一種剪力墻及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種剪力墻及其生產(chǎn)方法,所述剪力墻包括第一金屬板、第二金屬板及設(shè)置在所述第一金屬板和第二金屬板之間的芯材,所述第一金屬板、第二金屬板的外側(cè)與金屬框架連接使兩者之間形成空腔,所述芯材填充進(jìn)所述空腔中形成剪力墻。本發(fā)明的剪力墻通過設(shè)置高分子材料芯材與金屬板結(jié)合,使得剪力墻具備良好的延性性能,并有效地提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載能力,從而增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抵抗屈曲破壞的能力。相比于鋼-混凝土組合剪力墻,本發(fā)明的剪力墻結(jié)構(gòu)自重較輕,且省去了復(fù)雜的連接措施,大大降低了施工的難度。
【專利說明】一種剪力墻及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土木建筑工程領(lǐng)域,尤其涉及一種剪力墻及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,在土木工程的高層或超高層鋼結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)中,常常設(shè)置剪力墻承擔(dān)結(jié)構(gòu)的水平荷載。作為高層結(jié)構(gòu)中的重要抗側(cè)力構(gòu)件,在風(fēng)或小震下剪力墻應(yīng)具有較大的強(qiáng)度與剛度,而強(qiáng)震作用時(shí)則應(yīng)先于主框架進(jìn)入塑性狀態(tài),從而提高結(jié)構(gòu)阻尼,消耗地震能量。以剪力墻組成的材料劃分,主要分為鋼筋混凝土剪力墻、鋼板剪力墻以及由鋼板與鋼筋混凝土板共同構(gòu)成的組合剪力墻。
[0003]其中,鋼板剪力墻的結(jié)構(gòu)體系具有良好的延性和優(yōu)越的耗能能力,具有相對(duì)較大的初始剛度,可以有效限制結(jié)構(gòu)的水平側(cè)移。此外,鋼板剪力墻可以通過工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)安裝等工業(yè)化程序,提高施工速度與效率,節(jié)省施工費(fèi)用,是一種有效、經(jīng)濟(jì)的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。但是,由于采用的鋼板剪力墻厚度較薄,在地震中易過早發(fā)生面外失穩(wěn)導(dǎo)致承載能力明顯下降,在往復(fù)荷載作用下的耗能滯回環(huán)“捏縮”嚴(yán)重,若采用厚度較大的鋼板又不夠經(jīng)濟(jì)。因此,在實(shí)際工程中使用時(shí)往往通過在其兩側(cè)設(shè)置加勁肋的方式限制鋼板的面外屈曲,現(xiàn)多數(shù)采用條形鋼板沿縱向和橫向直接焊接于鋼板剪力墻兩側(cè)形成加勁網(wǎng)格,限制鋼板的面外屈曲,但會(huì)使鋼板剪力墻的成本顯著增加,同時(shí)加大了施工工期與難度。
[0004]為了提高鋼板剪力墻抗震性能,減輕鋼板屈曲帶來的結(jié)構(gòu)整體耗能能力下降過快的問題,鋼板和鋼筋混凝土兩種材料共同構(gòu)成的組合剪力墻受到關(guān)注。其中,混凝土主要采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑,通過在鋼板上焊接栓釘或螺栓與鋼板可靠連接,使得混凝土與鋼板共同受力與變形,發(fā)揮混凝土有效的約束鋼板屈曲。根據(jù)混凝土板與鋼板間的位置不同,可分為鋼板外包混凝土組合剪力墻和鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻。
[0005]但是,由于現(xiàn)有的組合剪力墻為實(shí)現(xiàn)鋼板與混凝土的可靠連接,必須在鋼板上設(shè)置抗剪栓釘或螺栓,以保證鋼板與混凝土連接,增加了施工難度與結(jié)構(gòu)造價(jià),而且一旦經(jīng)受地震后,結(jié)構(gòu)的修復(fù)難度大,造價(jià)高。
