專利名稱：一種增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪力墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪カ墻，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域的抗側(cè)カ構(gòu)件，適合應(yīng)用于框架一鋼板剪力墻新建工程和鋼框架結(jié)構(gòu)已建工程的加固或震后修復(fù)。
背景技術(shù)：
地震是建筑結(jié)構(gòu)最大的天故，鋼板剪カ墻結(jié)構(gòu)由于良好的抗震性能日益受到研究者的關(guān)注。過去30年來的工程實(shí)踐、科學(xué)研究及震后調(diào)查充分證明鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)具有優(yōu)秀的大變形能力、良好的塑性性能、穩(wěn)定的滯回性能，適合用作地震區(qū)高層建筑的結(jié)構(gòu)形式。
鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)按寬厚比(寬為墻板長度、高度尺寸中的較小值，厚為板件厚度)分為厚板鋼板剪カ墻和薄板鋼板剪力墻兩種形式，寬厚比小于250的為厚板鋼板剪カ墻，大于等于250的為薄板鋼板剪カ墻。厚板鋼板剪カ墻主要利用鋼板受剪承受水平作用(主要是風(fēng)荷載和地震作用)，在鋼材達(dá)到屈服點(diǎn)前不會發(fā)生屈曲，這種結(jié)構(gòu)形式對周圍框架的依賴性較小，往復(fù)荷載作用下滯回曲線飽滿，抗震性能優(yōu)秀，但用鋼量大，造價高，使用受到限制。目前廣泛使用的是薄板鋼板剪カ墻，由于其鋼板平面外剛度非常小，在不大的水平荷載作用下鋼板就會發(fā)生剪切屈曲，需要利用鋼板在水平荷載下屈曲后形成的斜對角拉カ場來抵抗水平作用，拉カ場通過與框架的連接進(jìn)行錨固在兩邊連接吋，拉カ場錨固于上、下框架梁；在四邊連接吋，拉カ場錨固于上、下框架梁和左、右框架柱。薄板鋼板剪カ墻由于鋼板厚度小，利用鋼板屈曲后強(qiáng)度，遠(yuǎn)比厚板鋼板剪カ墻節(jié)省鋼材，但滯回曲線有不同程度的捏攏現(xiàn)象，并且其最明顯的缺點(diǎn)是鋼板在水平往復(fù)作用荷載下，屈曲方向和對角拉カ場不斷交替變化，發(fā)出響亮的、類似擊鼓的噪聲，令使用者產(chǎn)生心理恐慌和焦躁情緒，對結(jié)構(gòu)的正常使用功能造成不良影響，嚴(yán)重妨礙了這種優(yōu)秀結(jié)構(gòu)形式的推廣。通過在薄板鋼板剪力墻的鋼板上増加加勁肋和外掛混凝土板的措施可以在一定程度上改善薄板鋼板剪カ墻的上述缺點(diǎn)，但增加的加勁肋和外掛混凝土板都屬于構(gòu)造措施，除構(gòu)造作用外別無他用；同時，鋼板剪力墻本身不具備保溫隔熱、隔音、隔振功能，需另外進(jìn)行隔熱、隔音、隔振處理，増加施工工程量，不利于縮短施工時間，降低勞動カ成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述的不足提供了ー種增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪カ墻。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明所述的ー種增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪カ墻，包括復(fù)合板件，第一槽鋼連接件，第ニ槽鋼連接件；所述的復(fù)合板件的頂端與底端各布置第一槽鋼連接件，且頂端與底端的第一槽鋼連接件槽ロ向外，第二槽鋼連接件槽ロ向內(nèi)布置在復(fù)合板件頂端的第一槽鋼連接件上。本發(fā)明所述的增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪カ墻，所述的復(fù)合板件包括兩塊鋼板，硬質(zhì)聚氨酯泡沫層；所述的兩塊鋼板之間布置硬質(zhì)聚氨酯泡沫層；鋼板的板面布置若干螺孔，螺栓穿過螺孔將鋼板與硬質(zhì)聚氨酯泡沫層相互固定。有益效果
