一种多层、高层钢结构抗侧力体系及承载力计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑领域，具体地讲，涉及一种多层、高层钢结构抗侧力体系及承载力 计算方法。
【背景技术】
[0002] 钢框架_钢板剪力墙是一种优良抗侧力体系，在美国、欧洲等西方国家得到广泛 的研宄与应用，目前该结构不断应用在我国高烈度设防地震区。钢框架-钢板剪力墙与钢 框架-钢筋混凝土剪力墙相比具有良好的延性和耗能能力，克服了钢框架-钢筋混凝土剪 力墙在地震作用下墙体易发生开裂导致结构延性降低的缺点。但是由于钢板剪力墙易发生 面外屈曲，在设计中不得不加厚钢板或采用加肋钢板，提高了其经济成本。
【发明内容】
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[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种多层、高层钢结构抗侧力体系及承载力计算 方法，提高结构的承载力、延性和耗能能力，承载力计算方法可以比较精确的估计结构的承 载力。
[0004] 本发明采用如下技术方案实现发明目的：
[0005] -种多层、高层钢结构抗侧力体系，包括内填钢板，其特征是：所述内填钢板的两 侧设置有至少一层外敷碳-玻混杂纤维层，所述内填钢板固定在钢框架上。
[0006] 作为对本技术方案的进一步限定，所述内填钢板的两侧全敷碳-玻混杂纤维层。
[0007] 作为对本技术方案的进一步限定，所述内填钢板的两侧对角线方向敷设碳-玻混 杂纤维层。
[0008] 作为对本技术方案的进一步限定，所述钢框架由框架梁和框架柱组成，所述框架 梁通过端板和节点螺栓固定在所述框架柱上。
[0009] 作为对本技术方案的进一步限定，所述内填钢板通过鱼尾板与所述框架梁和框架 柱螺栓连接或者焊接连接。
[0010] 作为对本技术方案的进一步限定，所述内填钢板通过工程用胶与碳-玻混杂纤维 层粘结连接。
[0011] 作为对本技术方案的进一步限定，内填钢板采用高延性钢材。
[0012] 一种多层、高层钢结构承载力计算方法，其特征是：包括如下步骤：
【主权项】
1. 一种多层、高层钢结构抗侧力体系，包括内填钢板，其特征是：所述内填钢板的两侧 设置有至少一层外敷碳-玻混杂纤维层，所述内填钢板固定在钢框架上。
2. 根据权利要求1所述的多层、高层钢结构抗侧力体系，其特征是：所述内填钢板的两 侧全敷碳-玻混杂纤维层。
3. 根据权利要求1所述的多层、高层钢结构抗侧力体系，其特征是：所述内填钢板的两 侧对角线方向敷设碳-玻混杂纤维层。
4. 根据权利要求1所述的多层、高层钢结构抗侧力体系，其特征是：所述钢框架由框架 梁和框架柱组成，所述框架梁通过端板和节点螺栓固定在所述框架柱上。
5. 根据权利要求4所述的多层、高层钢结构抗侧力体系，其特征是：所述内填钢板通过 鱼尾板与所述框架梁和框架柱螺栓连接或者焊接连接。
6. 根据权利要求1-5之一所述的多层、高层钢结构抗侧力体系，其特征是：所述内填钢 板通过工程用胶与碳-玻混杂纤维层粘结连接。
7. 根据权利要求1-5之一所述的多层、高层钢结构抗侧力体系，其特征是：内填钢板采 用尚延性钢材。
8. -种多层、高层钢结构承载力计算方法，其特征是：包括如下步骤： (1) 外力P
式中Θ为层间位移角，即层间水平侧移与层高度的比值，η为楼层的层数，匕为楼层各 层层尚； (2) 内力做功Win包括节点和柱脚，节点为框架梁和框架柱的连接区域；柱脚为框架柱 与建筑基础的连接区域，转动做功W 1以及斜向拉杆做功W2，其中W1= (2ηΜ」+2Μ。）Θ，
式中％为节点塑性弯矩，Μ。为修正轴力影响后柱脚塑性弯矩，Θ为层间位移角，n为结 构层数，IiS初始拉杆长度，即受力前斜向拉杆的长度，fy为复合钢板屈服强度，拉杆截面 积A s= 0. 055t，t为复合钢板厚度； (3) 根据虚功原理，由Win= Wrai得到侧向荷载力P为：
式中Θ为层间位移角，η为结构层数，Ii为初始拉杆长度，fy为复合钢板屈服强度，拉 杆截面积As= 0. 055t，t为内填钢板厚度，为节点塑性弯矩，取梁端全截面塑性弯矩的 50%，M。为修正轴力影响后的柱脚塑性弯矩，考虑轴力的影响对柱脚塑性弯矩进行修正： N/Ny< 0· 13, Mc= Mp， N/Ny>0. 13, Mc= I. 15(l-N/Ny)Mp； 式中，N为柱脚轴力，Mp、&分别为柱脚进入全截面塑性状态后的弯矩和轴力。
【专利摘要】本发明提供一种多层、高层钢结构抗侧力体系及承载力计算方法，包括内填钢板，其特征是：所述内填钢板的两侧设置有至少一层外敷碳-玻混杂纤维层，所述内填钢板固定在钢框架上。本发明通过在传统的钢框架-钢板剪力墙的钢板两侧外敷碳-玻混杂纤维，可以有效地增强内填钢板，提高结构的承载力、延性和耗能能力，成为一种新型多层、高层钢结构抗侧力体系。该新型结构体系采用较薄钢板依然可以满足结构抗震耗能的要求，经济性较好，具有广阔的市场前景。
【IPC分类】E04G23-02, E04B2-58, E04B1-98
【公开号】CN104727570
【申请号】CN201510163390
【发明人】林晨, 彭晓彤
【申请人】山东工艺美术学院
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月8日