一种复合式变厚度防屈曲钢板剪力墙的制作方法

本发明涉及一种复合式剪力墙构件，具体涉及一种复合式变厚度防屈曲钢板剪力墙。

背景技术：

地震作用下，如何减轻结构损伤，改善结构抗罕遇、极罕遇地震的能力，提高结构体系功能的可恢复性和结构体系的可修复性能，是目前工程抗震的研究热点，而消能减震技术是实现以上要求的最有效方法之一。该技术是在工程结构中设置消能构件，来耗散输入结构体系的能量，使结构的主要塑性变形集中在消能构件中，从而避免主体结构的严重破坏。随着高层剪力墙结构的日渐增多，具有防屈曲功能的消能剪力墙的应用越发广泛。消能钢板剪力墙在钢板两侧设置混凝土板，对钢板平面外的屈曲变形进行限制，可改善钢板因屈曲发展导致拉力带不断发生变化而引起的滞回曲线捏缩现象，从而使钢板的消能能力得到充分而稳定的发挥。现有的钢板剪力墙的芯板为等厚度钢板，需要在等厚度钢板上焊接加强肋或进行开孔、挖槽处理，焊接和切割操作增加了剪力墙消能芯板加工的复杂性，剪力墙消能芯板成型后的冷、热加工，还会影响芯板自身的力学性能，特别是对钢板低周期往复循环荷载下的抗疲劳性能有明显影响。此外，等厚度芯板的消能屈服段不明确导致其破坏模式较难控制，进而影响设计参数的精确和该构件消能能力的稳定性。

技术实现要素：

本发明为解决本发明为解决现有的钢板剪力墙的芯板为等厚度钢板受力复杂、屈服消能段由于焊接、切割二次加工影响，增加芯板自身初始缺陷，导致消能能力不稳定的问题，而提出一种复合式变厚度防屈曲钢板剪力墙。

本发明的一种复合式变厚度防屈曲钢板剪力墙，其组成包括芯板、两个混凝土板、两个垫板、两个连接件、数个第一连接元件和数个第二连接元件，所述芯板包括由薄板段、两个过渡段和两个厚板段一体制成，芯板由上至下分布为厚板段、过渡段、薄板段、过渡段和厚板段，两个垫板对称设置在薄板段的两侧，两个混凝土板对称设置在芯板的两侧，两个连接件分别设置在芯板的上下端，且每个连接件与芯板通过数个第一连接元件连接，芯板与混凝土板之间通过数个第二连接元件连接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明的芯板为钢厂轧制一次成型的变厚度钢板，无需在钢板上开槽挖孔，避免了钢板二次加工对钢板力学性能的不利影响。变厚度钢板通过减小局部钢板厚度，形成薄板区域，消能墙段集中在相对薄弱的薄板段区域。以上设置使变厚度钢板剪力墙的消能屈服段更为明确，便于后期的受力计算和分析工作。

2、本发明中的芯板采用变厚度钢板来代替传统的等厚度钢板作为体系的主要消能构件，该设置能够根据设计要求参数化设置钢板屈服消能段，便于设计人员根据需求调整薄板区域的厚度及薄板区域的面积；因此设计的灵活性、适用性更强。

3、本发明所提的复合式防屈曲钢板剪力墙，其连接形式为两边连接。此种连接方式使得芯板处于单纯的受剪状态，并在薄板区域形成纯剪切屈服的耗能墙段，屈服原理简单，便于对墙体进行简化计算，提前预估屈服荷载。

附图说明

图1是本发明的整体结构主视图；

图2是图1的a-a剖视图；

图3是芯板1与垫板3连接的主视图(图中箭头方向为外力作用方向)；

图4是图3的b-b剖视图；

图5是本发明安装在结构中的使用状态图(标记7为边缘梁构件，标记8为边缘柱构件；

图6是图5的c-c剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图6说明本实施方式，本实施方式包括芯板1、两个混凝土板2、两个垫板3、两个连接件4、数个第一连接元件5和数个第二连接元件6，所述芯板1包括由薄板段1-1、两个过渡段1-2和两个厚板段1-3一体制成，芯板1由上至下分布为厚板段1-3、过渡段1-2、薄板段1-1、过渡段1-2和厚板段1-3，两个垫板3对称设置在薄板段1-1的两侧，两个混凝土板2对称设置在芯板1的两侧，芯板1、两个垫板3和两个混凝土板2构成复合式防屈曲剪力墙体，两个连接件4分别设置在芯板1的上下端，且每个连接件4与芯板1通过数个第一连接元件5连接，芯板1与混凝土板2之间通过数个第二连接元件6连接。

具体实施方式二：结合图1～图5说明本实施方式，本实施方式的过渡段1-2的厚度由薄板段1-1至厚板段1-3均匀变化。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1～图5说明本实施方式，本实施方式为垫板3的厚度为厚板段1-3与薄板段1-1之间的厚度差的二分之一，即s＝0.5×(t1-t2)，其中：t1为厚板段1-3的厚度，t2为薄板段1-1的厚度，s为垫板3的厚度。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1～图5说明本实施方式，本实施方式为连接件4包括两个角钢4-1，两个角钢4-1对称设置在芯板1的两侧。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

本发明的使用安装方法：使用时，将本发明的剪力墙置于结构中，通过第三连接元件9将连接件4与边缘梁构件7连接。

技术特征：

技术总结
一种复合式变厚度防屈曲钢板剪力墙，本发明为解决现有的钢板剪力墙的芯板为等厚度钢板受力复杂、屈服消能段由于焊接、切割二次加工影响，增加芯板自身初始缺陷，导致消能能力不稳定的问题。本发明包括芯板、两个混凝土板、两个垫板、两个连接件、数个第一连接元件和数个第二连接元件，所述芯板包括由薄板段、两个过渡段和两个厚板段一体制成，芯板由上至下分布为厚板段、过渡段、薄板段、过渡段和厚板段，两个垫板对称设置在薄板段的两侧，两个混凝土板对称设置在芯板的两侧，两个连接件分别设置在芯板的上下端，且每个连接件与芯板通过数个第一连接元件连接，芯板与混凝土板之间通过数个第二连接元件连接。本发明适用于结构工程领域中。

技术研发人员：郭丽娜;丁勇;李营营;常英;毛国栋;张志强
受保护的技术使用者：郭丽娜
技术研发日：2017.05.17
技术公布日：2017.09.08