本發(fā)明提供的ー種增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪カ墻，其增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪カ墻通過兩塊鋼板中夾硬質(zhì)聚氨酯泡沫板的形式，將鋼材配置到遠(yuǎn)離水平橫截面中性軸的位置，使截面慣性矩大大増大，顯著增加板截面的平面外剛度，使得鋼板剪力墻獲得很大的抗剪切屈曲承載力，避免結(jié)構(gòu)在較大水平荷載作用下發(fā)生整體屈曲；同時通過較密的螺栓將鋼板分割成較密的小區(qū)格并與硬質(zhì)聚氨酯泡沫板緊密結(jié)合，防止鋼板發(fā)生局部屈曲。這樣，就可以保證結(jié)構(gòu)在正常使用階段，在較大風(fēng)荷載和小震及中震作用下，板件不發(fā)生整體屈曲和局部屈曲，避免普通薄板鋼板剪力墻在這種情況下失穩(wěn)并因?yàn)槔珗鲛D(zhuǎn)化而發(fā)出變載噪聲，有利于保持建筑環(huán)境安靜的氣氛，從而有效提高鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)使用的舒適性和耐久性。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明的正面結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明的板件I組成示意 圖4是本發(fā)明的板件I螺栓間距示意 圖5是本發(fā)明的剪力墻安裝示意圖ー；
圖6是本發(fā)明的剪力墻安裝示意圖ニ；
圖7是本發(fā)明的剪力墻安裝示意圖三 圖8是本發(fā)明的板件下部與第一槽鋼連接件示意 圖9是本發(fā)明與上部框架梁關(guān)系示意 圖10是本發(fā)明的板件上端第一、第二槽鋼連接件尺寸 圖中I是復(fù)合板件，2是第一槽鋼連接件，3是第二槽鋼連接件。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一歩詳細(xì)說明
如圖所示ー種增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪カ墻，包括復(fù)合板件1，第一槽鋼連接件2，第二槽鋼連接件3。復(fù)合板件I的頂端與底端各布置第一槽鋼連接件2，且頂端與底端的第一槽鋼連接件2槽ロ向外，第二槽鋼連接件3槽ロ向內(nèi)布置在復(fù)合板件I頂端的第一槽鋼連接件2上。復(fù)合板件I包括兩塊鋼板，硬質(zhì)聚氨酯泡沫層；所述的兩塊鋼板之間布置硬質(zhì)聚氨酯泡沫層；鋼板的板面布置若干螺孔，螺栓穿過螺孔將鋼板與硬質(zhì)聚氨酯泡沫層相互固定。圖I說明增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪力墻的組成，其中包括板件I (兩塊鋼板和夾在兩塊鋼板之間的硬質(zhì)聚氨酯泡沫板通過螺栓連接成統(tǒng)一整體);板件I與下部框架梁相連的第一槽鋼連接件2 ;板件I與上部框架梁相連的第一槽鋼連接件2和第二槽鋼連接件3。圖2說明增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪力墻板與鋼框架梁、柱的關(guān)系。圖3至圖9說明增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪力墻及連接件的制作和安裝過程。
