专利名称：一种增强稳定性复合钢板剪力墙的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种增强稳定性复合钢板剪カ墙，属于结构工程技术领域的抗侧カ构件，适合应用于框架一钢板剪力墙新建工程和钢框架结构已建工程的加固或震后修复。
背景技术：
地震是建筑结构最大的天故，钢板剪カ墙结构由于良好的抗震性能日益受到研究者的关注。过去30年来的工程实践、科学研究及震后调查充分证明钢板剪力墙结构具有优秀的大变形能力、良好的塑性性能、稳定的滞回性能，适合用作地震区高层建筑的结构形式。
钢板剪力墙结构按宽厚比(宽为墙板长度、高度尺寸中的较小值，厚为板件厚度)分为厚板钢板剪カ墙和薄板钢板剪力墙两种形式，宽厚比小于250的为厚板钢板剪カ墙，大于等于250的为薄板钢板剪カ墙。厚板钢板剪カ墙主要利用钢板受剪承受水平作用(主要是风荷载和地震作用)，在钢材达到屈服点前不会发生屈曲，这种结构形式对周围框架的依赖性较小，往复荷载作用下滞回曲线饱满，抗震性能优秀，但用钢量大，造价高，使用受到限制。目前广泛使用的是薄板钢板剪カ墙，由于其钢板平面外刚度非常小，在不大的水平荷载作用下钢板就会发生剪切屈曲，需要利用钢板在水平荷载下屈曲后形成的斜对角拉カ场来抵抗水平作用，拉カ场通过与框架的连接进行锚固在两边连接吋，拉カ场锚固于上、下框架梁；在四边连接吋，拉カ场锚固于上、下框架梁和左、右框架柱。薄板钢板剪カ墙由于钢板厚度小，利用钢板屈曲后強度，远比厚板钢板剪カ墙节省钢材，但滞回曲线有不同程度的捏拢现象，并且其最明显的缺点是钢板在水平往复作用荷载下，屈曲方向和对角拉カ场不断交替变化，发出响亮的、类似击鼓的噪声，令使用者产生心理恐慌和焦躁情緒，对结构的正常使用功能造成不良影响，严重妨碍了这种优秀结构形式的推广。通过在薄板钢板剪力墙的钢板上増加加劲肋和外挂混凝土板的措施可以在一定程度上改善薄板钢板剪カ墙的上述缺点，但增加的加劲肋和外挂混凝土板都属于构造措施，除构造作用外别无他用；同时，钢板剪力墙本身不具备保温隔热、隔音、隔振功能，需另外进行隔热、隔音、隔振处理，増加施工工程量，不利于缩短施工时间，降低劳动カ成本。
发明内容
本发明针对上述的不足提供了ー种增强稳定性复合钢板剪カ墙。本发明采用如下技术方案
本发明所述的ー种增强稳定性复合钢板剪カ墙，包括复合板件，第一槽钢连接件，第ニ槽钢连接件；所述的复合板件的顶端与底端各布置第一槽钢连接件，且顶端与底端的第一槽钢连接件槽ロ向外，第二槽钢连接件槽ロ向内布置在复合板件顶端的第一槽钢连接件上。本发明所述的增强稳定性复合钢板剪カ墙，所述的复合板件包括两块钢板，硬质聚氨酯泡沫层；所述的两块钢板之间布置硬质聚氨酯泡沫层；钢板的板面布置若干螺孔，螺栓穿过螺孔将钢板与硬质聚氨酯泡沫层相互固定。有益效果
本发明提供的ー种增强稳定性复合钢板剪カ墙，其增强稳定性复合钢板剪カ墙通过两块钢板中夹硬质聚氨酯泡沫板的形式，将钢材配置到远离水平横截面中性轴的位置，使截面惯性矩大大増大，显著增加板截面的平面外刚度，使得钢板剪力墙获得很大的抗剪切屈曲承载力，避免结构在较大水平荷载作用下发生整体屈曲；同时通过较密的螺栓将钢板分割成较密的小区格并与硬质聚氨酯泡沫板紧密结合，防止钢板发生局部屈曲。这样，就可以保证结构在正常使用阶段，在较大风荷载和小震及中震作用下，板件不发生整体屈曲和局部屈曲，避免普通薄板钢板剪力墙在这种情况下失稳并因为拉カ场转化而发出变载噪声，有利于保持建筑环境安静的气氛，从而有效提高钢板剪力墙结构使用的舒适性和耐久性。
图I是本发明的结构示意 图2是本发明的正面结构示意 图3是本发明的板件I组成示意 图4是本发明的板件I螺栓间距示意 图5是本发明的剪力墙安装示意图ー；