[0006]因此,現(xiàn)有的剪力墻技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種剪力墻及其生產(chǎn)方法,旨在解決現(xiàn)有的目前高層或超高層鋼結(jié)構(gòu)用剪力墻耗能能力不足、施工難度大或成本較高的問題。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種剪力墻,其中,所述剪力墻包括第一金屬板、第二金屬板及設(shè)置在所述第一金屬板和第二金屬板之間的芯材,所述第一金屬板、第二金屬板的外側(cè)與金屬框架連接使兩者之間形成空腔,所述芯材填充進(jìn)所述空腔中形成剪力墻。
[0009]所述的剪力墻,其中,所述芯材的厚度大于2mm。[0010]所述的剪力墻,其中,所述芯材為高分子聚合物彈性體,所述芯材填充前為液體狀態(tài),填充后固化。
[0011]所述的剪力墻,其中,所述高分子聚合物彈性體由聚氨酯組成。
[0012]所述的剪力墻,其中,所述第一金屬板或第二金屬板上設(shè)置有至少一個(gè)用于所述芯材灌注的灌注口,當(dāng)所述芯材通過所述灌注口填充進(jìn)所述空腔后,設(shè)置密封板密封所述
灌注口。
[0013]所述的剪力墻,其中,所述第一金屬板或第二金屬板上還設(shè)置有至少一個(gè)排氣口,當(dāng)所述芯材通過所述灌注口填充進(jìn)所述空腔后,通過所述密封板密封所述排氣口。
[0014]所述的剪力墻,其中,所述第一金屬板與所述第二金屬板對(duì)應(yīng)所述空腔的一面進(jìn)行設(shè)置粗糙度的表面處理,其中,所述表面粗糙度達(dá)到Sa2.5級(jí)。
[0015]所述的剪力墻,其中,所述金屬框架由金屬梁和金屬柱連接而成,所述金屬梁為H型框架梁,所述金屬柱為H型框架柱。
[0016]一種如上所述的剪力墻的生產(chǎn)方法,其中,所述方法包括以下步驟:
A、在所述第一金屬板或第二金屬板表面開設(shè)所述灌注孔和排氣孔,并對(duì)兩金屬板對(duì)應(yīng)所述芯材的一面進(jìn)行設(shè)置粗糙度的表面處理;
B、將所述第一金屬板和第二金屬板通過焊接與所述金屬框架連接形成所述空腔,將所述芯材通過所述灌注孔填充到所述空腔中;
C、使用所述密封板對(duì)填充完所述芯材的灌注孔進(jìn)行密封,所述芯材固化后得到該剪力墻成品。
[0017]有益效果:本發(fā)明提供一種剪力墻及其生產(chǎn)方法。通過設(shè)置高分子材料芯材與金屬板結(jié)合,使得剪力墻具備良好的延性性能,并有效地提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載能力,從而增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抵抗屈曲破壞的能力。相比于鋼-混凝土組合剪力墻,本發(fā)明的剪力墻結(jié)構(gòu)自重較輕,且省去了復(fù)雜的連接措施,大大降低了施工的難度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例中的剪力墻的正視圖。
[0019]圖2為圖1中剪力墻在A-A位置的截面圖。
[0020]圖3為圖1中剪力墻在B-B位置的截面圖。
[0021]圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例中的剪力墻的密封板密封灌注孔的示意圖。
[0022]圖5為本發(fā)明剪力墻的生產(chǎn)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明提供一種剪力墻及其生產(chǎn)方法。,為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確,以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
[0024]如圖1、圖2和圖3所示的一種剪力墻,其中,所述剪力墻包括第一金屬板1、第二金屬板2及設(shè)置在所述第一金屬板I和第二金屬板2之間的芯材3,所述第一金屬板1、第二金屬板2的外側(cè)與金屬框架連接使兩者之間形成空腔,所述芯材3填充進(jìn)所述空腔中形成組合剪力墻。[0025]較佳實(shí)施例中,所述第一金屬板和第二金屬板米用鋼板。所述第一金屬板和第二金屬板的厚度相同,且厚度大于1mm。
