專利名稱：一種用于高烈度地震區(qū)的波紋板剪力墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于高烈度地震區(qū)的波紋板剪力墻。
背景技術(shù)：
中國專利申請200910082194.3公開了 “一種波浪鋼板剪力墻”，該波浪鋼板剪力墻由波浪鋼板、過渡魚尾板與邊緣構(gòu)件組成，其中，邊緣構(gòu)件梁柱與過渡魚尾板通過焊接連接，波浪鋼板與過渡魚尾板之間焊接連接，由此形成與梁柱四邊焊接的波紋鋼板剪力墻。雖然該波浪鋼板剪力墻對傳統(tǒng)平鋼板剪力墻進行了改進，發(fā)揮了波浪鋼板的優(yōu)點，提高了剪力墻結(jié)構(gòu)的抗剪和抗疲勞性能，但是該方案存在的主要問題是:一是波浪鋼板對自身的初始變形等缺陷很敏感，將降低其承載能力；二是對現(xiàn)有波浪腹板工形構(gòu)件的試驗結(jié)果表明，波浪板與翼緣處實施焊接，其焊縫容易發(fā)生撕裂破壞；三是波浪鋼板與梁柱之間分別需要進行兩次焊接，現(xiàn)場焊接工作量巨大，在邊緣連接部位容易造成應(yīng)力集中，必然導(dǎo)致反復(fù)荷載作用下整體結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能變差，在邊緣連接部位形成薄弱部位，大大影響剪力墻結(jié)構(gòu)的耗能能力；四是四邊連接的鋼板剪力墻需要梁柱為其提供可靠的錨固，當內(nèi)填鋼板強度充分發(fā)揮時，將導(dǎo)致柱翼緣發(fā)生很明顯的屈曲，而柱子作為建筑的豎向承重構(gòu)件，如果發(fā)生破壞將導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的倒塌。如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，已成為當今建筑結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域中亟待解決的關(guān)鍵難題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種用于高烈度地震區(qū)的波紋板剪力墻，本發(fā)明可與梁連接形成開縫波紋板剪力墻，其性能優(yōu)越、應(yīng)用廣泛，可滿足我國高烈度地震區(qū)多高層建筑的抗震要求。根據(jù)本發(fā)明提出的一種用于高烈度地震區(qū)的波紋板剪力墻，包括左柱、右柱、上梁、下梁、波紋板；其中左柱與上梁、右柱與下梁各兩兩相連，組成框架結(jié)構(gòu)，其特征在于波紋板在該框架結(jié)構(gòu)內(nèi)橫向設(shè)置，即波紋板的波紋線邊緣沿著該框架結(jié)構(gòu)豎向設(shè)置；波紋板的上下兩端通過焊接連接魚尾板，波紋板的左右兩側(cè)通過焊接連接支撐板；波紋板的中部設(shè)置有至少I條橫縫，橫縫的長度小于波紋板的寬度；上梁和下梁分別通過焊接連接魚尾板座和板座支撐，板座支撐位于魚尾板座的兩側(cè)；魚尾板與魚尾板座通過摩擦型高強度螺栓連接，支撐板通過摩擦型高強度螺栓與板座支撐連接。本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案是:波紋板的中部設(shè)置有I條或幾條橫縫；支撐板的長度小于波紋板的高度，板座支撐的長度大于魚尾板座的高度；支撐板的寬度小于上梁或下梁的寬度；魚尾板座的厚度和魚尾板的厚度均大于波紋板的厚度；板座支撐的厚度大于支撐板的厚度；波紋板左右兩側(cè)的支撐板之間的距離小于魚尾板兩側(cè)板座支撐之間的距離。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比其顯著效果在于:一是延性好。由于在波紋板中設(shè)置有橫縫，使得波紋板墻能夠通過內(nèi)部鋼板的充分塑性變形而耗能，從而比現(xiàn)有四邊連接的波浪鋼板墻具有更加穩(wěn)定的滯回耗能性能。二是通過適配橫縫的數(shù)量，能夠調(diào)節(jié)波紋板的高寬t匕，從而可調(diào)節(jié)開縫波紋板墻的延性和抗側(cè)剛度。