圖3表示板件I的制作首先將兩塊鋼板和硬質(zhì)聚氨酯泡沫板按設(shè)計(jì)尺寸裁剪(或拼接)，兩塊鋼板尺寸為LXHIXt，硬質(zhì)聚氨酯泡沫板尺寸為LXHOXdl。當(dāng)鋼板需要拼接吋，鋼板采用對接焊縫，并保證焊縫與母材等強(qiáng)，或?qū)摪逯丿B采用電阻焊并保證焊接與母材等強(qiáng)；當(dāng)硬質(zhì)聚氨酯泡沫板需要拼接吋，采用粘接劑將拼接板相連，保證粘接處的抗拉、抗壓強(qiáng)度均不低于5MPa并不小于硬質(zhì)聚氨酯泡沫板相應(yīng)的抗拉強(qiáng)度。然后將硬質(zhì)聚氨酯泡沫板夾在兩塊鋼板中間，用螺栓連接，螺栓適當(dāng)收緊，保證鋼板和硬質(zhì)聚氨酯泡沫板能夠作為復(fù)合板共同協(xié)調(diào)工作。圖4表示板件I螺栓間距螺栓水平邊緣距離al、豎向邊緣距離bl取為100至200mm,螺栓水平間距a2、豎向間距b2取為400至500mm。螺栓材質(zhì)分為兩種鋼螺栓和塑料螺栓，直徑均采用12mm，鋼螺栓用于鋼板剪カ墻位于內(nèi)墻位置的情況下；塑料螺栓用于鋼板剪カ墻位于外墻位置的情況下以避免螺栓處形成熱橋。塑料螺栓可注塑成型也可通過車削塑料線材得到，采用塑料螺栓時保證其抗拉強(qiáng)度不小于2MPa。
圖5及其節(jié)點(diǎn)圖(圖8)表示將板件I與槽鋼連接件2通過角焊縫A和電阻焊焊縫B連接。圖6表示將槽鋼連接件3虛扣在頂端槽鋼連接件2上。圖7及其節(jié)點(diǎn)圖(圖9)表示將增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪カ墻按設(shè)計(jì)位置就位一通過角焊縫C將下端槽鋼連接件2與下部框架梁焊接相連一向上提升槽鋼連接件3使之與上部框架梁頂緊，通過角焊縫D相連一將槽鋼連接件3和上端槽鋼連接件2通過角焊縫E焊接相連。槽鋼連接件3和上端槽鋼連接件2重疊尺寸f用于調(diào)整制造和安裝造成的高度誤差，但要保證安裝完畢之后的實(shí)際f值不小于20mm和3倍槽鋼厚度。最后處理板件I兩側(cè)豎邊，本發(fā)明采用兩邊連接方式與框架相連，即板件I僅與上、下兩邊框架梁連接，板件I的兩塊鋼板豎邊接觸柱邊，稍加點(diǎn)焊，滿足分割房間要求即可。對增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪カ墻幾何參數(shù)的進(jìn)ー步說明幾何參數(shù)主要包括板件I長度し、高度H1、剪力墻整體高度H (見圖2);組成板件I的2塊鋼板的厚度t、硬質(zhì)聚氨酯泡沫板厚度dl、硬質(zhì)聚氨酯泡沫板高度HO、鋼板剪力墻總厚度d (d見圖3);連接螺栓水平邊緣距離al、水平間距a2，連接螺栓豎向邊緣距離bl、豎向間距b2 (見圖4);板件I距上部框架梁距離ht、距下部框架梁距離hb (見圖7);槽鋼連接件2的截面高度dl (即是中間層硬質(zhì)聚氨酯泡沫板的厚度)、寬度C、槽鋼鋼板厚度tl (見圖8);板件I中的鋼板與槽鋼連接件2的重疊尺寸a、鋼板與槽鋼肢尖的距離hb (見圖8、圖9);槽鋼連接件3的槽鋼截面高度e、寬度C、鋼板厚度tl (見圖10);槽鋼連接件3與槽鋼連接件2的重疊尺寸f (見圖9)。上述幾何尺寸具有相關(guān)關(guān)系d=2t+dl、H=Hl+ht+hb、c=a+hb和Hl=H0+2a。上述幾何參數(shù)中的L、H由結(jié)構(gòu)工程師和建筑師共同決定；t根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算確定；硬質(zhì)聚氨酯泡沫板厚度dl取為60至200_ ;al、bl為100至200_ ;a2、b2為400至500_ ；a 取 20 至 30mm ;c 取 70 至 80mm ；tl 不小于 max {2t, 8mm } ;e 取為 dl+2tl+lmm(其中 1_ 為安裝間隙);
