兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢连梁的制作方法

本实用新型涉及建筑设计及施工技术领域，尤其涉及一种兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢连梁。

背景技术：

楼面梁不宜支承在剪力墙或核心筒的连梁上，在实际工程中为了避开连梁，通常需要将楼盖梁布置成斜梁。然而，楼盖梁布置成斜梁材料损耗大，施工不便，不利于房间分割及设备布置。因此，工程中往往存在连梁支撑楼面梁的需求。普通联肢墙结构延性和耗能性能较差，需要通过在剪力墙中加入钢骨及钢连梁提高其抗震性能。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢连梁，旨在支承楼面梁，同时兼具承重构件和耗能构件的双重性能。

为实现上述目的，本实用新型提供一种兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢连梁，钢连梁的长度方向上包括相互连接的加强段和耗能段，加强段和耗能段均采用型钢制成，加强段和耗能段的两端分别伸入两侧的剪力墙与其钢骨柱固定连接，耗能段包括与剪力墙连接的截面不变的连接段以及与加强段连接的变截面的过渡段，加强段的高度大于连接段的高度，过渡段底端面坡度不大于1:3，楼面钢梁与加强段固定连接且与其靠近耗能段一侧外边缘的距离不小于100mm。

优选地，剪力墙内钢骨柱与连梁型钢的翼缘板对应位置设置有横向加劲肋，横向加劲肋的厚度不小于翼缘板的厚度，强度与翼缘板相同。

优选地，所述连接段、过渡段与加强段的顶端面平齐设置，连接段底端面的安装高度高于加强段底端面的安装高度。

优选地，所述连接段底端面的安装高度与加强段底端面的安装高度差值小于等于400 mm。

优选地，所述加强段和耗能段的型钢翼缘板的厚度不同。

优选地，当所述加强段和耗能段的型钢翼缘板的差值大于4mm时，过渡段底端面的坡度不大于1:2.5。

优选地，所述加强段与连接段均设置与腹板等高的加劲肋；当腹板高度不大于640mm时，加强段与连接段设置单面加劲肋；当腹板高度大于640mm时，加强段与连接段两侧均设置加劲肋。

优选地，所述连接段和加强段与过渡段之间的变截面处腹板两侧设置有加劲肋板。

优选地，所述加强段和耗能段的型钢与剪力墙内钢骨柱通过焊接连接。

优选地，所述剪力墙内钢骨柱沿墙长通高设置，所述耗能段的刚度折减系数为0.6~0.8，加强段的刚度放大系数为1.5~2.0。

优选地，所述楼面钢梁通过高强螺栓与加强段固定连接。

本实用新型提出的兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢连梁，可以作为剪力墙分段式钢连梁的标准模板。耗能段在中、大震下率先屈服耗能，形成塑性铰。加强段在中震下基本保持弹性，在大震下仅轻微损伤。剪力墙分段式钢连梁，与传统的钢筋混凝土连梁相比，不仅大大改善了联肢墙结构延性和耗能性能，而且可以直接支承楼面梁，避免了将楼面梁布置成斜梁，其施工方便，节约材料用量，设备安装方便，适应性强。

附图说明

图1为本实用新型兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢连梁的结构示意图；

图2为本实用新型兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢连梁与楼面钢梁连接时的结构示意图；

图3为本实用新型兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢连梁与剪力墙钢骨连接时一视角的节点示意图；

图4为本实用新型兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢连梁与剪力墙钢骨连接时另一视角的节点示意图；

图5为本实用新型兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢连梁与楼面钢梁连接时的节点示意图；

图6为本实用新型兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢连梁采用不同厚度钢板拼接时的结构示意图。

图中，1-耗能段，11-连接段，12-过渡段，2-加强段，3-楼面钢梁，4-剪力墙，5-剪力墙内钢骨柱，6-高强螺栓，7-栓钉，8-设备管线，9-钢连梁。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1至图6，本优选实施例中，一种兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢连梁，钢连梁9的长度方向上包括相互连接的加强段2和耗能段1，加强段2和耗能段1均采用型钢制成，加强段2和耗能段1的两端分别伸入两侧的剪力墙4与其钢骨柱固定连接，耗能段1包括与剪力墙4连接的截面不变的连接段11以及与加强段2连接的变截面的过渡段12，加强段2的高度大于连接段11的高度，过渡段12底端面坡度不大于1:3，楼面钢梁3与加强段2固定连接且与其靠近耗能段1一侧外边缘的距离不小于100mm（即图1中，楼面钢梁3最右端距离加强段2最右端距离不小于100mm）。

