[发明专利]一种空间桁架约束板式钢板剪力墙

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间桁架约束板式钢板剪力墙，属于结构工程技术领域。

背景技术

随着城市人口增加、经济和建筑技术水平的进步，高层和超高层钢结构在国内的兴起以及大规模建造和使用正不断地向前发展推进，近年来国内各大城市出现了大量的高层建筑。随着建筑楼层的增高，水平荷载（地震和风荷载）逐渐成为了控制结构设计的主导因素。因此，在高层建筑结构的设计中，选择合适的抗侧力体系至关重要。

为了满足结构抗侧力和延性的要求，以防在罕遇地震到来时能抵抗其带来的严重破坏力，在结构中布置钢板剪力墙是一个既能达到抗震要求又合理经济的一种措施。防屈曲钢板剪力墙不仅可以作为结构体系中的重要的抗侧力构件，而且还能够作为一种耗能构件在地震发生时最先进入屈服状态，吸收和耗散地震动输入能量，作为结构的第一道防线，确保主体结构安全。并且在震后可对结构进行修复，更换耗能板件，较少经济损失，避免人员伤亡。随着科学技术的发展，不断有性能优越和制作既经济又方便的剪力墙构件推陈出新。

对于钢板剪力墙中的外部约束构件，由于其具有良好的刚度，为内部耗能构件提供较大的面外刚度，保证了耗能芯板不发生整体屈曲；但是传统的钢板剪力墙不仅造价高、自重大及组装难度较大，而且后期维护比较困难。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种空间桁架约束板式钢板剪力墙，用于改进传统的钢板剪力墙约束方式及各部件之间的连接方式。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种空间桁架约束板式钢板剪力墙，包括内部耗能芯板和外部空间桁架约束板，所述外部空间桁架约束板固定在内部耗能芯板的前后两侧，之间通过连杆连接；在内部耗能芯板同一侧，外部空间桁架约束板为上下两排与内部耗能芯板固定连接，上下两排外部空间桁架约束板之间保留足够的间隙。

所述内部耗能芯板为开斜槽式的钢板，通过调整斜槽间距、斜槽长度、斜槽中间板带宽度以及边缘倒圆角曲率参数，来改变单个墙体的刚度以及承载能力。

所述外部空间桁架约束板为：采用三榀桁架，前后上下弦杆均为横向水平支撑杆。各杆件受力均为单向受拉、压为主。一榀桁架内部每根腹杆应尽量与2至3根平行弦杆相连接以便更好平均耗散内部芯板向外鼓曲传来的侧向力，同一交叉点的几根腹杆另一端宜连接到不同弦杆所组成的平面交叉点上以使整个桁架更加稳定（x-y面，x-z面，y-z面）；交叉点较密集腹杆的位置确定应根据内部耗能芯板侧向鼓曲发生较大的变形区域；整个桁架杆件与杆件采用焊接。桁架约束板通过钢筋穿过焊接在桁架前、后上悬杆上的槽钢的预留通道，以及通过在内部耗能芯板上部的预留孔而连接形成整体结构。

所述内部耗能芯板上的预留孔的形状为椭圆形，以保证钢筋有足够的滑移空间，并根据内部耗能芯板所开斜槽和外部空间桁架约束板的自身重量确定预留孔的位置、大小和个数。

与现有技术相比，本发明具有如下突出的优点：

本发明将传统的外部约束构件设计为空间立体式桁架约束板，分为上下两排布置，且前后两侧桁架约束板通过边缘连杆相连接，不但可以确保内耗能芯板的面外稳定性，而且比传统的外部约束构件构造简单，传力明确，便于设计及加工。

本发明空间桁架约束板代替传统的外部约束构件，提高了其经济效益，减轻钢板墙结构自重，通过钢筋穿过槽钢预留通道连接代替传统的焊接和螺栓连接方式，不仅有利于其工厂化批量生产，加快施工进度，而且为钢板剪力墙的日常维护与检修提供了很大的便利。

附图说明

图1为本发明一种空间桁架约束板式钢板剪力墙立体示意图。

图2为本发明内部耗能芯板示意图。

图3为本发明空间立体式桁架（仅桁架本身）示意图。

图4为本发明钢板墙外部空间立体式桁架约束板整体示意图。

图5为本发明一种空间桁架约束板式钢板剪力墙平面示意图。

图6为本发明一种空间桁架约束板式钢板剪力墙俯视图。

图7为本发明一种空间桁架约束板式钢板剪力墙左视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，一种空间桁架约束板式钢板剪力墙，包括内部耗能芯板和外部空间桁架约束板，其特征在于：所述外部空间桁架约束板固定在内部耗能芯板的前后两侧，之间通过连杆连接；在内部耗能芯板同一侧，外部空间桁架约束板为上下两排与内部耗能芯板固定连接，上下两排外部空间桁架约束板之间保留足够的间隙。