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CN111042385A - 一种拼装式双层钢板组合剪力墙 - Google Patents

一种拼装式双层钢板组合剪力墙 Download PDF

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姜子钦
申存杰
康轶涛
李祥源
周宝儒
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Beijing University of Technology
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Beijing University of Technology
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Abstract

本发明涉及一种拼装式双层钢板组合剪力墙，属于结构工程领域。基于提高剪力墙弹性剪切屈曲荷载以及其抗剪承载力的理念，在双层钢板剪力墙中创新性引入了箱形件及工字形件，工字形件与箱形件之间不用焊接，不用螺栓，完全以拼装的方式连接在一起，依靠各构件之间的相互作用提供约束力，对外侧钢板起到明显拉结作用，有效提升了外侧钢板弹性剪切屈曲荷载以及其抗剪承载力；此外，墙体内填混凝土，提高了钢板组合剪力墙的受压和受剪承载力，并能约束外侧钢板的屈曲变形；同时，外侧钢板为内填混凝土提供了侧向约束，使其处于双向受压状态，提高了混凝土的抗压能力，减缓了混凝土裂缝的开展。

Description

一种拼装式双层钢板组合剪力墙
技术领域
本专利涉及一种拼装式双层钢板组合剪力墙，属于结构工程领域。
背景技术
随着我国社会的不断进步，我国钢产量已经稳居世界第一，建筑行业用钢也得到了飞速发展。钢结构建筑已经成为我国建筑的重要组成部分，成为钢框架-剪力墙(核心筒)结构体系由于自身优势突出，越来越多的被使用到高层建筑当中，剪力墙作为该体系的重要构件，可以采用混凝土剪力墙、钢板剪力墙等，随着时代发展和科学进步，对钢板剪力墙的探究得到了极大重视。钢板剪力墙体系作为一种抗风、抗震性能优良的结构体系一直是一种研究热门的结构形式，在高层建筑结构中有很好的应用。它以较大的初始抗侧刚度，较高的屈曲后抗剪承载力、良好的耗能能力与延性等优点，为多高层钢结构提供了一种良好的抗侧力结构体系选择。许多工程应用表明，采用钢框架-钢板剪力墙的高层建筑具有施工周期短、抗风抗震性能好的优势，是具有良好发展前景的高层建筑抗侧力结构体系，也是对旧有建筑，特别是对高烈度地震区的建筑进行抗震加固的理想选择，并将会越来越多地应用于工程结构中。
由于剪力墙整体面积较大，在竖向荷载及水平荷载的作用下，容易发生整体的屈曲，失去承载能力；此外，在双层钢板剪力墙中，两个钢板之间的连接方式有栓钉连接，缀板连接，对拉螺栓连接，但这些方式均没有使两块钢板之间实现有效的连接，在承受竖向荷载及水平荷载过程中，极容易导致两个钢板及其与混凝土之间的连接失效，是墙体丧失承载力。
为克服上述问题，本专利基于提高剪力墙弹性剪切屈曲荷载以及其抗剪承载力的理念，提出了一种拼装式双层钢板组合剪力墙。通过工字形件和箱形件拉结两块外侧钢板，可以限制钢板向外侧方向的屈曲变形，在它们形成的腔体中灌混凝土，可以限制钢板向内侧方向的屈曲变形，工字形件与箱形件之间不用焊接，不用螺栓，完全以拼装的方式连接在一起，依靠各构件之间的相互作用提供约束力，整个墙体的安装更加快速，布置方式更为灵活、施工便捷且质量容易保证。
发明内容
本发明提出的一种拼装式双层钢板组合剪力墙，属于结构工程领域。通过工字形件和箱形件的拉结作用，限制外侧钢板向外方向的屈曲变形，通过内填混凝土，限制外侧钢板向内侧方向的屈曲变形，提高墙体的整体承载力。
为实现上述目的，本发明采用如下技术手段：
该组合剪力墙包括外侧钢板一、外侧钢板二、若干个箱形件、同等数量的工字形件及内填混凝土；将工字形件焊接在外侧钢板一上，将箱形件焊接在外侧钢板二上，然后将工形件和箱形件以插入式的方式拼装起来，在外侧钢板和工形件与箱形件围成的腔体中浇筑混凝土形成此拼装式双层钢板组合剪力墙。
本专利的优点主要表现在以下几个方面：
1、在双层钢板剪力墙中，内部两层钢板之间的连接一直是较难解决的问题，本专利通过分别在两个钢板上焊接箱形件和工字形件，一方面，有效保证了内部和边缘部分连接方式一致，在受力过程中不会出现由于连接的薄弱区导致的局部墙体破坏；另一方面，由于两个外侧钢板都焊接有连接件，它们之间通过连接件之间的机械咬合力进行连接，而不需要额外的焊接或螺栓连接。
2、外侧钢板和内部的箱形件及工字形件相互作用，提高了墙体的整体承载力。一方面，在承受压力或承受剪力的过程中，两个外侧钢板容易发生单波屈曲失稳，通过箱形件和工字形件拉结两个外侧钢板，可以限制钢板向外侧的鼓曲变形。另一方面，箱形件和工字形件也可以充当核心受力构件，外侧钢板起到连接各连接件的作用，组成多重受弯抗侧力构件，达到类似在墙体中埋钢骨的效果，提高墙体的抗侧承载力和抗压承载力。
3、一体化浇筑的混凝土能提高钢板组合剪力墙的受压和受剪承载力，并能约束外侧钢板的屈曲变形；同时，外侧钢板为内填混凝土提供了侧向约束，使其处于双向受压状态，提高了混凝土的抗压能力，减缓了混凝土裂缝的开展。双侧钢板可以作为混凝土的模板，省去了支模的程序，加快了施工工期，由于混凝土被钢板约束住，即使被压碎也不会有掉落的危险。
4、本专利在施工过程中有很大一部分工作可以在工厂内完成，极大的缩短了施工工期，有效的避免了现场施工中可能出现的失误，同时还减轻了施工现场的环境污染。
附图说明
图1为一种拼装式双层钢板组合剪力墙的俯视图；
图2为一种拼装式双层钢板组合剪力墙的三维图；
图3为一种拼装式双层钢板组合剪力墙的拆分图；
图4为一种拼装式双层钢板组合剪力墙的墙体形状示意图。
具体实施方式
下面结合附图，详细说明本专利的实施方式。
如图1～3所示，一种拼装式双层钢板组合剪力墙
包括以下构件。
1——外侧钢板一；
2——外侧钢板二；
3——箱形件；
4——工字形件；
5——混凝土。
如图1～3所示，一种拼装式双层钢板组合剪力墙，其特征在于：该组合剪力墙包括外侧钢板一(1)、外侧钢板二(2)、若干个箱形件(3)、同等数量的工字形件(4)及内填混凝土(5)；将工字形件(4)焊接在外侧钢板一(1)上，将箱形件(3)焊接在外侧钢板二(2)上，然后将箱形件(3)和工字形件(4)以插入式的方式拼装起来，在外侧钢板和工形件与箱形件围成的腔体中浇筑混凝土(5)形成拼装式双层钢板组合剪力墙。
如图4所示，所述的墙体形状具体为一字形组合剪力墙、L形组合剪力墙、T形组合剪力墙、Z形组合剪力墙或十字形组合剪力墙。

