[发明专利]一种冷弯厚壁型钢框架-屈曲约束开缝钢板剪力墙体系

说明书

本发明涉及一种冷弯厚壁型钢框架‑屈曲约束开缝钢板剪力墙体系，属结构工程技术领域。该体系使用的构件与材料包括内凹钢管混凝土柱、卷边翼缘、凹凸腹板、开缝钢板墙、鱼尾板、卷边帽形冷弯薄壁型钢、保温隔热材料、装饰面板、高强螺栓、对拉螺栓、自攻螺钉、加劲肋。所述的高强螺栓用于连接鱼尾板和开缝钢板墙；所述的卷边帽形冷弯薄壁型钢用对拉螺栓固定于开缝钢板墙两侧；所述的保温隔热材料填充于开缝钢板墙和装饰面板之间。本发明可以有效避免柱先于剪力墙破坏和防止钢板墙的过早屈曲，提高承载力且有良好的耗能能力，同时具有保温、隔热隔音、防渗、装饰等建筑功能，实现结构建筑功能一体化，并可采用工业化施工，在装配式建筑中前景广阔。

技术领域

本发明涉及结构工程领域，特别涉及工业化装配式结构领域。

背景技术

钢板剪力墙结构是一种以内嵌钢板和边缘梁柱构件为基本结构单元的新型抗侧力体系，钢板墙的整体受力特性类似于底端固接的竖向悬臂组合梁:竖向边缘构件相当于翼缘，内嵌钢板相当于腹板，水平边缘构件则可近似等效为加劲肋。

钢板剪力墙结构具有用钢量省、良好的延性和塑性性能、稳定的滞回特性、易于实现多道抗震防线、自重轻、制作施工快速等诸多优点，克服了各种传统钢结构多高层抗侧结构体系的缺点，同时实验和理论分析表明，钢板剪力墙结构是目前最有效经济的抗侧力结构。

国内外试验研究发现薄钢板剪力墙结构也存在不足，试验滞回曲线存在明显的“捏缩”现象，墙板屈曲荷载较低，耗能能力不强，屈曲变形时伴有明显噪音和震颤，同时边框构件在附加弯矩作用下易于提早发生破坏，因此需要对钢板墙进行屈曲约束以及采取措施防止边框构件的提早破坏。传统的约束方法中采用两侧钢筋混凝土板约束会增加结构自重；采用焊接型钢加劲肋会造成焊接残余应力，出现应力集中，削弱结构性能；传统防止边框构件的提早破坏的方法是增大边框构件的尺寸，但会增加自重，挤占建筑使用面积，经济性差。

本发明提出一种冷弯厚壁型钢框架-屈曲约束开缝钢板剪力墙体系。钢板开缝可以有效降低钢板平面内刚度，在遭遇地震等大侧力作用时确保钢板先于边缘梁柱破坏，具有优良的耗能能力；新型H型钢梁凹凸型腹板增加平面外刚度，防止腹板平面外失稳，翼缘卷边可以有效防止其局部屈曲，可以有效节省钢材和提高整体结构稳定性以及承载能力；开缝钢板墙两侧采用卷边帽形冷弯薄壁型钢对其屈曲进行约束，用螺栓穿过开缝钢板墙的缝隙进行连接，充分发挥卷边帽形冷弯薄壁型钢良好的抗弯性能来对开缝钢板进行屈曲约束，有效抑制开缝钢板墙的屈曲，提高其承载力和耗能能力，同时具有节省钢材，自重轻，现场施工方便快速的特点；采用自攻螺钉将装饰面板固定于卷边帽形冷弯薄壁型钢上，中间填充保温隔热材料，实现建筑功能与结构功能的一体化，同时具有良好的保温、隔热隔音、防渗、装饰等功能。本发明很好地解决了传统钢板剪力墙存在的弊端，构造巧妙，优势巨大，具有广阔的工程应用前景。

发明内容

为解决传统钢板剪力墙边框构件提早破坏的缺点，本发明采用对钢板进行开缝，有效降低钢板平面内刚度，确保钢板墙先于边框构件破坏，具有优良的耗能能力；为解决传统钢板剪力墙屈曲约束构造存在的弊端，本发明采用在钢板两侧通过对拉螺栓连接固定卷边帽形冷弯薄壁型钢的方式，有效地预防了钢板的过早屈曲，同时具有优越的力学性能和施工便捷的特点；同时本发明具有良好的保温、隔热隔音、防渗、装饰等建筑功能，实现结构功能与建筑功能的一体化，可在实际工程中广泛应用。

本发明的技术方案如下：