[发明专利]一种结构建筑功能一体化的屈曲约束钢板墙抗侧力体系

说明书

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，是在薄腹梁理论研究基础上演变和发展起来，钢板墙的整体受力特性类似于底端固接的竖向悬臂板梁: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横向加劲肋。

钢板剪力墙结构具有用钢量省、力学性能优良、易于实现多道抗震防线、自重轻、制作施工快速诸多优点，克服了各种传统钢结构多高层抗侧结构体系的缺点，如：框架结构梁柱截面尺寸大，经济性差；框架—支撑结构中防屈曲支撑工艺要求精细，价格高昂；钢筋混凝土剪力墙(核心筒)—钢框架结构中两者延性及刚度严重不匹配，自重大等。

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。因此需要对钢板进行防屈曲约束，传统的约束方法中采用两侧钢筋混凝土板约束会加大结构自重；采用焊接型钢加劲肋会造成焊接残余应力，削弱结构性能，也不便于施工。

本发明提出一种结构建筑功能一体化的屈曲约束钢板墙抗侧力体系。两侧采用竖直和水平C型冷弯薄壁型钢龙骨来对钢板屈曲进行约束，用螺栓穿过钢板进行连接，充分发挥冷弯薄壁型钢强轴抗弯性能来对钢板进行屈曲约束，具有自重轻，现场装配式施工便捷的特点；钢板墙与边缘梁柱构件伸出的鱼尾板采用大直径超高强度螺栓连接，减少螺栓数量，加快施工速度；两侧采用自攻螺钉将OSB装饰面层固定于轻钢龙骨上，中间填充保温隔声材料，实现结构功能与建筑功能的一体化，同时具有良好的保温、隔音、防渗、装饰等建筑功能。本发明较好的解决了传统屈曲约束钢板剪力墙方法存在的弊端，构造巧妙，优势显著，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屈曲约束构造存在的弊端，本发明采用在钢板两侧通过螺栓连接固定C型冷弯薄壁型钢龙骨的方式，有效地预防了钢板的过早屈曲，具有优越的力学性能和施工便捷的特点，具有良好的保温、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，可广泛应用于实际工程中。

本发明的技术方案如下：

一种结构建筑功能一体化的屈曲约束钢板墙抗侧力体系，该体系使用的构件与材料包括边缘矩形钢柱、边缘工字型钢梁、鱼尾板、钢板墙、竖向C型冷弯薄壁型钢龙骨、水平C型冷弯薄壁型钢龙骨、保温隔声材料、OBS装饰面层、连接角钢、大直径超高强螺栓、连接螺栓、自攻螺钉。所述的鱼尾板预钻孔并与边缘梁柱构件在工厂完成焊接，现场吊装连接形成框架；所述的大直径超高强螺栓用于连接钢板墙和边缘梁柱构件伸出的鱼尾板；所述的竖向C型冷弯薄壁型钢龙骨用连接螺栓固定于钢板墙两侧；所述的水平C型冷弯薄壁型钢龙骨用连接角钢和连接螺栓固定于竖向C型冷弯薄壁型钢龙骨上；所述的保温隔声材料填充于钢板墙和OSB装饰面层之间；所述的OSB装饰面层用自攻螺钉固定于两侧竖向C型冷弯薄壁型钢龙骨与水平C型冷弯薄壁型钢龙骨形成的骨架上。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)冷弯薄壁型钢龙骨骨架约束钢板墙屈曲，防止钢板墙过早屈曲，有效提高结构地震下承载力与耗能能力，用螺栓穿过钢板进行连接，具有自重轻，现场装配式施工便捷的特点。

(2)钢板墙与边缘梁柱构件伸出的鱼尾板采用大直径超高强度的螺栓连接，减少螺栓数量，加快施工速度。

(3)轻钢龙骨骨架连接钢板墙与OSB面层，中间填充保温隔声材料，具有良好的保温、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。

该结构建筑功能一体化的屈曲约束钢板墙抗侧力体系在高层钢结构建筑抗震和工业化装配式结构领域中具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明的整体示意图。

图2为本发明的整体立面图。

图3为本发明1-1、2-2剖面图。

图4为本发明钢板墙与边缘框架连接示意图。

图5为本发明竖直C型冷弯薄壁型钢龙骨与钢板墙示意图。

图6为本发明水平C型冷弯薄壁型钢龙骨与竖直C型冷弯薄壁型钢龙骨连接示意图。

图7为本发明连接角钢构造示意图。

图8为本发明大直径超高强螺栓示意图。

图9为本发明连接螺栓示意图。

图10为本发明自攻螺钉示意图。