三是通過將波紋板橫向設(shè)置，克服了波紋板無法承擔由于整體結(jié)構(gòu)豎向變形所產(chǎn)生的附加壓力的不足，有效地解決了主體結(jié)構(gòu)的豎向變形對鋼板墻受力性能的不利影響，能夠承擔比一般鋼板墻大得多的抗側(cè)力。四是在波紋板左右兩側(cè)的支撐板，作為波紋板的平面外支撐，顯著降小了波紋板的平面外變形，提高了承載能力。五是因波紋板墻只與梁相連，所以只對梁產(chǎn)生附加彎矩，不會導(dǎo)致柱的屈曲，容易保證塑性鉸出現(xiàn)在梁端，符合“強柱弱梁”的抗震設(shè)計理念，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中邊緣柱未能發(fā)揮其應(yīng)有的承載作用的問題，并且加強了受力性能和抗疲勞性能。六是魚尾板與魚尾板座通過摩擦型高強度螺栓連接，可以避免梁與波紋板之間焊接撕裂的不足。七是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證了部件焊接可在施工場地之外實現(xiàn)，現(xiàn)場施工時只需用摩擦型高強度螺栓連接即可，從而大大地減少了現(xiàn)場施工的工作量，加快了施工進程，避免了可能造成的工期延誤的不足。本發(fā)明可取代平鋼板剪力墻及四邊焊接的波浪鋼板剪力墻，本發(fā)明廣泛用于多高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)中，特別適用于對于延性和抗側(cè)剛度要求均較高的高烈度地震區(qū)的多高層建筑。


圖1是本發(fā)明提出的一種用于高烈度地震區(qū)的波紋板剪力墻的示意圖。圖2是本發(fā)明提出的梁與兩邊連接波紋板剪力墻的剖面圖。圖3是本發(fā)明提出的波紋板邊緣豎向支撐板示意圖。圖4是本發(fā)明提出的波紋板的截面示意圖。圖5是本發(fā)明的波紋板剪力墻與現(xiàn)有四邊連接波浪鋼板剪力墻的剪力-側(cè)向位移曲線。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。結(jié)合圖1，本發(fā)明提出的一種用于高烈度地震區(qū)的波紋板剪力墻，包括左柱(I)、上梁(2)、波紋板(3)、右柱(4)、下梁(5)、魚尾板座(6)、摩擦型高強度螺栓(7)、支撐板(9)、板座支撐(10)和魚尾板(12)，其中:左柱(I)與上梁(2)、右柱(4)與下梁(5)各兩兩相連，組成框架結(jié)構(gòu)，波紋板(3)在該框架結(jié)構(gòu)內(nèi)橫向設(shè)置，即波紋板(3)的波浪線邊緣沿著該框架結(jié)構(gòu)豎向設(shè)置；波紋板(3)的上下兩端通過焊接連接魚尾板(12)，波紋板(3)的左右兩側(cè)通過焊接連接支撐板(9 );上梁(2 )和下梁(5 )分別通過焊接連接魚尾板座(6 )和板座支撐(10),板座支撐(10)位于魚尾板座(6)的兩側(cè)；魚尾板(12)與魚尾板座(6)通過摩擦型高強度螺栓(7)連接，支撐板(9)通過摩擦型高強度螺栓(7)與板座支撐(10)連接。本發(fā)明的具體制作與裝配方法是:根據(jù)建筑布局以及結(jié)構(gòu)承載力的要求，確定本發(fā)明的波紋板剪力墻的具體尺寸，根據(jù)其側(cè)向承載力以及延性要求預(yù)先在波紋板(3)的中部設(shè)置I條或幾條橫縫(8)，每條橫縫(8)的長度小于波紋板(3)的寬度，結(jié)合圖4，波紋板的形狀為波凸形見圖4-1、波齒形見圖4-2、波浪形見圖4-3或波折形見圖4-4，波紋板(3)、支撐板(9)和魚尾板(12)預(yù)先在施工現(xiàn)場外的加工廠焊接，支撐板(9)的長度小于波紋板
(3)的高度，板座支撐(10)的長度大于魚尾板座(6)的高度；魚尾板座(6)厚度和魚尾板
(12)厚度均大于波紋板(3)厚度；如圖2所示，梁上預(yù)先焊接好板座支撐(10)和魚尾板座
