一种钢板剪力墙的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种钢板剪力墙，包括上边缘框架梁、下边缘框架梁、第一框架柱、第二框架柱、开洞钢板、上端角钢和下端角钢，所述边缘框架梁、下边缘框架梁、第一框架柱、第二框架柱组成框架结构，开洞钢板、上端角钢和下端角钢设在框架结构内，开洞钢板的上端与上端角钢、上边缘框架梁顺次连接，开洞钢板的下端与下端角钢、下边缘框架梁顺次连接。本发明钢板剪力墙具有良好的抗震性能、延性和耗能性能，能实现钢板开孔区域全截面的屈服，能提高钢板的利用率，且能有效抑制缝端部的应力集中现象，是一种优越的耗能构件。
【专利说明】一种钢板剪力墙
【技术领域】
[0001]本发明属于结构工程领域，特别涉及一种两边连接侧向加劲开菱形洞钢板剪力
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【背景技术】
[0002]自本世纪初开竖缝钢板剪力墙作为一种新型抗侧力构件被提出后，已在日本等高烈度抗震设防国家广泛的应用，近年来开缝钢板剪力墙在我国也开始得到应用。此类抗侧力构件具有良好的延性及耗能能力，且具有便于施工、布置灵活、大震后维修更换工作便利等优点，使之成为一种性能优越的抗震耗能组件，应用前景广泛。然而在研究过程中发现，传统开竖缝钢板剪力墙在工作中，只有缝间墙肢两端区域形成塑性铰，钢板的大部分区域依然处于弹性阶段，虽然其具有较好的耗能能力，但钢板利用率不高且即便缝端采用圆弧过渡应力集中显现也较明显，因此本发明提出一种两边连接侧向加劲开菱形洞钢板剪力墙，此类抗侧力构件经过合理设计可以更实现钢板剪力墙洞间墙肢的全截面屈服，提高了钢板利用率增加了其经济性并且能有效抑制缝端部应力集中现象。
【发明内容】
[0003]发明目的:本发明目的是针对现有技术的不足而提供一种两边连接侧向加劲开菱形洞钢板剪力墙，以实现钢板洞间墙肢全截面的屈服，抑制缝端应力集中，在保证良好的耗能能力的前提下，提高钢板的利用率，增加构件的经济性。
[0004]技术方案:为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现:
一种钢板剪力墙，包括上边缘框架梁、下边缘框架梁、第一框架柱、第二框架柱、开洞钢板、上端角钢和下端角钢，所述边缘框架梁、下边缘框架梁、第一框架柱、第二框架柱组成框架结构，开洞钢板、上端角钢和下端角钢设在框架结构内，开洞钢板的上端与上端角钢、上边缘框架梁顺次连接，开洞钢板的下端与下端角钢、下边缘框架梁顺次连接。
[0005]所述开洞钢板的两侧均设有第一加劲肋，能增大开洞钢板的极限承载力。
[0006]上述第一加劲肋与钢板的连接，采用交错焊接的方式。
[0007]优选，所述第一加劲肋与开洞钢板厚度相等.。
[0008]优选，所述第一加劲肋截面为槽型、工字型或矩型。
[0009]所述开洞钢板上等距离设有菱形洞，能减小应力集中。
[0010]上述菱形洞可以是单层或多层，开洞钢板上的菱形洞采用激光切割或等离子切割或水切割，并在菱形洞的四个角上都采用圆弧过渡。
[0011]所述上端角钢和下端角钢左右两侧均设有盖板，能减少角钢面外变形。
[0012]所述上端角钢和下端角钢上均设有第二加劲肋，能减少角钢面外变形。
[0013]优选，所述第二加劲肋为等间距设置。
[0014]上述上边缘框架梁、下边缘框架梁、开洞钢板、上端角钢和下端角钢，连接部分的接触面均采用抛丸处理以形成摩擦面，连接处开设的螺栓孔较中部更加密集以减少钢板滑移。
[0015]工作原理:本发明钢板剪力墙是一种用于多高层建筑钢结构的新型抗侧力构件，在传统开缝钢板剪力墙相近的抗侧刚度和耗能性能的前提下，实现开洞区域钢板的全截面屈服，有效抑制孔洞端部应力集中现象，从而提高了钢板的利用率和经济性。
[0016]有益效果:本发明钢板剪力墙具有良好的抗震性能、延性和耗能性能，能实现钢板开孔区域全截面的屈服，能提高钢板的利用率，且能有效抑制缝端部的应力集中现象，是一种优越的耗能构件。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为两边连接侧向加劲开菱形洞钢板剪力墙的结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为开洞钢板的大样图；
