[发明专利]两边连接的内置开竖缝钢板的双波形钢板剪力墙

说明书

本发明属于结构工程领域，提供两边连接的内置开竖缝钢板的双波形钢板剪力墙，由开竖缝钢板，覆盖在开竖缝钢板两侧的梯形波折钢板以及与组合后的内嵌钢板相连的边缘框架组成。梯形波折钢板与开竖缝钢板在波谷/波峰位置处通过高强螺栓进行可靠连接，组合后的内嵌钢板与预先设置在边缘框架上的对称角钢进行焊接。通过改变开竖缝钢板和波形钢板的截面参数，能够调节剪力墙的抗侧刚度和强度；同时采用两边连接有助于门窗洞口的设置以及结构的整体稳定性。本发明作为一种新型的抗侧力和耗能构件，可广泛适用于多高层建筑中，具有一定的实用价值和推广意义。

技术领域

本发明涉及一种新型耗能、防屈曲、轻质高强的两边连接的内置开竖缝耗能钢板的双波形钢板剪力墙，主要作为模块化钢结构的模块单元中的抗侧和耗能构件使用，属于结构工程技术领域。

背景技术

目前工程抗震研究的热点之一：如何减轻地震后建筑结构主要承力构件、非结构构件的不可恢复性的损伤，使结构在地震后能够迅速修复并能正常使用。在结构中设置耗能构件可以有效地耗散地震的输入能，使结构的变形主要集中在耗能构件中。

开竖缝钢板是在钢板剪力墙的中部开等间距竖缝，将原本整块的平钢板划分为若干个长条形的板带，从而打断传统钢板剪力墙受剪时的斜向拉力带，使得每个板条均以受弯柱的受力状态进行承载。因此，竖缝钢板剪力墙将钢板剪力墙的剪切变形转化为弯曲变形，提升了钢板的延性性能。竖缝钢板剪力墙虽然能够有限解决传统钢板剪力墙滞回曲线“捏拢”的现象，但是其面外变形显著，而且由于破坏了传统钢板剪力墙在屈曲后较为稳定的拉力带承载力，竖向开缝钢板剪力墙的极限承载力大幅衰减。

采用在竖向开缝钢板的两侧覆盖波形钢板的措施，可以在一定程度上约束竖向开缝钢板的面外变形，延缓钢板屈曲；同时波形钢板对扣形成的闭合截面可以为整个钢板剪力墙体系提供更高的抗侧能力，因此可以弥补竖向开缝钢板剪力墙极限承载力低的缺陷。由于波形钢板的厚度较薄，在水平剪力作用下，两块对扣波形钢板的螺栓连接位置处容易出现钢板撕裂的现象，因此在其内设置竖向开缝钢板也可以起到对连接位置进行加强的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耗能性能稳定、轻质高强、设计参数可控、可应用于模块化钢结构模块单元的两边连接的内置开竖缝钢板的双波形钢板剪力墙。

本发明的技术方案：

两边连接的内置开竖缝钢板的双波形钢板剪力墙，主要由内置开竖缝钢板，开竖缝钢板两侧的梯形波折钢板以及边缘框架三部分组成；所述内置开竖缝钢板可根据实际情况和设计需要开设不同宽度，不同形式的竖缝，四周通过焊缝与两侧的波形钢边缘进行连接；所述波形钢板采用梯形波折形式，在两块波形钢板的波谷位置处通过高强螺栓与内嵌开竖缝钢板进行连接形成完整的内嵌钢板体系；所述边缘框架由上边缘框架梁、下边缘框架梁、左边缘自带边柱和右边缘自带边柱共同组成。

在上述两边连接的内置开竖缝钢板的双波形钢板剪力墙中，所述开竖缝钢板为竖向开有通透缝的钢板。

在上述两边连接的内置开竖缝钢板的双波形钢板剪力墙中，所述竖向开缝平钢板与两侧的波形钢板铆接与波谷波峰位置处，在其边缘位置处，与波形钢板边缘进行焊缝连接形成完整的内嵌钢板体系。

在上述两边连接的内置开竖缝钢板的双波形钢板剪力墙中，所述完整的内嵌钢板体系直接插入到边缘框架周边预先设置的对称角钢中，并与对称角钢通过焊缝进行可靠连接。

在上述两边连接的内置开竖缝钢板的双波形钢板剪力墙中，所述对称角钢是通过螺栓与上下边缘框架柱以及左右自带边柱进行相连，对称角钢也可以在一定程度上限制剪力墙的面外位移。

在上述两边连接的内置开竖缝钢板的双波形钢板剪力墙中，通过改变竖向开缝的宽度、布置形式以及梯形波折钢板的截面形状参数波谷段宽度，波峰段宽度，波幅，倾斜段倾角，钢板厚度等，可以设计不同的剪力墙强度和刚度，进而实现不同的屈服荷载及其对应的屈服位移，实现参数可控的设计。