一种装配式开斜槽钢板剪力墙的制作方法

本发明涉及建筑结构技术领域，特别涉及一种装配式钢板剪力墙。

背景技术：

面对生活脚步的加速，人力成本的不断提高，如何在提高效率的情况下减少人力成本的支出已成为我们面临的一个问题。对于建筑行业，建筑材料也向着预制化、装配化的方向发展。所谓装配式建筑，即在工厂预制出能够修建好某个建筑所需的全部构件，将拼装构件运输到施工现场，在施工现场通过吊车吊装的方式将构件拼接起来的一类建筑。装配式建筑由于构件在工厂预制，标准化生产，具有运输方便，施工速度快，对环境要求较低等优点，在国外已被广泛运用。目前也是国内建筑行业发展的一个大方向。

钢材具有强度高、延性好的优点，以钢材为建筑材料的结构体系，一直被认为是理想的抗震体系。钢板剪力墙最早于上世纪七十年代在国外开始出现，此类剪力墙由边缘约束构件和内嵌钢板组成，与钢筋混凝土剪力墙相比，钢板剪力墙的自重大大减轻，构造简单，施工周期短，除此之外，钢板剪力墙具有很好的塑性，平面内刚度，使之具有良好的耗能能力。采用内嵌钢板剪力墙代替传统的混凝土剪力墙，作为一种新的技术近年来在我国高烈度抗震设防地区一些新工程中已率先使用。

传统的内嵌钢板剪力墙按内嵌钢板的厚度分为厚钢板剪力墙和薄钢板剪力墙。厚板剪力墙由于其钢板厚度较大，使其具有较大的平面内刚度，延性以及稳定的滞回性能，在侧向水平力的作用下不易发生局部屈曲，但是此类钢板墙成本高，运输不便。薄板剪力墙在侧向水平力作用下容易发生屈曲，在钢板对角线方向形成拉力带，地震时通过拉力带的受拉变形来达到耗能的目的。对于薄板剪力墙，可以通过设置加劲肋来改善其受力性能，也可以提供一定的面外约束来改善此类钢板剪力墙的面外刚度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种装配式开斜槽钢板剪力墙，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，1.一种装配式开斜槽钢板剪力墙，包括矩形框架、组合钢板和两根边缘约束构件。

所述矩形框架包括框架梁和框架柱。所述边缘约束构件竖向布置在矩形框架内。两根边缘约束构件与框架梁合围出空间s。空间s内布置有若干横向连接件和纵向连接件。所述横向连接件和纵向连接件将空间s划分成若干个框格。所述框格内内嵌有开斜槽钢板。

所述开斜槽钢板整体为平直钢板，板面上开设有若干斜槽。所述开斜槽钢板的板边界线位置处采用双面贴边角焊缝连接有角钢。上下相邻的两块开斜槽钢板之间通过横向连接件连接，左右相邻的两块开斜槽钢板之间通过纵向连接件连接。所述斜槽的长度方向与开斜槽钢板的对角线方向平行。相邻两块开斜槽钢板的斜槽的长度方向相互垂直。所述横向连接件采用工字钢或方钢管。所述纵向连接件采用工字钢或方钢管。

进一步，所述框架梁和框架柱采用工字型或h型截面。

进一步，所述横向连接件和纵向连接件交接处采用角焊缝连接。

进一步，所述开斜槽钢板的平面几何尺寸为1000mm×1000mm～1500mm×1500mm。所述斜槽的宽度为30mm～50mm。相邻两个斜槽间的板带宽度为100mm～150mm。