图6是本发明的剪力墙安装示意图ニ；
图7是本发明的剪力墙安装示意图三 图8是本发明的板件下部与第一槽钢连接件示意 图9是本发明与上部框架梁关系示意 图10是本发明的板件上端第一、第二槽钢连接件尺寸 图中I是复合板件，2是第一槽钢连接件，3是第二槽钢连接件。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进一歩详细说明
如图所示ー种增强稳定性复合钢板剪カ墙，包括复合板件1，第一槽钢连接件2，第二槽钢连接件3。复合板件I的顶端与底端各布置第一槽钢连接件2，且顶端与底端的第一槽钢连接件2槽ロ向外，第二槽钢连接件3槽ロ向内布置在复合板件I顶端的第一槽钢连接件2上。复合板件I包括两块钢板，硬质聚氨酯泡沫层；所述的两块钢板之间布置硬质聚氨酯泡沫层；钢板的板面布置若干螺孔，螺栓穿过螺孔将钢板与硬质聚氨酯泡沫层相互固定。图I说明增强稳定性复合钢板剪力墙的组成，其中包括板件I (两块钢板和夹在两块钢板之间的硬质聚氨酯泡沫板通过螺栓连接成统一整体);板件I与下部框架梁相连的第一槽钢连接件2 ;板件I与上部框架梁相连的第一槽钢连接件2和第二槽钢连接件3。图2说明增强稳定性复合钢板剪力墙板与钢框架梁、柱的关系。图3至图9说明增强稳定性复合钢板剪力墙及连接件的制作和安装过程。
图3表示板件I的制作首先将两块钢板和硬质聚氨酯泡沫板按设计尺寸裁剪(或拼接)，两块钢板尺寸为LXHIXt，硬质聚氨酯泡沫板尺寸为LXHOXdl。当钢板需要拼接吋，钢板采用对接焊縫，并保证焊缝与母材等強，或将钢板重叠采用电阻焊并保证焊接与母材等强；当硬质聚氨酯泡沫板需要拼接吋，采用粘接剂将拼接板相连，保证粘接处的抗拉、抗压强度均不低于5MPa并不小于硬质聚氨酯泡沫板相应的抗拉强度。然后将硬质聚氨酯泡沫板夹在两块钢板中间，用螺栓连接，螺栓适当收紧，保证钢板和硬质聚氨酯泡沫板能够作为复合板共同协调工作。图4表示板件I螺栓间距螺栓水平边缘距离al、竖向边缘距离bl取为100至200mm,螺栓水平间距a2、竖向间距b2取为400至500mm。螺栓材质分为两种钢螺栓和塑料螺栓，直径均采用12mm，钢螺栓用于钢板剪カ墙位于内墙位置的情况下；塑料螺栓用于钢板剪カ墙位于外墙位置的情况下以避免螺栓处形成热桥。塑料螺栓可注塑成型也可通过车削塑料线材得到，采用塑料螺栓时保证其抗拉强度不小于2MPa。
图5及其节点图(图8)表示将板件I与槽钢连接件2通过角焊缝A和电阻焊焊缝B连接。图6表示将槽钢连接件3虚扣在顶端槽钢连接件2上。图7及其节点图(图9)表示将增强稳定性复合钢板剪カ墙按设计位置就位一通过角焊缝C将下端槽钢连接件2与下部框架梁焊接相连一向上提升槽钢连接件3使之与上部框架梁顶紧，通过角焊缝D相连一将槽钢连接件3和上端槽钢连接件2通过角焊缝E焊接相连。槽钢连接件3和上端槽钢连接件2重叠尺寸f用于调整制造和安装造成的高度误差，但要保证安装完毕之后的实际f值不小于20mm和3倍槽钢厚度。最后处理板件I两侧竖边，本发明采用两边连接方式与框架相连，即板件I仅与上、下两边框架梁连接，板件I的两块钢板竖边接触柱边，稍加点焊，满足分割房间要求即可。对增强稳定性复合钢板剪カ墙几何參数的进ー步说明几何參数主要包括板件I长度し、高度H1、剪力墙整体高度H (见图2);组成板件I的2块钢板的厚度t、硬质聚氨酯泡沫板厚度dl、硬质聚氨酯泡沫板高度HO、钢板剪力墙总厚度d (d见图3);连接螺栓水平边缘距离al、水平间距a2，连接螺栓竖向边缘距离bl、竖向间距b2 (见图4);板件I距上部框架梁距离ht、距下部框架梁距离hb (见图7);槽钢连接件2的截面高度dl (即是中间层硬质聚氨酯泡沫板的厚度)、宽度C、槽钢钢板厚度tl (见图8);板件I中的钢板与槽钢连接件2的重叠尺寸a、钢板与槽钢肢尖的距离hb (见图8、图9);槽钢连接件3的槽钢截面高度e、宽度C、钢板厚度tl (见图10);槽钢连接件3与槽钢连接件2的重叠尺寸f (见图9)。