一种带组合竖缝防屈曲钢板剪力墙的制作方法

本发明专利属于结构工程领域，涉及预制装配式混凝土结构体系的消能减震，具体涉及一种带组合竖缝防屈曲钢板剪力墙。

背景技术：

从20世纪70年代美国、加拿大和日本将钢板剪力墙应用于多高层建筑至今，钢板剪力墙发展30年来，关于其作为主要水平抗侧力体系的实验研究和数值分析表明，钢板剪力墙具有抗侧刚度、承载力较高；延性较好、安全储备高等优点。钢板剪力墙已成为一种非常具有发展前景的抗侧力体系，正逐渐应用于我国高烈度地震区。然而，目前工程中已应用的钢板剪力墙多数是与主体框架四边固接，采用普通钢板或高强钢板提高侧向刚度与承载力。由于其屈服承载力高，一般在大震作用下才开始屈服耗能，而在中震作用下不能屈服耗能保护主体结构。此外，已有的带缝钢板剪力墙，所带竖缝长度相同，屈服承载力高，不能实现中震、大震多阶段屈服耗能，耗散能力不尽如人意，且带竖缝钢板两侧没有约束容易过早出现平面外屈曲，致使其侧向刚度、承载力、延性严重受损，达不到良好耗能的预期目的。

为此，亟需研发一种新型钢板剪力墙，其屈服承载力低、使其能实现中震作用下开始屈服耗能，大震作用能继续屈服耗能，实现中震、大震多阶段屈服耗能机制。此外，新型钢板剪力墙还需具备以下特点：具有优良的滞回性能、能量耗散能力及延性且低周期循环疲劳寿命长；能够方便的调整刚度和承载力且具有布置灵活、自重轻、施工精度高、施工周期短；面外抗弯刚度较大，能预防钢板的面外屈曲。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种带组合竖缝防屈曲钢板剪力墙，具有屈服强度低、延伸性能好的特点，通过在钢板上开设不同长度的竖缝可形成中震、大震多阶段屈服耗能机制，形成结构中的薄弱环节，起到“结构保险丝”的作用。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种带组合竖缝防屈曲钢板剪力墙，包括多层低屈服点的钢板，所述钢板上设有多组长度不同的竖缝；

还包括约束构件，所述钢板下部插入约束构件；

所述钢板表面设有减摩层，所述钢板上、下端与相邻钢板或约束构件间分别设有沿水平向通长设置的垫块，所述钢板与相邻钢板或约束构件间填充有砂浆；

该剪力墙上端和下端均设有连接件，所述连接件通过紧固件将剪力墙与混凝土框架梁连接固定。

作为本方案的一种优选，所述约束构件为上端开放的矩形钢套筒。

作为本方案的一种优选，所述减摩层采用橡胶材料。

作为本方案的一种优选，所述连接件为角钢。

作为本方案的一种优选，所述连接剪力墙和连接件的紧固件贯穿多层所述钢板和所述垫块。

作为本方案的一种优选，所述紧固件为高强螺栓。

本发明的有益效果是：

1.本发明提供发带组合竖缝防屈曲钢板剪力墙，在正常使用或小震时，层间变形小，处于弹性状态；中震作用时，钢板屈服承载力低，在层间变形不大的情况下，钢板中短竖缝的区域便可以开始屈服耗能；大震作用时，层间变形继续增大，钢板中长竖缝的区域也开始屈服耗能，形成中震、大震多阶段屈服耗能机制。带组合竖缝防屈曲钢板剪力墙成为结构中薄弱位置，充当“结构保险丝”作用。在中震、大震的作用下，结构的损伤主要集中在带组合竖缝防屈曲钢板剪力墙上，从而起到保护梁柱主体结构在地震作用下不被破坏的作用。震后修复工作量小，只需为结构更换带组合竖缝防屈曲钢板剪力墙，可广泛地应用在装配式混凝土结构体系中。

2.本发明中采用带组合竖缝低屈服点钢板，利用低屈服点钢板良好的塑性性能，使得结构在相同地震作用下比传统的钢板剪力墙具有更好的耗能能力与延性性能。

3.本发明采用与混凝土框架采用上、下两端连接的方式，即通过角钢和高强螺栓将带组合竖缝防屈曲钢板剪力墙分别与上下层混凝土框架梁连接固定，这样有利于门窗洞口的设置，又避免了对预制混凝土框架柱的不利影响。

4.本发明通过设置钢套筒来防止内置低屈服点钢板屈曲，使得钢板剪力墙更加稳定，更有利于能量的耗散。

5.本发明所使用到的各个构件均可以在工厂进行标准化生产，可以加快施工进度和保证工程质量，有利于降低劳动力成本，具有很强的工程实用性；同时各构件及其连接形式均相对简单，运输也很方便。

6.本发明各构件之间的连接多采用高强螺栓进行连接，不仅具有施工方便、可拆换、传力均匀、接头刚性好，承载能力大，疲劳强度高，螺母不易松动，结构安全可靠的优点，还避免了现场焊接产生残余应力的影响及焊接操作平台难以搭设等问题。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的A-A剖面图；

其中，1、钢板，2、竖缝3、矩形钢套管，4、橡胶减摩层，5、砂浆，6、垫块，7、角钢，8、高强螺栓，9、混凝土框架梁。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-2所示，本发明专利一种带组合竖缝防屈曲钢板剪力墙，包括多层低屈服点的钢板1，所述钢板1上设有多组长度不同的竖缝2，钢板1的数量可根据结构所需侧向承载力来确定；

还包括上部开放的矩形钢套筒3，所述钢板1下部插入矩形钢套筒3内；

所述钢板1表面设有橡胶减摩层4，以保障各钢板1能够独立地工作；所述钢板1上、下端与相邻钢板1或钢套筒间分别设有沿水平向通长设置的垫块5，所述钢板1与相邻钢板1或钢套筒间填充有砂浆6；

所述带组合竖缝防屈曲钢板剪力墙两面的上端和下端均设有一沿水平方向通长设置的角钢7，所述角钢7通过贯穿该剪力墙的高强螺栓8与该剪力墙连接，还通过高强螺栓8将该剪力墙与混凝土框架梁9连接固定。

在正常使用或小震时，层间变形小，带组合竖缝防屈曲钢板剪力墙处于弹性状态；当结构进入中震作用后，利用钢板1屈服承载力低的特点，在层间变形不大的情况下，钢板1的短竖缝区域开始屈服耗能；当结构进入大震作用后，层间变形继续增大，钢板1的长竖缝区域开始屈服耗能，形成中震、大震多阶段屈服耗能机制。矩形钢套筒3、橡胶减摩层4及砂浆6的存在，侧向约束了钢板1，防止其在受力过程中屈曲，从而提高了剪力墙的能量耗散能力、结构稳定性及承载力。同时，带组合竖缝防屈曲钢板剪力墙只通过角钢7及高强螺栓8分别与上下层混凝土框架梁9连接固定，采用这种上下连接的方式有利于门窗洞口的设置，且内力不会对混凝土框架柱产生不利影响；带组合竖缝防屈曲钢板剪力墙可实现中震作用下开始屈服耗能，综合其与混凝土框架梁两边连接的方式，使得本发明专利相当于一个“结构保险丝”，保护主体结构不被破坏。

所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。