进一步，所述斜槽通过激光切割或等离子切割的方式形成。

进一步，采用钢筋混凝土盖板或加劲肋对剪力墙进行平面外约束。

本发明还公开一种关于上述装配式开斜槽钢板剪力墙的施工方法，包括以下步骤：

1)根据结构承载力和抗侧刚度的需要确定开斜槽钢板的参数。

2)工厂预制边缘约束构件、角钢、开斜槽钢板、横向连接件和纵向连接件。

3)采用双面贴边角焊缝在开斜槽钢板的4条板边界线位置处连接角钢。所述开斜槽钢板和对应角钢共同组成基本拼装单元。

4)定位边缘约束构件和纵向连接件，并分别与框架梁焊接。

5)定位横向连接件。将横向连接件的两端与对应的边缘约束构件或纵向连接件焊接。

6)将基本拼装单元嵌入框格内，通过高强型螺栓将角钢与周边构件相连。

本发明的技术效果是毋庸置疑的：

a.通过开设斜槽，将传统钢板剪力墙复杂的受力模式转换为槽间板带受拉的承载机理，通过槽间板带的受拉变形以达到稳定耗能的目的；通过改变斜槽及槽间板带的参数，可以灵活的调节剪力墙的抗侧刚度、强度及塑性，从而实现结构刚度均匀的目的；通过布置边缘约束构件，提高了剪力墙的抗侧刚度，减小了开斜槽钢板的平面外变形。

b.通过在相临框格内设置正、反两向的斜槽，使剪力墙来回受力模式近似对称，改善墙体受往复荷载时的耗能能力。

c.通过横、竖向连接构件，将框架划分为小框格，减小开斜槽钢板的单个尺寸，方便了钢板加工、运输和施工的难度得以减小。

d.拼装单元采用标准化尺寸，通过横、纵向连接件连接，可以拼装出工程所需的大部分剪力墙尺寸。

e.由于横、纵向连接构件的存在，改善剪力墙的整体屈曲能力，可以提供一定的抗剪能力，改善墙体的受力性能，一定程度上减小了钢板在拉-压力带受力模式转换时滞回曲线的“捏拢”现象。

f.本组合开斜槽钢板剪力墙与框架梁相连而不与框架柱相连，同时可以根据层高灵活控制横向连接构件数量，结构布置灵活，方便门窗洞口的开设。

g.采用高强螺栓与框架横梁连接，减少现场焊接工艺，保证施工质量，可加快施工的速度，同时便于震后的修复和更换。

附图说明

图1为实施例1剪力墙结构示意图；

图2为开斜槽钢板立面图；

图3为开斜槽钢板结构示意图；

图4为不同形式剪力墙工作示意图。

图5为实施例2剪力墙结构示意图。

图中：框架梁1、框架柱2、边缘约束构件3、角钢4、开斜槽钢板5、斜槽501、横向连接件6、纵向连接件7。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

参见图1，本实施例公开一种装配式开斜槽钢板剪力墙，包括矩形框架、组合钢板和两根边缘约束构件3。

所述矩形框架包括框架梁1和框架柱2。所述框架梁1和框架柱2采用工字型截面。所述边缘约束构件3竖向布置在矩形框架内。两根边缘约束构件3与框架梁1合围出空间s。空间s内布置有两个横向连接件6和纵向连接件7。参见图2，所述横向连接件6和纵向连接件7将空间s划分成4个框格。4块框格的中心连线构成一个矩形。所述框格内内嵌有开斜槽钢板5。

所述开斜槽钢板5整体为平直钢板，板面上开设有一排斜槽501。斜槽501避免了传统薄钢板剪力墙受力状态复杂的情况，转换为以槽间板带受拉为主的受力模式。所述斜槽501为封闭结构，斜槽501的端部与平直钢板的边缘留有适当距离。参见图3，所述斜槽501的长度方向与开斜槽钢板5的对角线方向平行。实际生产中，斜槽501的宽度、槽间板带的宽度以及钢板的厚度根据结构承载力和抗侧刚度的需要确定。在本实施例中，所述斜槽501的宽度为30mm～50mm。相邻两个斜槽501间的板带宽度为100mm～150mm。所述开斜槽钢板5的板边界线位置处采用双面贴边角焊缝连接有角钢4。上下相邻的两块开斜槽钢板5之间通过横向连接件6连接，左右相邻的两块开斜槽钢板5之间通过纵向连接件7连接。所述横向连接件6采用工字钢或方钢管。所述纵向连接件7采用工字钢或方钢管。纵向连接构件7采用角焊缝焊接的方式和框架梁1连接，横向连接构件6与纵向连接构件7或边缘约束构件3采用角焊缝焊接连接。两侧边缘约束构件3与框架横梁1焊接连接。

