一種夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻及制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻及制作方法。剪力墻包括兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板、多根鋼制芯管、保溫隔熱芯材和細(xì)石砂漿；兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板沿垂直方向平行設(shè)置；多根鋼制芯管沿垂直方向間隔設(shè)置在兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板之間，并且外表面前后部位分別與兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板相連接，部分或全部鋼制芯管的內(nèi)部澆筑有細(xì)石砂漿；保溫隔熱芯材填充在低屈服點(diǎn)薄鋼板和鋼制芯管之間的空間中。本發(fā)明效果：相比于普通鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)，采用本夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)可以顯著提高結(jié)構(gòu)的彈性強(qiáng)度和剛度，提高結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)的使用范圍，同時(shí)結(jié)構(gòu)的延性性能顯著提高。本夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻制作及施工方便，施工成本低，可實(shí)現(xiàn)工廠預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)安裝。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于土木建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻及制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種新型抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。傳統(tǒng)的鋼板剪力墻通常由內(nèi)嵌鋼板和豎向邊緣構(gòu)件及水平邊緣構(gòu)件組成，其受力特性與底端固定的豎向懸臂鋼梁相似:豎向約束構(gòu)件類(lèi)似于鋼梁的翼緣，內(nèi)嵌鋼板相當(dāng)于鋼梁的腹板，水平約束構(gòu)件相當(dāng)于鋼梁的橫向加勁肋。近40年的研究表明，鋼板剪力墻作為主要的水平抗側(cè)力構(gòu)件具有較大的彈性初始剛度、大變形能力和良好的塑性耗能能力等特點(diǎn)，非常適合應(yīng)用于高烈度地震區(qū)的高層建筑中。到目前為止，采用鋼板剪力墻作為主要抗側(cè)力體系的建筑結(jié)構(gòu)已經(jīng)有上百座，如2010年I月建成封頂?shù)奶旖蚪蛩床捎昧虽摪寮袅Y(jié)構(gòu)體系。同時(shí)，鋼板剪力墻還經(jīng)歷過(guò)實(shí)際地震考驗(yàn)并表現(xiàn)出良好的抗震性能，在1995年日本發(fā)生的阪神大地震中，129.4m高35層的神戶(hù)市政大廳(KobeCityHall)在地震中表現(xiàn)良好，建筑未出現(xiàn)任何明顯的結(jié)構(gòu)破壞，僅在26層處發(fā)生了加勁鋼板墻的局部屈曲，結(jié)構(gòu)屋頂處正北和正西方向的水平側(cè)移只有225mm和35mm，位移角僅為1.74%。和0.27%。。此外，鋼板剪力墻符合當(dāng)前裝配式房屋設(shè)計(jì)特點(diǎn)，可以工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，施工速度快、費(fèi)用低。但是，由于鋼板剪力墻上的內(nèi)嵌鋼板往往很薄，鋼板跨厚比可達(dá)1000以上，因此地震中易于發(fā)生平面外失穩(wěn)屈曲，結(jié)構(gòu)彈性承載力不夠，在常遇地震作用下內(nèi)嵌鋼板即可能發(fā)生屈曲變形，從而影響結(jié)構(gòu)的正常使用，而若采用較厚的鋼板又不經(jīng)濟(jì)。另外，加勁鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)又存在施工繁瑣和成本高的問(wèn)題。
[0003]針對(duì)上述問(wèn)題，當(dāng)前已有的改進(jìn)措施包括采用鋼板和混凝土兩種材料制作的鋼板混凝土剪力墻。根據(jù)鋼板和混凝土板之間位置的不同，可以分為鋼板外包混凝土組合剪力墻和鋼板內(nèi)填混凝土組合剪力墻，但這種組合剪力墻都需要鋼板與混凝土板可靠連接，鋼板上間隔一定距離滿(mǎn)布設(shè)置抗剪栓釘，這將大大增大結(jié)構(gòu)施工難度和結(jié)構(gòu)造價(jià)，并且地震后混凝土板可能發(fā)生剪碎，在后續(xù)的地震下該結(jié)構(gòu)將退化成普通鋼板剪力墻，因此，現(xiàn)有的鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)還有待進(jìn)一步改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻及制作方法。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻包括兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板、多根鋼制芯管、保溫隔熱芯材和細(xì)石砂漿;其中兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板沿垂直方向平行設(shè)置；多根鋼制芯管沿垂直方向間隔設(shè)置在兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板之間，并且外表面前后部位分別與兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板相連接，部分或全部鋼制芯管的內(nèi)部澆筑有細(xì)石砂漿;保溫隔熱芯材填充在低屈服點(diǎn)薄鋼板和鋼制芯管之間的空間中。
