围内进行加密且增多螺栓排数，同时对诱发或加剧螺栓滑移的边角 失稳通过封闭的边缘加劲系统予以克服，因此，螺栓滑移的问题能得到有效地克服或延缓。螺栓滑移的克服或延缓将消除因螺栓滑移所带来的使用户难以承受的尖锐刺耳 的噪音，以及避免因螺栓滑移所造成的带缝钢板剪力墙良好抗震性能的较大损失。同时，螺栓滑移得到克服，带缝钢板剪力墙与框架梁的连接就可以采取现场全螺 栓连接，这不仅方便其施工安装，提高劳动效率，同时还有利于其减少所承担的竖向荷载， 也便于其在地震破坏后的更换，从而保证带缝钢板剪力墙作为一种专业的抗侧力构件，具 有无可比拟的优势。
图1为本发明一实施例中带缝主钢板及其螺栓布局示意图；图2a为本发明涉及到的带缝主钢板及其两纵向侧端通高布置的加劲示意图；图2b为图2a的A-A剖视图；图3a 图3c为本发明一实施例中带缝主钢板两纵向侧端加劲的示意图；图4a为本发明一实施例中夹板示意图；图4b为图4a的B-B剖视图；图5为本发明一实施例中连接板的示意图；图6为本发明一实施例的构造图；图7为图6的C部放大剖视示意图。
具体实施例方式参见图1 图6，本发明防止带缝钢板剪力墙与框架梁连接螺栓滑移的构造，带 竖缝主钢板1上下端分别开设与上下框架梁2、3连接用的螺栓孔101、102，所述的螺栓孔 101、102采用非均勻布置形式，即带竖缝主钢板1上下端边角部的螺栓孔101布置密度大于 中间部位螺栓孔102的布置密度；所述的带竖缝主钢板1四周边缘设加劲4，且加劲4沿带 竖缝主钢板1周边形成封闭的加劲系统。所述的带竖缝主钢板1上下端边角部的螺栓孔101成2排布置，每排各设3个螺 栓孔；中部螺栓孔102成单排布置。所述的带竖缝主钢板1上下端边角部的螺栓孔101的间距小于中部螺栓孔102的间距。所述的加劲4包括纵向边缘加劲5和横向边缘加劲6。所述的横向边缘加劲6包括夹设于带竖缝主钢板1上下端与上下框架梁2、3上下 连接板21、31两侧的两块夹板7、7’、8、8’。所述的夹板7、7，、8、8，外侧面中线沿长度方向加设腹板701、701，801，使该夹板
7、8呈T形。所述夹板7、7’、8、8’对应带竖缝主钢板1上下端边角部的螺栓孔101开设连接通 孔702，并通过螺栓10、10’与上下框架梁上下连接板21、31连接。所述的纵向边缘加劲5包括带竖缝主钢板1两侧端纵向加劲及设置于上下框架梁 2、3上下连接板21、31两侧端的封盖板9、9’，该封盖板9、9’与上下框架梁上下连接板21、
31等尚ο所述的纵向边缘加劲5采用型钢，所述型钢截面为槽形、或工形、或矩形等。本发明对连接带缝钢板墙与框架梁的螺栓采取了针对性的布局形式，克服或延缓 了螺栓滑移的发生，消除了因螺栓滑移所带来的使用户难以承受的噪音，以及避免因螺栓 滑移所造成的带缝钢板剪力墙良好抗震性能的较大损失，保证带缝钢板剪力墙现场全螺栓 连接且地震破坏后可拆换、避免带缝钢板剪力墙承受过大的竖向荷载。同时，通过带缝钢板 墙封闭的边缘加劲系统解决了诱发或加剧螺栓滑移的边角失稳问题。
权利要求
一种防止带缝钢板剪力墙与框架梁连接螺栓滑移的构造，其特征是，其带竖缝主钢板上下端分别开设与上下框架梁连接用的螺栓孔，所述的螺栓孔采取非均匀布置形式，即带竖缝主钢板上下端边角部的螺栓孔布置密度大于中间部位的布置密度；所述带竖缝主钢板四周边缘设加劲，且加劲形成封闭的系统。
2.如权利要求1所述的防止带缝钢板剪力墙与框架梁连接螺栓滑移的构造，其特征 是，所述带竖缝主钢板上下端边角部的螺栓孔呈2 4排布置，每排各设2 4个螺栓孔； 而中部螺栓孔呈单排布置。
3.如权利要求1所述的防止带缝钢板剪力墙与框架梁连接螺栓滑移的构造，其特征 是，带竖缝主钢板上下端边角部的螺栓孔间距小于中部。
4.如权利要求1所述的防止带缝钢板剪力墙与框架梁连接螺栓滑移的构造，其特征 是，所述的边缘加劲包括纵向边缘加劲和横向边缘加劲。
5.如权利要求4所述的防止带缝钢板剪力墙与框架梁连接螺栓滑移的构造，其特征 是，所述的横向边缘加劲包括夹设于带竖缝主钢板上下端与上下框架梁上下连接板两侧的 两块夹板。
6.如权利要求5所述的防止带缝钢板剪力墙与框架梁连接螺栓滑移的构造，其特征 是，所述的夹板外侧面中线沿长度方向加设腹板，使该夹板呈T形。
7.如权利要求5或6所述的防止带缝钢板剪力墙与框架梁连接螺栓滑移的构造，其特 征是，所述夹板对应带竖缝主钢板上下端边角部的螺栓孔开设连接通孔，并通过螺栓与框 架梁上下连接板连接。
8.如权利要求4所述的防止带缝钢板剪力墙与框架梁连接螺栓滑移的构造，其特征 是，所述的纵向边缘加劲包括带竖缝主钢板两侧端通高布置的纵向加劲及设置于上下框架 梁上下连接板两侧端的封盖板，该封盖板与上下框架梁上下连接板等高。
9.如权利要求4或8所述的防止带缝钢板剪力墙与框架梁连接螺栓滑移的构造，其特 征是，所述的纵向边缘加劲采用型钢。
10.如权利要求9所述的防止带缝钢板剪力墙与框架梁连接螺栓滑移的构造，其特征 是，所述型钢截面为槽形、或工形、或矩形。
全文摘要
一种防止带缝钢板剪力墙与框架梁连接螺栓滑移的构造，其带竖缝主钢板上下端开设与上下框架梁连接用的螺栓孔，带竖缝主钢板上下端边角部螺栓孔在布置密度和排数方面均较中部大；带竖缝主钢板四周边缘设加劲，且形成封闭的系统。本发明对连接带缝钢板剪力墙与框架梁的螺栓采取了针对性的布局形式，同时还采取封闭的边缘加劲系统，克服或延缓了螺栓滑移的发生，消除了因螺栓滑移所带来的噪音，以及避免因螺栓滑移所造成的带缝钢板剪力墙良好抗震性能的较大损失，保证带缝钢板剪力墙现场全螺栓连接从而地震破坏后可拆换、避免带缝钢板剪力墙承受过大的竖向荷载。封闭的边缘加劲系统同时也解决了诱发或加剧螺栓滑移的带缝钢板剪力墙边角失稳问题。
文档编号E04B1/00GK101967850SQ20091005551
公开日2011年2月9日 申请日期2009年7月28日 优先权日2009年7月28日
发明者李自刚, 杨阿娜, 沈凯, 蒋路, 陈以一 申请人:宝山钢铁股份有限公司;同济大学