一种多层、高层钢结构抗侧力体系的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及建筑领域，具体地讲，涉及一种多层、高层钢结构抗侧力体系。
【背景技术】
[0002] 钢框架-钢板剪力墙是一种优良抗侧力体系，在美国、欧洲等西方国家得到广泛 的研宄与应用，目前该结构不断应用在我国高烈度设防地震区。钢框架-钢板剪力墙与钢 框架-钢筋混凝土剪力墙相比具有良好的延性和耗能能力，克服了钢框架-钢筋混凝土剪 力墙在地震作用下墙体易发生开裂导致结构延性降低的缺点。但是由于钢板剪力墙易发生 面外屈曲，在设计中不得不加厚钢板或采用加肋钢板，提高了其经济成本。 【实用新型内容】：
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种多层、高层钢结构抗侧力体系，提高结 构的承载力、延性和耗能能力，承载力计算方法可以比较精确的估计结构的承载力。
[0004] 本实用新型采用如下技术方案实现实用新型目的：
[0005] -种多层、高层钢结构抗侧力体系，包括内填钢板，其特征是：所述内填钢板的两 侧设置有至少一层外敷碳-玻混杂纤维层，所述内填钢板固定在钢框架上。
[0006] 作为对本技术方案的进一步限定，所述内填钢板的两侧全敷碳-玻混杂纤维层。
[0007] 作为对本技术方案的进一步限定，所述内填钢板的两侧对角线方向敷设碳-玻混 杂纤维层。
[0008] 作为对本技术方案的进一步限定，所述钢框架由框架梁和框架柱组成，所述框架 梁通过端板和节点螺栓固定在所述框架柱上。
[0009] 作为对本技术方案的进一步限定，所述内填钢板通过鱼尾板与所述框架梁和框架 柱螺栓连接或者焊接连接。
[0010] 作为对本技术方案的进一步限定，所述内填钢板通过工程用胶与碳-玻混杂纤维 层粘结连接。
[0011] 作为对本技术方案的进一步限定，内填钢板采用高延性钢材。
[0012] 与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型通过在传统的钢 框架-钢板剪力墙的钢板两侧外敷碳-玻混杂纤维，可以有效地增强内填钢板，提高结构的 承载力、延性和耗能能力，成为一种新型多层、高层钢结构抗侧力体系。该新型结构体系采 用较薄钢板依然可以满足结构抗震耗能的要求，经济性较好，具有广阔的市场前景。本实用 新型提供的新型多层、高层钢结构抗侧力体系可应用于高层建筑结构作为抗侧力构件，内 填钢板作为结构第一道防线参与抗震，内填钢板退出工作后钢框架作为第二道防线，通过 自身变形和节点转动耗能。碳-玻混杂纤维可以明显增强内填钢板，提高结构承载力、延性 和耗能能力，使结构获得更好的抗震耗能能力。本实用新型提供的该体系的承载力计算方 法可以快速、确的估计结构的承载力。
【附图说明】
[0013] 图1为本实用新型的斜向拉杆简化模型图。
[0014] 图2为优选实施例一的结构示意图。
[0015] 图3为优选实施例二的结构示意图。
[0016] 图4为优选实施例一的分解结构示意图。
[0017] 图5为优选实施例二的分解结构示意图。
[0018] 图6为本实用新型的复合钢板的结构简图。
[0019] 图7为本实用新型的结构侧向力传力简图。
[0020] 图中，1-框架柱，3-框架梁，5-内填钢板，6-碳-玻混杂纤维，7-端板，8-节点螺 栓，9-鱼尾板。
【具体实施方式】：
[0021] 下面结合实施例，进一步说明本实用新型。
[0022] 参见图1-图7,本实用新型包括内填钢板5、内填钢板两侧外敷碳-玻混杂纤维6 和钢框架。所述内填钢板5采用高延性钢材；所述碳-玻混杂纤维采用一般碳-玻混杂纤 维，敷设方式包括两种：方法一为钢板两侧全敷碳-玻混杂纤维6,方法二为钢板两侧对角 线方向敷设碳-玻混杂纤维6 ;所述内填钢板5通过工程用胶与碳-玻混杂纤维6粘结连 接；所述钢框架由框架梁3和框架柱1组成；所述钢框架由框架梁3和框架柱1组成，所述 框架梁3通过端板7和节点螺栓8固定在所述框架柱1上。