加强段2按悬臂构件可以完全承担楼面钢梁3的荷载。耗能段1在中、大震下率先屈服耗能，形成塑性铰。加强段2在中震下基本保持弹性，在大震下仅轻微损伤。

进一步地，剪力墙内钢骨柱5与连梁型钢的翼缘板对应位置设置有横向加劲肋，横向加劲肋的厚度不小于翼缘板的厚度，强度与翼缘板相同。通过设置横向加劲肋，从而增加了剪力墙4与钢连梁9的连接强度。

本实施例中，结合参照图1和图2，连接段11、过渡段12与加强段2的顶端面平齐设置，连接段11底端面的安装高度高于加强段2底端面的安装高度。连接段11底端面的安装高度与加强段2底端面的安装高度差值小于等于400 mm。即耗能段1与加强段2的高差为0~400mm。

加强段2和耗能段1的型钢翼缘板的厚度可设置不同。参照图6，当加强段2和耗能段1的型钢翼缘板厚度差值大于4mm时，过渡段12底端面的坡度不大于1:2.5。

进一步地，参照图2，加强段2与连接段均设置与腹板等高的加劲肋；当腹板高度不大于640mm时，加强段2与连接段设置单面加劲肋；当腹板高度大于640mm时，加强段2与连接段两侧均设置加劲肋。连接段11和加强段2与过渡段12之间的变截面处均设置有加劲肋板。

本实施例中，加强段2和耗能段1的型钢与剪力墙内钢骨柱5通过焊接连接。钢连梁型钢的翼缘板与剪力墙内钢骨柱5翼缘间采用全熔透坡口焊缝，腹板与柱采用双面角焊缝连接，腹板厚度大于16mm时采用K形坡口焊缝连接。连梁腹板上下端均做扇形切角，下端的切角高度稍大些，允许施焊时焊条通过。下翼缘板焊接衬板的反面与柱翼缘或壁板的连接处，应沿衬板全长用角焊缝连接。

参照图2，因钢连梁的设计需要，剪力墙内钢骨柱5沿墙长通高设置，耗能段1的刚度折减系数为0.6~0.8，加强段2的刚度放大系数为1.5~2.0。

参照图4，楼面钢梁3通过高强螺栓6与加强段2固定连接。

本兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢连梁其具体设计过程如下。

（1）有限元建模时，将钢连梁的耗能段1和加强段2分开建模。耗能段1与加强段2的高差根据实际工程要求，可取为0~400mm。

（2）在结构弹性分析时，将耗能段1的刚度进行折减，折减系数不宜小于0.6。通常设防烈度6、7度时折减系数建议取0.7，设防烈度8、9度时折减系数取0.6；加强段2的刚度进行放大，放大系数建议取1.5~2.0。

（3）加强段2按悬臂构件验算时，应可以完全承担楼面钢梁3的荷载。

（4）采用弹塑性分析进行验证，确保中震下加强段2基本保持弹性，大震下加强段2仅有轻微损伤，耗能段1可出现塑性铰。

（5）钢连梁与钢骨柱连接时，柱在梁翼缘上下各500mm的节点范围内，柱翼缘与柱腹板或箱型柱壁板间的组合焊缝，采用全熔透坡口焊缝。

本实施例提出的兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢连梁，可以作为剪力墙分段式钢连梁的标准模板。耗能段1在中、大震下率先屈服耗能，形成塑性铰。加强段2在中震下基本保持弹性，在大震下仅轻微损伤。本剪力墙分段式钢连梁，与传统的钢筋混凝土连梁相比，不仅大大改善了联肢墙结构延性和耗能性能，而且可以直接支承楼面梁，避免了将楼面梁布置成斜梁，其施工方便，节约材料用量，设备安装方便，适应性强。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。