上述几何尺寸具有相关关系d=2t+dl、H=Hl+ht+hb、c=a+hb和Hl=H0+2a。上述几何參数中的L、H由结构工程师和建筑师共同决定；t根据结构计算确定；硬质聚氨酯泡沫板厚度dl取为60至200_ ;al、bl为100至200_ ;a2、b2为400至500_ ；a 取 20 至 30mm ;c 取 70 至 80mm ；tl 不小于 max {2t, 8mm } ;e 取为 dl+2tl+lmm(其中 1_ 为安装间隙);
材料说明本发明各部件采用钢材为Q235或Q345钢，材料性质满足现行钢结构设计规范和建筑抗震设计规范有关要求；为保证对钢板的有效约束硬质聚氨酯泡沫板抗压强度不小于2MPa ;钢螺栓和塑料螺栓的几何数据除杆长根据d确定外，其余数据按国家有关规定(六角头螺栓GB/T5782)采用；塑料螺栓保证其抗拉强度不小于2MPa。
焊接说明本发明中角焊缝焊脚尺寸由设计人员根据工程具体荷载确定，焊条、焊剂需遵循现行钢结构设计规范有关要求。本发明选用硬质聚氨酯泡沫板作中间板。聚氨酯泡沫制品是ー种高分子合成的新型节能材料，具有重量轻、強度高、保温吸声、阻燃性好、施工方便、使用安全、性能稳定、符合环保要求的特点，应用 广泛，常用于建筑、石油、化工、交通运输、制冷和国防エ业等部门的绝热和结构材料，有软质和硬质之分。普通硬质聚氨酯泡沫采用高功能聚醚多元醇等原料在催化剂、发泡剂、表面活性剂等作用下，经化学反应发泡制成。本发明采用的硬质聚氨酷泡沫板，可在市场购买也可向厂家订购，市场产品技术指标范围如下表1，设计人员若需更高指标材料也可由厂家定做。表I硬质聚氨酯泡沫板规格和技术指标范围
权利要求
1.ー种增强稳定性复合钢板剪カ墙，其特征在于包括复合板件(I)，第一槽钢连接件(2)，第二槽钢连接件(3);所述的复合板件(I)的顶端与底端各布置第一槽钢连接件(2)，且顶端与底端的第一槽钢连接件(2)槽ロ向外，第二槽钢连接件(3)槽ロ向内布置在复合板件(I)顶端的第一槽钢连接件(2)上。
2.根据权利要求I所述的增强稳定性复合钢板剪カ墙，其特征在于所述的复合板件(I)包括两块钢板，硬质聚氨酯泡沫层；所述的两块钢板之间布置硬质聚氨酯泡沫层；钢板的板面布置若干螺孔，螺栓穿过螺孔将钢板与硬质聚氨酯泡沫层相互固定。
全文摘要
本发明涉及一种增强稳定性复合钢板剪力墙，属于结构工程技术领域的抗侧力构件，适合应用于框架—钢板剪力墙新建工程和钢框架结构已建工程的加固和震后修复。复合板件的顶端与底端各布置第一槽钢连接件，且顶端与底端的第一槽钢连接件槽口向外，第二槽钢连接件槽口向内布置在复合板件顶端的第一槽钢连接件上。本发明增强稳定性复合钢板剪力墙通过两块钢板中夹硬质聚氨酯泡沫板的形式，显著增加板截面的平面外刚度，使得钢板剪力墙获得很大的抗剪切屈曲承载力，避免结构在较大水平荷载作用下发生整体屈曲；同时通过较密的螺栓将钢板分割成较密的小区格并与硬质聚氨酯泡沫板紧密结合，防止钢板发生局部屈曲。
文档编号E04B2/56GK102691364SQ201210158699
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者代国忠, 刘卫云, 刘平, 周泓, 张智超, 李 东, 李卫青, 米旭峰, 骆勇军, 齐永胜 申请人:河海大学