[0023] 所述内填钢板5通过鱼尾板9与所述框架梁3和框架柱1螺栓连接或者焊接连接。
[0024] 所述承载力计算方法是基于体系的塑性分析提出的简化计算方法。
[0025] 在上述新型多层、高层钢结构抗侧力体系，对于所述内填钢板5两侧全敷碳-玻混 杂纤维6的抗侧力体系（方法一），可以在整个内填钢板范围内增强钢板，最大限度提升结 构承载力、延性和耗能能力，这种类型的抗侧力体系主要应用于高层结构或抗震设防烈度 高的地区。
[0026] 在上述新型多层、高层钢结构抗侧力体系，对于所述内填钢板5两侧对角线方向 外敷碳-玻混杂纤维6的抗侧力体系（方法二），仅在内填钢板5两个对角线方向增强钢 板，对结构承载力、延性和耗能能力的提升相对较小，这种类型的抗侧力体系主要应用于多 层结构或抗震设防烈度较低的地区。
[0027] 在上述承载力计算方法，对于所述塑性分析是基于试验与有限元进行的：初期，内 填钢板5和敷碳-玻混杂纤维6组成复合钢板，复合钢板承担了大部分水平地震力；随着 地震力增大，复合钢板发生变形并发生破坏，复合钢板退出工作；钢框架参与抗侧，框架柱 1和框架梁3出现塑性铰，结构发生破坏。复合钢板在受力时形成沿45°均匀斜向拉杆，斜 向拉杆宽度取H/8 (H为复合钢板高度），拉杆数目为每层19条，形成简化模型如图1。
[0028] 在上述承载力计算方法，所述承载力计算方法推导过程如下：
[0029] 如图1，外力P做功仏^ ;内力做功Win包括节点和柱脚转动做功W i以及 斜向拉杆做功W2，其中W1= (2ηΜ」+2Μ。）Θ，
[0030]
【主权项】
1. 一种多层、高层钢结构抗侧力体系，包括内填钢板，其特征是：所述内填钢板的两侧 设置有至少一层外敷碳-玻混杂纤维层，所述内填钢板固定在钢框架上。
2. 根据权利要求1所述的多层、高层钢结构抗侧力体系，其特征是：所述内填钢板的两 侧全敷碳-玻混杂纤维层。
3. 根据权利要求1所述的多层、高层钢结构抗侧力体系，其特征是：所述内填钢板的两 侧对角线方向敷设碳-玻混杂纤维层。
4. 根据权利要求1所述的多层、高层钢结构抗侧力体系，其特征是：所述钢框架由框架 梁和框架柱组成，所述框架梁通过端板和节点螺栓固定在所述框架柱上。
5. 根据权利要求4所述的多层、高层钢结构抗侧力体系，其特征是：所述内填钢板通过 鱼尾板与所述框架梁和框架柱螺栓连接或者焊接连接。
6. 根据权利要求1-5之一所述的多层、高层钢结构抗侧力体系，其特征是：所述内填钢 板通过工程用胶与碳-玻混杂纤维层粘结连接。
7. 根据权利要求1-5之一所述的多层、高层钢结构抗侧力体系，其特征是：内填钢板采 用尚延性钢材。
【专利摘要】本实用新型提供一种多层、高层钢结构抗侧力体系，包括内填钢板，其特征是：所述内填钢板的两侧设置有至少一层外敷碳-玻混杂纤维层，所述内填钢板固定在钢框架上。本实用新型通过在传统的钢框架-钢板剪力墙的钢板两侧外敷碳-玻混杂纤维，可以有效地增强内填钢板，提高结构的承载力、延性和耗能能力，成为一种新型多层、高层钢结构抗侧力体系。该新型结构体系采用较薄钢板依然可以满足结构抗震耗能的要求，经济性较好，具有广阔的市场前景。
【IPC分类】E04G23-02, E04B1-98, E04B2-58
【公开号】CN204571346
【申请号】CN201520206886
【发明人】林晨, 彭晓彤
【申请人】山东工艺美术学院
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月8日