材料說明本發(fā)明各部件采用鋼材為Q235或Q345鋼，材料性質(zhì)滿足現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)要求；為保證對鋼板的有效約束硬質(zhì)聚氨酯泡沫板抗壓強(qiáng)度不小于2MPa ;鋼螺栓和塑料螺栓的幾何數(shù)據(jù)除桿長根據(jù)d確定外，其余數(shù)據(jù)按國家有關(guān)規(guī)定(六角頭螺栓GB/T5782)采用；塑料螺栓保證其抗拉強(qiáng)度不小于2MPa。
焊接說明本發(fā)明中角焊縫焊腳尺寸由設(shè)計(jì)人員根據(jù)工程具體荷載確定，焊條、焊劑需遵循現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)要求。本發(fā)明選用硬質(zhì)聚氨酯泡沫板作中間板。聚氨酯泡沫制品是ー種高分子合成的新型節(jié)能材料，具有重量輕、強(qiáng)度高、保溫吸聲、阻燃性好、施工方便、使用安全、性能穩(wěn)定、符合環(huán)保要求的特點(diǎn)，應(yīng)用 廣泛，常用于建筑、石油、化工、交通運(yùn)輸、制冷和國防エ業(yè)等部門的絕熱和結(jié)構(gòu)材料，有軟質(zhì)和硬質(zhì)之分。普通硬質(zhì)聚氨酯泡沫采用高功能聚醚多元醇等原料在催化劑、發(fā)泡劑、表面活性劑等作用下，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)發(fā)泡制成。本發(fā)明采用的硬質(zhì)聚氨酷泡沫板，可在市場購買也可向廠家訂購，市場產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)范圍如下表1，設(shè)計(jì)人員若需更高指標(biāo)材料也可由廠家定做。表I硬質(zhì)聚氨酯泡沫板規(guī)格和技術(shù)指標(biāo)范圍
權(quán)利要求
1.ー種增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪カ墻，其特征在于包括復(fù)合板件(I)，第一槽鋼連接件(2)，第二槽鋼連接件(3);所述的復(fù)合板件(I)的頂端與底端各布置第一槽鋼連接件(2)，且頂端與底端的第一槽鋼連接件(2)槽ロ向外，第二槽鋼連接件(3)槽ロ向內(nèi)布置在復(fù)合板件(I)頂端的第一槽鋼連接件(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪カ墻，其特征在于所述的復(fù)合板件(I)包括兩塊鋼板，硬質(zhì)聚氨酯泡沫層；所述的兩塊鋼板之間布置硬質(zhì)聚氨酯泡沫層；鋼板的板面布置若干螺孔，螺栓穿過螺孔將鋼板與硬質(zhì)聚氨酯泡沫層相互固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪力墻，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域的抗側(cè)力構(gòu)件，適合應(yīng)用于框架—鋼板剪力墻新建工程和鋼框架結(jié)構(gòu)已建工程的加固和震后修復(fù)。復(fù)合板件的頂端與底端各布置第一槽鋼連接件，且頂端與底端的第一槽鋼連接件槽口向外，第二槽鋼連接件槽口向內(nèi)布置在復(fù)合板件頂端的第一槽鋼連接件上。本發(fā)明增強(qiáng)穩(wěn)定性復(fù)合鋼板剪力墻通過兩塊鋼板中夾硬質(zhì)聚氨酯泡沫板的形式，顯著增加板截面的平面外剛度，使得鋼板剪力墻獲得很大的抗剪切屈曲承載力，避免結(jié)構(gòu)在較大水平荷載作用下發(fā)生整體屈曲；同時通過較密的螺栓將鋼板分割成較密的小區(qū)格并與硬質(zhì)聚氨酯泡沫板緊密結(jié)合，防止鋼板發(fā)生局部屈曲。
文檔編號E04B2/56GK102691364SQ201210158699
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者代國忠, 劉衛(wèi)云, 劉平, 周泓, 張智超, 李 東, 李衛(wèi)青, 米旭峰, 駱勇軍, 齊永勝 申請人:河海大學(xué)