(6)，并按設(shè)計要求在魚尾板(12)、魚尾板座(6)和支撐板(9)上開設(shè)摩擦型高強度螺栓孔洞(11)，板座支撐(10)上開設(shè)摩擦型高強度螺栓孔洞(11)，并與摩擦型高強度螺栓(7)連接；支撐板(9)的寬度小于上梁(2)或下梁(5)的寬度；板座支撐(10)厚度大于支撐板(9)厚度；波紋板(3)左右兩側(cè)的支撐板(9)之間的距離小于所述的魚尾板(6)兩側(cè)板座支撐
(10)之間的距離；現(xiàn)場施工時，如圖3所示，魚尾板(12)與魚尾板座(6)通過摩擦型高強度螺栓(7 )連接，支撐板(9 )與板座支撐(10 )通過摩擦型高強度螺栓(7 )連接。為進一步說明本發(fā)明的優(yōu)越性能，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的實施例對比如下:
對比墻1，現(xiàn)有的四邊焊接的波浪鋼板剪力墻:波浪鋼板和梁柱都采用Q235鋼，波浪
鋼板剪力墻跨度為3.8m，高度為3.3m，厚度為16mm ;梁柱均為焊接工字鋼，梁截面尺寸為300X300X12X16 mm，柱截面尺寸為 350 X 350 X 16 X 16 mm。對比墻2，本發(fā)明的波紋板剪力墻:波紋板(3)及左柱(I)、上梁(2)、波紋板(3)、右柱(4)和下梁(5)都采用Q235鋼，波紋板(3 )剪力墻跨度為3.7m (波紋板剪力墻兩端與柱之間各留縫0.05米)，高度為3.3 m，厚度為16mm (對比墻2中的波紋板截面尺寸與對比墻I中的波浪鋼板截面尺寸相同)；各梁柱均為焊接工字鋼，梁截面尺寸為300 X 300 X 12 X 16mm，柱截面尺寸為350 X 350 X 16 X 16 mm,豎向支撐鋼板的寬度為300mm,厚度為16mm,在波紋板剪力墻中間設(shè)置I條橫縫(8)，橫縫(8)尺寸:長度為760mm、高度為20mm。對比墻3，本發(fā)明的波紋板剪力墻:波紋板(3)及左柱(I)、上梁(2)、波紋板(3)、右柱(4)和下梁(5)都采用Q235鋼，波紋板剪力墻跨度為3.7m (波紋板剪力墻兩端與柱之間各留縫0.05米)，高度為3.3 m，厚度為2mm(對比墻3中的波紋板截面尺寸與對比墻I中的波浪鋼板截面尺寸相同);各梁柱均為焊接工字鋼，梁截面尺寸為300 X 300 X 12 X 16 mm，柱截面尺寸為350X350X16X16 mm，豎向支撐鋼板的寬度為300mm，厚度為10mm，在波紋板剪力墻中間設(shè)置I條橫縫(8)，橫縫(8)長度為760mm，高度為20mm。對比墻4，本發(fā)明的波紋板剪力墻，波紋板(3 )及左柱(I)、上梁(2 )、波紋板(3 )、右柱(4)和下梁(5)都采用Q235鋼，波紋板剪力墻跨度為3.7m (波紋板剪力墻兩端與柱之間各留縫0.05米)，高度為3.3 m，厚度為12mm (對比墻4中波紋板截面尺寸與對比墻I中的波浪鋼板截面尺寸相同);各梁柱均為焊接工字鋼，梁截面尺寸為300 X 300 X 12 X 16 mm，柱截面尺寸為350X350X16X16 mm，豎向支撐鋼板的寬度為300mm，厚度為30mm，在波紋板剪力墻中間設(shè)置3條橫縫(8)，每條橫縫(8)長度為380mm，高度為2mm。圖5是本發(fā)明的波紋板剪力墻與現(xiàn)有四邊連接波紋板剪力墻的力-位移曲線。從圖5中可以看出，當對比墻2的波紋板和對比墻I的波浪鋼板取同樣厚度時，對比墻2的承載能力為對比墻I的3.5倍，對比墻2中框架的最大側(cè)向變形為對比墻I中框架的0.1倍，本發(fā)明的波紋板剪力墻大大提高了在地震作用下的承載力。從圖5中還可以看出，當對比墻3和對比墻I取同樣的承載能力，但是對比墻3中的波紋板(3)厚度只為對比墻I的1/8，同樣承載力下對比墻3中框架的最大側(cè)向變形為對比墻I中框架的1/4，本發(fā)明的波紋板剪力墻大大減小了框架在地震作用下的變形，保證了框架的安全。同時，為增加本發(fā)明的波紋板剪力墻的延性，在對比墻4中增加橫縫(8)的數(shù)量，從圖5中還可以看出，當對比墻4中增加橫縫(8)數(shù)量時，雖然與對比墻I或?qū)Ρ葔?的承載能力相當，但對比墻4的延性大大提高，因此，可根據(jù)實際結(jié)構(gòu)的承載力和延性的雙重要求來確定橫縫(8)的數(shù)量和大小。