[0026]較佳實(shí)施例中,所述芯材為高分子聚合物彈性體,進(jìn)一步的,所述高分子聚合物彈性體由高分子材料組成,該選用的高分子材料需具備良好的抗壓、抗拉、抗剪切能力及良好的延性,針對(duì)上述篩選條件,所述芯材優(yōu)先聚氨酯。聚氨酯成分組成的芯材與鋼板之間有良好的粘結(jié)性能所述芯材填充前為液體狀態(tài),填充后固化。從而將第一金屬板和第二金屬板粘結(jié)為一個(gè)整體,并使剪力墻具備良好的抗壓、抗拉及抗剪切能力。為滿足剪力墻的性能要求,較佳實(shí)施例匯中,所述芯材的厚度大于2_。該厚度以上的芯材能夠?yàn)榧袅μ峁┳銐虻目箟骸⒖估涂辜羟辛Α?br>
[0027]較佳實(shí)施例中的芯材材料聚氨酯是由多元醇組分和異氰酸酯組分在環(huán)境溫度為20攝氏度的情況下,按照一定比例(較佳比例為1:1)充分混合反應(yīng)后固化而成。固化后形成高強(qiáng)度嵌段聚合彈性體材料。本發(fā)明剪力墻中的聚氨酯材料的性能最低限值如表1所
[0028]表1聚氨酯材料性能最低限值
【權(quán)利要求】
1.一種剪力墻,其特征在于,所述剪力墻包括第一金屬板、第二金屬板及設(shè)置在所述第一金屬板和第二金屬板之間的芯材,所述第一金屬板、第二金屬板的外側(cè)與金屬框架連接使兩者之間形成空腔,所述芯材填充進(jìn)所述空腔中形成剪力墻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪力墻,其特征在于,所述芯材的厚度大于2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪力墻,其特征在于,所述芯材為高分子聚合物彈性體,所述芯材填充前為液體狀態(tài),填充后固化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的剪力墻,其特征在于,所述高分子聚合物彈性體由聚氨酯組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪力墻,其特征在于,所述第一金屬板或第二金屬板上設(shè)置有至少一個(gè)用于所述芯材灌注的灌注口,當(dāng)所述芯材通過所述灌注口填充進(jìn)所述空腔后,設(shè)置密封板密封所述灌注口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的剪力墻,其特征在于,所述第一金屬板或第二金屬板上還設(shè)置有至少一個(gè)排氣口,當(dāng)所述芯材通過所述灌注口填充進(jìn)所述空腔后,通過所述密封板密封所述排氣口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪力墻,其特征在于,所述第一金屬板與所述第二金屬板對(duì)應(yīng)所述空腔的一面進(jìn)行設(shè)置粗糙度的表面處理,其中,所述表面粗糙度達(dá)到Sa2.5級(jí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪力墻,其特征在于,所述金屬框架由金屬梁和金屬柱連接而成,所述金屬梁為H型框架梁,所述金屬柱為H型框架柱。
9.一種如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的剪力墻的生產(chǎn)方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟: A、在所述第一金屬板或第二金屬板表面開設(shè)所述灌注孔和排氣孔,并對(duì)兩金屬板對(duì)應(yīng)所述芯材的一面進(jìn)行設(shè)置粗糙度的表面處理; B、將所述第一金屬板和第二金屬板通過焊接與所述金屬框架連接形成所述空腔,將所述芯材通過所述灌注孔填充到所述空腔中; C、使用所述密封板對(duì)填充完所述芯材的灌注孔進(jìn)行密封,所述芯材固化后得到該剪力墻成品。
【文檔編號(hào)】E04B2/58GK103726591SQ201410029069
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】米旭明, 邢峰, 韓寧旭, 齊永勝, 米旭峰 申請(qǐng)人:深圳大學(xué)