Claims (4)

1.一种拼装式双层钢板组合剪力墙，其特征在于：该组合剪力墙包括外侧钢板一、外侧钢板二、若干个箱形件、同等数量的工字形件及内填混凝土；将工字形件焊接在外侧钢板一上，将箱形件焊接在外侧钢板二上，然后将工形件和箱形件以插入式的方式拼装起来，在外侧钢板和工字形件与箱形件围成的腔体中浇筑混凝土形成此拼装式双层钢板组合剪力墙。
2.根据权利要求1所述的一种拼装式双层钢板组合剪力墙，其特征在于：外侧钢板一和外侧钢板二尺寸大小相同，沿外侧钢板一水平方向每隔一段距离将工字形件的一侧翼缘与其焊接，箱形件焊接在外侧钢板二上的位置要与工字形件在外侧钢板一上的位置相对应。
3.根据权利要求1所述的一种拼装式双层钢板组合剪力墙，其特征在于：箱形件为开口形的，其开口的大小比工字形件腹板的厚度大3-5mm，以保证工字形件能顺利插入到箱形件中。
4.根据权利要求1所述的一种拼装式双层钢板组合剪力墙，其特征在于：所述的墙体形状具体为一字形组合剪力墙、L形组合剪力墙、T形组合剪力墙、Z形组合剪力墙或十字形组合剪力墙。
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