值得说明的是，通过改变斜槽及槽间板带的参数，可以灵活的调节剪力墙的抗侧刚度、强度及塑性，从而实现结构刚度均匀的目的。通过在相临框格内设置正、反两向的斜槽，使剪力墙来回受力模式近似对称，改善墙体受往复荷载时的耗能能力。本发明拼装单元采用标准化尺寸，通过横、纵向连接件连接，可以拼装出工程所需的大部分剪力墙尺寸，减小钢板的单个尺寸，方便钢板加工，运输和施工的难度得以减小。

本实施例在薄钢板剪力墙的基础上，通过开设斜槽，将传统薄钢板剪力墙复杂的受力状态改变为拉力带承载机制，通过槽间板带的受拉变形以达到稳定耗能的目的。在剪力墙范围内设置横、纵向连接构件，将剪力墙分为细小框格，通过在相临框格内开设正、反两相的斜槽，使剪力墙来回受力模式近似对称，改善墙体受往复荷载时的耗能能力。同时由于横、纵向连接构件的存在，改善了剪力墙的整体屈曲能力，一定程度上减小了薄钢板剪力墙滞回曲线捏缩的现象；布置边缘约束构件，提高了剪力墙的抗侧刚度，减小了开斜槽钢板的平面外变形。

参见图4，在实际生产中，采用钢筋混凝土盖板或加劲肋对剪力墙进行平面外约束。钢板剪力墙可根据工程需要，布置在框架左边、跨中或右边。通过改变开斜槽钢板5的数量，可以适应不同层高和跨度的要求。在本实施例中，开斜槽钢板5选用高厚比为200～300的钢板。

实施例2：

参见图5，本实施例公开一种装配式开斜槽钢板剪力墙，包括矩形框架、横向连接件6、纵向连接件7和两根边缘约束构件3。

所述矩形框架包括框架梁1和框架柱2。所述边缘约束构件3竖向布置在矩形框架内。两根边缘约束构件3与框架梁1合围出空间s。空间s内布置横向连接件6和纵向连接件7。所述横向连接件6和纵向连接件7将空间s细分成6个框格。所述6个框格分成两排或两列。在框格内内嵌开斜槽钢板5。所述开斜槽钢板5整体为平直钢板，板面上开设有斜槽501，相临框格内设置正、反两向的斜槽501。所述斜槽501通过激光切割或等离子切割的方式形成。斜槽宽度和倾角满足设计要求。由于槽间板带的存在，提供良好的延展性能以及稳定的耗能能力。

实施例3：

本实施例公开一种关于实施例1所述装配式开斜槽钢板剪力墙的施工方法，包括以下步骤：

1)根据结构承载力和抗侧刚度的需要确定开斜槽钢板5的参数。所述参数斜槽的宽度，槽间板带的宽度以及钢板的厚度。

2)工厂预制边缘约束构件3、角钢4、开斜槽钢板5、横向连接件6和纵向连接件7。

3)采用双面贴边角焊缝在开斜槽钢板5的4条板边界线位置处连接角钢4。所述开斜槽钢板5和对应角钢4共同组成基本拼装单元。

4)定位边缘约束构件3和纵向连接件7，并分别与框架梁1焊接。

5)定位横向连接件6。将横向连接件6的两端与对应的边缘约束构件3或纵向连接件7焊接。

6)将基本拼装单元嵌入框格内，通过高强型螺栓将角钢4与周边构件相连。

值得说明的是，在实际生产中，也可以先安装边缘约束构件3、纵向连接件7和横向连接件6。再将开斜槽钢板5一侧板面对应的角钢4安装在框格内。之后安装开斜槽钢板5。最后安装开斜槽钢板5另一侧板面对应的角钢4。