CN105178476A - 钢圆筒内加强钢板耗能墙 - Google Patents
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Abstract
一种钢圆筒内加强钢板耗能墙，包括钢梁、钢柱、耗能钢板、内加强钢圆筒，两块耗能钢板中间均匀布置内加强钢圆筒，耗能钢板与内加强钢圆筒通过约束螺栓固定，耗能钢板与钢梁、钢柱通过固定螺栓、外角板和内垫板连接固定。本发明与现有技术相比具有如下优点及有益效果：本发明具有较大的水平刚度和竖向刚度，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，解决了一般耗能墙容易屈曲的问题，可广泛用于钢结构及钢筋混凝土结构的抗震耗能。且便于批量生产和现场拼装，可用于装配式结构的抗震耗能。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秀特性，是一种优越的抗震构件。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑结构耗能钢板墙，特别是涉及一种建筑结构的钢圆筒内加强钢板耗能墙。
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）、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于横向加劲肋。内嵌钢板可采用无加劲肋和有加劲肋的构造形式。无加劲肋的钢板剪力墙在强震作用下能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。已有的研究成果和工程实例表明，钢板剪力墙是一种非常具有发展潜力的抗侧力结构体系，尤其适用于高烈度地震设防区的高层建筑及抗震加固。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。
目前研究开发的耗能钢板墙有中国专利号200810034557.1公开了一种名称为“高层竖向剪切耗能钢板墙结构体系”发明专利。
然而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，这些都需要得到较好地解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢圆筒内加强钢板耗能墙，有效解决耗能钢板屈曲问题，提高结构耗能能力。利用钢圆筒内加强钢板耗能墙能减少建筑结构的地震反应，有效保护建筑结构。
为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：包括钢梁、钢柱、耗能钢板、内加强钢圆筒，两块耗能钢板中间均匀布置内加强钢圆筒，耗能钢板与内加强钢圆筒通过约束螺栓固定，耗能钢板与钢梁、钢柱通过固定螺栓、外角板和内垫板连接固定。
所述的耗能钢板与内加强钢圆筒接触面间设有硬质橡胶无粘结层，且厚度为3mm。
所述的约束螺栓中心设置有孔，孔位与内加强钢圆筒围成圆形的形心重合，钢圆筒数量与位置视耗能钢板尺寸而定。
所述的内衬板设置在外角板内侧，外角板通过固定螺栓将耗能钢板、钢梁和钢柱连接固定。
本发明与现有技术相比具有如下优点及有益效果：本发明具有较大的水平刚度和竖向刚度，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，解决了一般耗能墙容易屈曲的问题，可广泛用于钢结构及钢筋混凝土结构的抗震耗能。且便于批量生产和现场拼装，可用于装配式结构的抗震耗能。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秀特性，是一种优越的抗震构件。
附图说明
图1为本发明钢圆筒内加强钢板耗能墙的平面示意图；
图2为本发明1-1剖面示意图；
图中，1为钢梁；2为钢柱；3为固定螺栓；4为耗能钢板；5为内加强钢圆筒；6为约束螺栓；7为外角板；8为内垫板；9为3mm厚硬质橡胶无粘结层。
具体实施方式
下面结合技术方案和参照附图对本发明进行详细说明。
本发明提出的钢圆筒内加强钢板耗能墙如图1，图2所示。
整个装置由钢梁1、钢柱2、耗能钢板4、内加强钢圆筒5、外角板7、内垫板8、硬质橡胶无粘结层9组成。
首先根据工程实际情况确定耗能钢板4尺寸及内加强钢圆筒5的布置方式与数量即约束螺栓6的螺孔位置和数量。根据耗能钢板4尺寸和内加强钢圆筒5高度确定内垫板8与外角板7尺寸。采用约束螺栓6将两片耗能钢板4和一定数量的内加强钢圆筒5及硬质橡胶无粘结层9连接，再用固定螺栓3、外角板7、内垫板8将耗能钢板4与钢梁1、钢柱2连接。
Claims (4)
1.一种钢圆筒内加强钢板耗能墙，包括钢梁（1）、钢柱（2）、耗能钢板（4）、内加强钢圆筒（5），其特征在于：两块耗能钢板（4）中间均匀布置内加强钢圆筒（5），耗能钢板（4）与内加强钢圆筒（5）通过约束螺栓（6）固定，耗能钢板（4）与钢梁（1）、钢柱（2）通过固定螺栓（3）、外角板（7）和内垫板（8）连接固定。
2.根据权利要求1所述的钢圆筒内加强钢板耗能墙，其特征在于：耗能钢板（4）与内加强钢圆筒接触面间设有硬质橡胶无粘结层（9），且厚度为3mm。
3.根据权利要求1所述的钢圆筒内加强钢板耗能墙，其特征在于：所述的约束螺栓（6）中心设置有孔，孔位与内加强钢圆筒（5）围成圆形的形心重合，钢圆筒数量与位置视耗能钢板尺寸而定。
4.根据权利要求1所述的钢圆筒内加强钢板耗能墙，其特征在于：所述的内衬板（8）设置在外角板内侧，外角板通过固定螺栓（3）将耗能钢板（4）、钢梁（1）和钢柱（2）连接固定。
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