[发明专利]分区式防屈曲开孔耗能钢板墙

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑结构的耗能钢板墙，特别是涉及一种建筑结构的分区式防屈曲开孔耗能钢板墙。

背景技术

地震灾害具有突发性和毁灭性，严重威胁着人类生命、财产的安全。世界上每年发生破坏性地震近千次，一次大地震可引起上千亿美元的经济损失，导致几十万人死亡或严重伤残。我国地处世界上两个最活跃的地震带上，是遭受地震灾害最严重的国家之一，地震造成的人员伤亡居世界首位，经济损失也十分巨大。地震中建筑物的大量破坏与倒塌，是造成地震灾害的直接原因。地震发生时，地面振动引起结构的地震反应。对于基础固接于地面的建筑结构物，其反应沿着高度从下到上逐层放大。由于结构物某部位的地震反应(加速度、速度或位移)过大，使主体承重结构严重破坏甚至倒塌；或虽然主体结构未破坏，但建筑饰面、装修或其它非结构配件等毁坏而导致严重损失；或室内昂贵仪器、设备破坏导致严重的损失或次生灾害。为了避免上述灾害的发生，人们必须对结构体系的地震反应进行控制，并消除结构体系的“放大器”作用。

钢板剪力墙结构是20世纪70年代发展起来的一种新型抗侧力结构体系。钢板剪力墙由内嵌钢板、竖向边缘构件(柱) 和水平边缘构件(梁) 构成，其整体受力性能类似于底端嵌固的竖向悬臂梁，其中竖向边缘构件相当于梁翼缘，内嵌钢板相当于梁腹板，水平边缘构件则可以近似等效为横向加劲肋。内嵌钢板可采用无加劲肋和有加劲肋的构造形式。无加劲的钢板剪力墙在强震作用下可以充分利用钢板的屈曲后强度，并具有很好的延性和耗能能力。加劲的钢板剪力墙则能够限制钢板的平面外屈曲，从而提高结构的屈曲承载力，有助于增强结构在风以及小震作用下的抗侧移刚度并方便施工。与传统的钢框架或者钢框架加混凝土剪力墙结构体系相比，钢板剪力墙结构具有厚度薄、自重轻、建造速度快和延性好等优点。已有的研究成果以及工程实例表明，钢板剪力墙是一种非常具有发展潜力的抗侧力体系，尤其适用于高烈度地震设防区的高层建筑以及抗震加固。在过去的几十年中，各国学者对这种结构进行了许多试验与理论方面的研究。这些研究都得到了共同的结论：这种结构弹性初始刚度高、位移延性系数大、滞回性能稳定。

我国关于钢板剪力墙的研究起步较晚，《高层民用建筑钢结构技术规程》附录四关于钢板墙的计算，认为钢板墙结构仅承受水平荷载，以剪切弹性屈曲强度作为钢板墙的设计极限状态，没有考虑在轴向荷载作用下钢板墙屈曲的问题。特别是目前一些耗能钢板墙容易产生屈曲，还有一些耗能钢板墙的塑性分布比较集中，不利于耗能，都需要得到较好的解决。

发明内容

本发明针对上述存在的技术问题，提供一种利用分区式防屈曲开孔耗能钢板墙的耗能作用能够减少建筑结构的地震反应，对建筑结构起到很好的保护作用，并采用内设孔可以有效解决塑性分布集中问题，提高结构的耗能能力的分区式防屈曲开孔耗能钢板墙。

为了实现上述目的本发明解决技术问题的技术方案是：

分区式防屈曲开孔耗能钢板墙，包括：内填钢板、钢板加劲肋以及钢柱和钢梁，内填钢板通过角钢、螺栓固定于钢柱和钢梁内，其内填钢板内呈十字形设置钢板加劲肋；将内填钢板均匀分割成四个矩形区域；各区域均被其中一条对角线分割为两个三角区域，对角线内设为非布置内设孔区域，其它区域内设内设孔，且呈直角三角形分布，内填钢板的整个区域内，两个对角线内设为非布置内设孔区域，两个三角区域的内设孔竖向对齐，每竖向排孔的数量相等。

所述的内设孔为椭圆形，所述的内设孔的长轴为竖直方向布置。

所述的钢板加劲肋通过螺栓、螺母和钢垫板固定在内填钢板上。 

所述的钢柱和钢梁与内填钢板采用螺栓连接。

本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

本发明区式防屈曲开孔耗能钢板墙具有较大的竖向刚度和水平刚度，改善了钢板剪力墙的抗震性能，实现了钢板剪力墙和耗能器合二为一，可广泛应用于钢结构和钢筋混凝土结构的耗能减震。它具有地震作用下承载能力高、抗侧刚度大、耗能能力强等一系列优越的特性。

附图说明

图1是本发明分区式防屈曲开孔耗能钢板墙的结构示意图；

图2是本发明图1的A-A剖视结构示意图；

图中零件：内填钢板1，钢板加劲肋2，内设孔3，钢柱4，钢梁5。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。

实施例1：

如图1、2所示的本发明分区式防屈曲开孔耗能钢板墙，包括：内填钢板1、钢板加劲肋2以及钢柱4和钢梁5，内填钢板1通过角钢、螺栓固定于钢柱4和钢梁5内，根据工程实际确定内填钢板1和钢板加劲肋2的尺寸；分别确定内设椭圆形内设孔3的位置与大小。内填钢板1内呈十字形设置钢板加劲肋2；将内填钢板1均匀分割成四个矩形区域；各区域均被其中一条对角线分割为两个三角区域，对角线内设为非布置椭圆形内设孔3区域，其它区域内设椭圆形内设孔3，且呈直角三角形分布，内设孔3的长轴为竖直方向布置，内填钢板1的整个区域内，两个对角线内设为非布置椭圆形内设孔3区域，两个三角区域的椭圆形内设孔3竖向对齐，每竖向排孔的数量相等。钢板加劲肋2通过螺栓、螺母和钢垫板固定在内填钢板1上。钢柱4和钢梁5与内填钢板1采用螺栓连接。