[0006]所述的低屈服點(diǎn)薄鋼板采用低屈服點(diǎn)鋼材制成，其厚度按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承載力和變形能力確定。
[0007]所述的鋼制芯管采用中等屈服強(qiáng)度鋼材制成，截面為圓形、橢圓形、方形或者矩形，鋼制芯管與低屈服點(diǎn)薄鋼板之間通過(guò)焊接或者環(huán)氧樹(shù)脂粘接方式連接;相鄰鋼制芯管之間的間距根據(jù)門(mén)窗洞口、管線(xiàn)洞口和設(shè)計(jì)承載力確定，外徑或邊長(zhǎng)以及壁厚按照設(shè)計(jì)承載力和變形能力確定。
[0008]所述的保溫隔熱芯材采用聚苯板材，采用粘合劑粘接或細(xì)實(shí)砂漿涂刷方式與低屈服點(diǎn)薄鋼板及鋼制芯管連接。
[0009]本發(fā)明提供的夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻的制作方法是在鋼制芯管中澆筑細(xì)石砂漿;將保溫隔熱芯材填充在兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板和鋼制芯管之間，并采用粘合劑粘接或細(xì)實(shí)砂漿涂刷方式與低屈服點(diǎn)薄鋼板和鋼制芯管連接;鋼制芯管和低屈服點(diǎn)薄鋼板之間通過(guò)焊接或環(huán)氧樹(shù)脂粘接方式連接。
[0010]本發(fā)明提供的夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻及制作方法具有如下有益效果:
[0011]1、相比于普通鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)，采用本夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)可以顯著提高結(jié)構(gòu)的彈性強(qiáng)度和剛度，提高結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)的使用范圍，同時(shí)結(jié)構(gòu)的延性性能顯者提尚。
[0012]2、低屈服點(diǎn)薄鋼板采用低屈服點(diǎn)鋼材、鋼制芯管采用中等屈服強(qiáng)度鋼材、鋼梁、鋼柱采用較高屈服點(diǎn)鋼材，通過(guò)合理設(shè)計(jì)鋼梁、鋼柱截面尺寸、低屈服點(diǎn)薄鋼板厚度、鋼制芯管間距和鋼制芯管截面尺寸，在地震作用下低屈服點(diǎn)薄鋼板、鋼制芯管、鋼梁和鋼柱依次發(fā)生屈服，因此結(jié)構(gòu)存在三道抗震防線(xiàn)。
[0013]3、與普通加勁鋼板剪力墻相比，本夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻制作及施工方便，施工成本低，可實(shí)現(xiàn)工廠預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)安裝。
[0014]4、與混凝土組合剪力墻相比，本夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)自重輕，具有保溫隔熱隔聲性能，同時(shí)可以方便水暖電等管線(xiàn)穿越。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明提供的夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)正視圖。
[0016]圖2是圖1中A-A向剖視圖。
[0017]圖3是圖1中B-B向剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻及制作方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]如圖1一圖3所示，本發(fā)明提供的夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻包括兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板5、多根鋼制芯管2、保溫隔熱芯材3和細(xì)石砂漿7;其中兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板5沿垂直方向平行設(shè)置；多根鋼制芯管2沿垂直方向間隔設(shè)置在兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板5之間，并且外表面前后部位分別與兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板5相連接，部分或全部鋼制芯管2的內(nèi)部澆筑有細(xì)石砂漿7，以提高鋼制芯管2對(duì)低屈服點(diǎn)薄鋼板5的約束效果，進(jìn)而顯著提高鋼板剪力墻整體強(qiáng)度和剛度，特別能提高結(jié)構(gòu)正常使用階段的承載能力;保溫隔熱芯材3填充在低屈服點(diǎn)薄鋼板5和鋼制芯管2之間的空間中。
[0020]所述的低屈服點(diǎn)薄鋼板5采用低屈服點(diǎn)鋼材制成，如LYP160鋼材，其厚度按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承載力和變形能力確定。
[0021]所述的鋼制芯管2采用中等屈服強(qiáng)度鋼材制成，如Q235鋼材，截面為圓形、橢圓形、方形或者矩形，鋼制芯管2與低屈服點(diǎn)薄鋼板5之間通過(guò)焊接或者環(huán)氧樹(shù)脂粘接方式連接，以保證連接強(qiáng)度;相鄰鋼制芯管2之間的間距根據(jù)門(mén)窗洞口、管線(xiàn)洞口和設(shè)計(jì)承載力確定，外徑或邊長(zhǎng)以及壁厚按照設(shè)計(jì)承載力和變形能力確定。
