[实用新型]一种两边连接侧向加劲不等高开竖缝钢板剪力墙

说明书

技术领域

本实用新型属于结构工程领域，特别涉及一种两边连接开竖缝钢板剪力墙。

背景技术

本世纪初日本学者Toko Hitaka提出了带缝钢板剪力墙概念，通过在钢板上合理的开设竖缝，使墙板在侧向荷载下向一系列受弯墙肢一样工作，改变传统钢板剪力墙以面内剪切变形或屈曲后张力场作用为主的受力状态，使墙板以弯曲变形为主，从而提高了其变形能力和耗能能力。然而这种在钢板上开设竖缝的方式是以牺牲剪力墙刚度和极限承载力为代价的。根据数据表明，目前均匀开缝的钢板剪力墙，当墙板的高宽比较大时，墙板较高宽比较小的墙板更难实现屈曲前屈服。因此本发明提出了一种两边连接侧向加劲不等高开缝钢板剪力墙，其钢板上分布了等间距的竖缝，竖缝按照一定规律由外侧到中心逐渐减小，这样的不等高竖缝给高宽比较大的墙板带来了更大的抗侧刚度和极限承载力，从而使得高宽比加大的墙板更容易实现屈曲前屈服，使之拥有良好的耗能能力。

发明内容

发明目的：本实用新型的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不等高开竖缝钢板剪力墙，从而使得带缝钢板剪力墙的墙板在拥有更优的抗侧刚度和极限承载力的同时，耗能性能也得到相应提高。

技术方案：为了实现发明目的，本实用新型公开了一种两边连接侧向加劲不等高开竖缝钢板剪力墙，由带缝钢板、上边缘框架梁、下边缘框架梁、上端角钢以及下端角钢组成；其特征在于带缝钢板上端与上端角钢连接，钢板下端与下端角钢连接；带缝钢板通过上端角钢和下端角钢分别与上边缘框架梁和下边缘框架梁连接；竖缝等间距地分布于带缝钢板上，并且竖缝的长度自外侧向中心递减。角钢上设有角钢加劲肋。带缝钢板和角钢左侧设有左侧加劲肋，右侧设有右侧加劲肋。左侧加劲肋和右侧加劲肋采用与带缝钢板等厚的钢板或型钢，其钢截面为槽形、工字形或矩形。带缝钢板上的竖缝成等间距分布，竖缝的长度自外侧向中心递减，竖缝的中点位于带缝钢板的横向对称轴上且与其垂直，有且只有一个竖缝过中心点；竖缝的上端点和下端点连接起来为以带缝钢板纵向对称轴的对称折线或者对称圆弧。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，其显著优点在于较传统开缝墙板而言，此墙板拥有更优的抗侧刚度和极限承载力，并且更容易实现屈曲前屈服，实现良好的耗能性能。

附图说明

图1为本实用新型的两边连接不等高开竖缝钢板剪力墙的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为竖缝顶点成对称直线的钢板。

图4为竖缝顶点成对称圆弧的钢板。

图5为左侧加劲肋和带缝钢板的侧视图。

图6为角钢的示意图。

图7为低周往复荷载作用下竖缝递减斜率a=0的剪力墙滞回曲线。

图8为低周往复荷载作用下竖缝递减斜率a=0.4的剪力墙滞回曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1和图2所示，本发明的两边连接侧向加劲不等高开竖缝钢板剪力墙由带缝钢板1、上边缘框架梁3、下边缘框架梁3’、上端角钢4以及下端角钢5组成；带缝钢板1、上边缘框架梁3、下边缘框架梁3’、上端角钢4以及下端角钢5都开设有螺旋栓，如图6所示，在角钢的边角处设有更为密集的螺旋栓，通过高强摩擦型螺栓将上端角钢4和下端角钢5分别与上边缘框架梁3、下边缘框架梁3’连接。同时，上端角钢4和下端角钢5都设置有加劲肋8，使得角钢不容易变形；上端角钢4和下端角钢5还通过螺旋栓分别与带缝钢板1的上端和下端连接。以上框架梁、角钢、带缝钢板重叠的表面采取抛丸处理以形成摩擦面。

带缝钢板的左右侧分别左侧加劲肋2和右侧加劲肋2’，其高度与带缝钢板1的高度相同，并且采用两侧交错间隙焊缝连接的方式将左侧加劲肋2和右侧加劲肋2’分别与带缝钢板1的左侧和右侧相连接；劲肋2采用与带缝钢板等厚钢板或型钢，所述型钢截面为槽形、工字形或矩形。

如图3和图4所示，带缝钢板1上开设有等距且不等高的竖缝。如图3所示，带缝钢板1上的竖缝等间距布置且开缝高度自带缝钢板外侧向钢板中心成等差数列并保证各缝的中心和钢板的横向中心线重合，竖缝的顶部端点的连线为对称折线；如图4所示，带缝钢板1上的竖缝等间距布置且竖缝的顶部端点的连线为对称圆弧。带缝钢板1上的竖缝由激光切割或等离子切割或水切割而成，缝端部采用圆弧过渡以减小应力集中。

为了验证不等高竖缝可以给钢板剪力墙带来更好的性能，进行了有限元分析，主要考察不同的竖缝递减值对性能增益的影响。

为了考察不同的竖缝递减值，,墙板高度取3m、厚度取15mm，缝宽取15mm，边缘加劲肋取265mm宽，缝间墙肢宽度取156.25mm，最长竖缝长度取1000mm。对比图7中低周往复荷载作用下竖缝递减斜率为a=0(均匀缝)的剪力墙滞回曲线和图8中竖缝递减斜率为a=0.4的不等高竖缝剪力墙的滞回曲线，发现滞回曲线越来越饱满，并且表现出更加优越的耗能性能，同时具有更高的初始刚度和跟大的承载力。