本發(fā)明經(jīng)反復(fù)試驗驗證，具有抗震性能好、抗側(cè)能力高、延性高和抗疲勞性能好等諸多優(yōu)越性能，且制作簡單、施工效率高，是十分理想的抗側(cè)力構(gòu)件。以上實施例僅為說明本發(fā)明的開縫波紋鋼板剪力墻的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在本技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何等同變化或等效的改動，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于高烈度地震區(qū)的波紋板剪力墻，包括左柱(I)、右柱(4)、上梁(2)、下梁(5)、波紋板(3)，其中:左柱(I)與上梁(2)、右柱(4)與下梁(5)各兩兩相連，組成框架結(jié)構(gòu)，其特征在于波紋板(3)在該框架結(jié)構(gòu)內(nèi)橫向設(shè)置，即波紋板(3)的波紋線邊緣沿著該框架結(jié)構(gòu)豎向設(shè)置；波紋板(3)的上下兩端通過焊接連接魚尾板(12)，波紋板(3)的左右兩側(cè)通過焊接連接支撐板(9);波紋板(3)的中部設(shè)置有至少I條橫縫(8)，橫縫(8)的長度小于波紋板(3)的寬度；上梁(2)和下梁(5)分別通過焊接連接魚尾板座(6)和板座支撐(10)，板座支撐(10)位于魚尾板座(6)的兩側(cè)；魚尾板(12)與魚尾板座(6)通過摩擦型高強度螺栓(7)連接，支撐板(9)通過摩擦型高強度螺栓(7)與板座支撐(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波紋板剪力墻構(gòu)件，其特征在于波紋板(3)的中部設(shè)置有I條或幾條橫縫(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波紋板剪力墻構(gòu)件，其特征在于支撐板(9)的長度小于波紋板(3)的高度，板座支撐(10)的長度大于魚尾板座(6)的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的波紋板剪力墻構(gòu)件，其特征在于支撐板(9)的寬度小于上梁(2)或下梁(5)的寬度。
5.根據(jù)權(quán)利 要求1或3所述的波紋板剪力墻構(gòu)件，其特征在于魚尾板座(6)的厚度和魚尾板(12)的厚度均大于波紋板(3)的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的波紋板剪力墻構(gòu)件，其特征在于板座支撐(10)的厚度大于支撐板(9)的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波紋板剪力墻構(gòu)件，其特征在于波紋板(3)左右兩側(cè)的支撐板(9)之間的距離小于魚尾板(12)兩側(cè)板座支撐(10)之間的距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于高烈度地震區(qū)的波紋板剪力墻，包括左柱、右柱、上梁、下梁、波紋板；其中左柱與上梁、右柱與下梁各兩兩相連，組成框架結(jié)構(gòu)，其特征在于波紋板在該框架結(jié)構(gòu)內(nèi)橫向設(shè)置，即波紋板的波紋線邊緣沿著該框架結(jié)構(gòu)豎向設(shè)置；波紋板的上下兩端通過焊接連接魚尾板，波紋板的左右兩側(cè)通過焊接連接支撐板；波紋板的中部設(shè)置有至少1條橫縫，橫縫的長度小于波紋板的寬度；上梁和下梁分別通過焊接連接魚尾板座和板座支撐，板座支撐位于魚尾板座的兩側(cè)；魚尾板與魚尾板座通過摩擦型高強度螺栓連接，支撐板通過摩擦型高強度螺栓與板座支撐連接。本發(fā)明可與梁連接形成開縫波紋板剪力墻，其性能優(yōu)越，滿足我國高烈度地震區(qū)多高層建筑的抗震要求。
文檔編號E04B2/56GK103216025SQ20131011219
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者韋芳芳, 廖學坤, 瞿麗華, 吳歡, 趙海波 申請人:河海大學