[0022]所述的保溫隔熱芯材3采用聚苯板材等輕質(zhì)保溫材料，采用粘合劑粘接或細(xì)實(shí)砂漿涂刷方式與低屈服點(diǎn)薄鋼板5及鋼制芯管連接，可以起到保溫隔熱隔聲的效果，同時(shí)能夠使結(jié)構(gòu)自重顯著降低，結(jié)構(gòu)水平和豎向地震作用效應(yīng)顯著減小。
[0023]現(xiàn)將本發(fā)明提供的夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻制作及使用方法闡述如下:
[0024]本發(fā)明提供的夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻可在工廠批量生產(chǎn)，制作時(shí)可根據(jù)水暖電管線(xiàn)布置需求，可將其中的部分鋼制芯管2作為水暖電等管線(xiàn)通道，在不設(shè)置管線(xiàn)的鋼制芯管2中澆筑細(xì)石砂漿7;將保溫隔熱芯材3填充在兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板5和鋼制芯管2之間，并采用粘合劑粘接或細(xì)實(shí)砂漿涂刷方式與低屈服點(diǎn)薄鋼板5和鋼制芯管2連接;鋼制芯管2和低屈服點(diǎn)薄鋼板5之間通過(guò)諸如氬弧焊等焊接或環(huán)氧樹(shù)脂粘接方式連接。
[0025]本發(fā)明提供的夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻應(yīng)與采用諸如Q345等高屈服點(diǎn)鋼材制成的鋼柱4和鋼梁I配合使用。使用時(shí)，首先根據(jù)結(jié)構(gòu)承載力和變形需求選擇鋼柱4和鋼梁I的截面形式和截面尺寸，若建造單片剪力墻可以采用H型鋼材作為鋼柱4和鋼梁1，若建造鋼板剪力墻核心筒，則可以采用方形或矩形鋼管作為鋼柱4;之后將夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻上的鋼制芯管2及低屈服點(diǎn)薄鋼板5上下端與鋼梁I焊接連接，將低屈服點(diǎn)薄鋼板5側(cè)面邊緣與鋼柱4焊接連接，并保證上述焊接點(diǎn)的連接強(qiáng)度大于構(gòu)件本身強(qiáng)度，以避免強(qiáng)震下焊接節(jié)點(diǎn)處發(fā)生破壞。另外，可根據(jù)設(shè)計(jì)需要在兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板5上開(kāi)設(shè)孔洞以用于安裝門(mén)窗和管線(xiàn)通道等，此時(shí)門(mén)窗洞口兩邊應(yīng)設(shè)置用于增強(qiáng)的鋼制芯管2。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻，其特征在于:所述的夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻包括兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板(5)、多根鋼制芯管(2)、保溫隔熱芯材(3)和細(xì)石砂漿(7);其中兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板(5)沿垂直方向平行設(shè)置;多根鋼制芯管(2)沿垂直方向間隔設(shè)置在兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板(5)之間，并且外表面前后部位分別與兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板(5)相連接，部分或全部鋼制芯管(2)的內(nèi)部澆筑有細(xì)石砂漿(7);保溫隔熱芯材(3)填充在低屈服點(diǎn)薄鋼板(5)和鋼制芯管(2)之間的空間中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻，其特征在于:所述的低屈服點(diǎn)薄鋼板(5)采用低屈服點(diǎn)鋼材制成，其厚度按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承載力和變形能力確定。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻，其特征在于:所述的鋼制芯管(2)采用中等屈服強(qiáng)度鋼材制成，截面為圓形、橢圓形、方形或者矩形，鋼制芯管(2)與低屈服點(diǎn)薄鋼板(5)之間通過(guò)焊接或者環(huán)氧樹(shù)脂粘接方式連接;相鄰鋼制芯管(2)之間的間距根據(jù)門(mén)窗洞口、管線(xiàn)洞口和設(shè)計(jì)承載力確定，外徑或邊長(zhǎng)以及壁厚按照設(shè)計(jì)承載力和變形能力確定。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻，其特征在于:所述的保溫隔熱芯材(3)采用聚苯板材，采用粘合劑粘接或細(xì)實(shí)砂漿涂刷方式與低屈服點(diǎn)薄鋼板(5)及鋼制芯管連接。5.—種如權(quán)利要求1所述的夾芯管低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻的制作方法，其特征在于:所述的制作方法是在鋼制芯管(2)中澆筑細(xì)石砂漿(7);將保溫隔熱芯材(3)填充在兩塊低屈服點(diǎn)薄鋼板(5)和鋼制芯管(2)之間，并采用粘合劑粘接或細(xì)實(shí)砂漿涂刷方式與低屈服點(diǎn)薄鋼板(5)和鋼制芯管(2)連接;鋼制芯管(2)和低屈服點(diǎn)薄鋼板(5)之間通過(guò)焊接或環(huán)氧樹(shù)脂粘接方式連接。
【文檔編號(hào)】E04B2/56GK105863107SQ201610208132
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月5日
【發(fā)明人】呂楊, 黃信
【申請(qǐng)人】天津城建大學(xué)