图4为两侧加劲焊缝布置图；
图5为钢板两端连接角钢大样图；
图6为计算模型Mises应力云图；
图中:1为开洞钢板、2为第一加劲肋、3为菱形洞、4为上边缘框架梁、4’为下边缘框架梁、5为第一框架柱、5’为第二框架柱、6为上端角钢、6’为下端角钢、7为螺栓孔、8为盖板、9为第二加劲肋。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述:
如图1-5所示的钢板剪力墙，包括上边缘框架梁4、下边缘框架梁4’、第一框架柱5、第二框架柱5’、开洞钢板1、上端角钢6和下端角钢6’，上边缘框架梁4、下边缘框架梁4’、第一框架柱5、第二框架柱5’组成框架结构，开洞钢板1、上端角钢6和下端角钢6’设在框架结构内，开洞钢板I的上端与上端角钢6、上边缘框架梁5’顺次连接，开洞钢板I的下端与下端角钢6’、下边缘框架梁4’顺次连接。
[0019]开洞钢板1、上边缘框架梁4和下边缘框架梁4’及上端角钢6和下端角钢6’上都开设有螺栓孔7，上边缘框架梁4和上端角钢6、上端角钢6和开洞钢板I上端均为螺栓连接；下边缘框架梁4’和下端角钢6’、下端角钢6’和开洞钢板I下端均为螺栓连接。上边缘框架梁4、下边缘框架梁4’、开洞钢板1、上端角钢6和下端角钢6’，连接部分的接触面均采用抛丸处理以形成摩擦面，连接处开设的螺栓孔7较中部更加密集以减少开洞钢板I滑移。
[0020]上端角钢6和下端角钢6’上均设有等间距设置的第二加劲肋9，上端角钢6和下端角钢6’两端设有与第一加劲肋2等厚的盖板8，以防止上端角钢6和下端角钢6’面外变形。
[0021]开洞钢板I左右两侧均设有第一加劲肋2，沿开洞钢板I通高布置，并且采用两侧交错间隙焊缝将第一加劲肋2与开洞钢板I连接。左右两个第一加劲肋2均为与开洞钢板I同厚的钢板，第一加劲肋2截面为槽型。[0022]钢板I上开设有等距离的菱形洞3，菱形洞3为单层，钢板I上的菱形洞3采用激光切割，并在菱形洞3的四个角上都采用圆弧过渡。
[0023]为验证发明的效果，对传统开缝钢板剪力墙和开菱形洞钢板剪力墙进行有限元分析，从图6中可以看出开设菱形缝使得缝端区域应力分布区域均衡减小了应力集中。
[0024]实施例2
与实施例1基本相同，所不同的是左右两个第一加劲肋2截面为工字型，钢板I上的菱形洞3采用等离子切割，菱形洞3为多层。
[0025]实施例3
与实施例1基本相同，所不同的是左右两个第一加劲肋2截面为矩形型钢，开洞钢板I上的菱形洞3采用水切割。
[0026]本发明中涉及的未说明部分与现有技术相同。
【权利要求】
1.一种钢板剪力墙，其特征在于:包括上边缘框架梁(4)、下边缘框架梁(4’)、第一框架柱(5)、第二框架柱(5’)、开洞钢板(I)、上端角钢(6)和下端角钢(6’)，所述边缘框架梁(4)、下边缘框架梁(4’)、第一框架柱(5)、第二框架柱(5，)组成框架结构，开洞钢板(I)、上端角钢(6)和下端角钢(6’ )设在框架结构内，开洞钢板(I)的上端与上端角钢(6)、上边缘框架梁(4)顺次连接，开洞钢板(I)的下端与下端角钢(6’)、下边缘框架梁(4’)顺次连接。
2.如权利要求1所述的钢板剪力墙，其特征在于:所述开洞钢板(I)的两侧均设有第一加劲肋(2)。
3.如权利要求3所述的钢板剪力墙，其特征在于:所述第一加劲肋(2)为与开洞钢板(I)等厚钢板，第一加劲肋(2)截面为槽型、工字型或矩型型钢。
4.如权利要求1-3任意一项所述的钢板剪力墙，其特征在于:所述开洞钢板(I)上等距离设有菱形洞(3)。
5.如权利要求4所述的钢板剪力墙，其特征在于:所述菱形洞(3)四个角均采用圆弧过渡。
6.如权利要求1-3任意一项所述的钢板剪力墙，其特征在于:所述上端角钢(6)和下端角钢(6’ )左右两侧均设有盖板(8)。
7.如权利要求6所述的钢板剪力墙，其特征在于:所述上端角钢(6)和下端角钢(6’)上均设有第二加劲肋(9)。
8.如权利要求7所述的钢板剪力墙，其特征在于:所述第二加劲肋(9)为等间距设置。
【文档编号】E04B2/58GK103615057SQ201310580050
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】陆金钰, 唐屹, 蒋建强, 舒赣平, 杜曙光, 王恒华, 贺东成 申请人:东南大学