[发明专利]减少竖向载荷影响的圆弧形切口非加劲钢板剪力墙

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢板剪力墙，属于建设工程技术领域，尤其涉及一种减少竖向载荷影响的圆弧形切口非加劲钢板剪力墙。

背景技术

钢板剪力墙是20世纪70年代发展起来的一种新型抗侧力构件，根据构造形式不同可以将钢板剪力墙分为五类：非加劲钢板剪力墙、加劲钢板剪力墙、防屈曲钢板剪力墙、钢板组合剪力墙以及开缝钢板剪力墙。相比于钢筋混凝土剪力墙，钢板剪力墙的尺寸小、自重轻、增加房屋的使用面积、降低基础造价、经济效益好，同时其还具有抗侧刚度大、抗剪承载力高、延性好以及耗能能力强的特点，因此，钢板剪力墙成为最具有发展前景的高层抗侧力体系之一。

现行的JGJ/T380-2015《钢板剪力墙技术规程》中规定：钢板剪力墙宜按不承受竖向荷载设计计算，并应采用相应的构造和施工措施来实现计算假定。竖向荷载会使非加劲钢板剪力墙的内嵌钢板产生鼓曲，这对非加劲钢板剪力墙的抗侧能力、抗侧刚度以及耗能能力均会产生不利影响。为了实现钢板剪力墙不承受竖向荷载的计算假定，工程实践中的通常做法是先施工主体框架，待主体封顶且主要恒载均已施加完毕之后，再进行内嵌钢板的安装，该种做法存在以下几个问题，一是，会延长施工周期；二是，在风荷载作用下，没有钢板剪力墙提供抗侧力会导致建筑结构变形过大；三是，装修层等附加恒载以及使用荷载均是在内嵌钢板安装后施加的，竖向荷载仍会传递到钢板剪力墙上。另一种方法是将内嵌钢板的安装滞后于主体框架数层，与上一种方法相比，该种做法施工周期短，且在施工过程中，结构具有一定的抗侧刚度，但根本的问题是非加劲钢板剪力墙仍不可避免的承担部分竖向荷载。

根据现有技术要求，钢板剪力墙不宜承受除自重以外的竖向载荷，这在实际的设计、施工和使用中是很难保证的，因此，实现避免受竖向载荷的不利影响钢板剪力墙一直是建筑领域的难题。

如中国专利(授权公告号CN 203716336 U)公开了“一种侧边开洞薄钢板剪力墙”，包括平行设置的框架柱，在平行设置的框架柱之间至少设置一对框架梁，框架柱与框架梁分别与内嵌薄钢板(除开洞位置)连接，在内嵌薄钢板开洞处两侧对称设置有加劲肋。该发明可以给内嵌薄钢板提供较强的四边支承，可充分发挥钢板剪力墙“拉力场”效应，具有很高的侧向承载力；同时能够大幅降低“拉力场”对框架柱的附加弯矩，有效保护框架柱。该钢板剪力墙是可在不明显降低侧向承载力的情况下形成充分的“拉力场”，实质是在不大幅降低钢板剪力墙侧向承载力的前提下保护剪力墙两侧的钢柱，但对于非加劲钢板剪力墙在施工和使用过程中会受到竖向荷载的影响未有改进；此外，该钢板剪力墙对内嵌薄钢板上开设的洞口规格参数等也未有涉及，而这恰恰是影响钢板剪力墙侧向承载力的关键因素。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少竖向载荷影响的圆弧形切口非加劲钢板剪力墙，用于解决现有技术中的问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种减少竖向载荷影响的圆弧形切口非加劲钢板剪力墙，包括由框架柱、框架梁构成的主体结构，主体结构内安装内嵌钢板，所述内嵌钢板与框架柱和框架梁相连接，所述内嵌钢板水平向侧边开设有圆弧形切口，圆弧形切口的弧长为水平向、弧高为竖向，所述圆弧形切口位于内嵌钢板水平向侧边的中部。

为了实现本发明的目的，还可以采用如下技术方案：

如上所述的减少竖向载荷影响的圆弧形切口非加劲钢板剪力墙，所述圆弧形切口的弧长为内嵌钢板跨度的1/3～1/4倍，圆弧形切口的弧高范围为10～15cm。

如上所述的减少竖向载荷影响的圆弧形切口非加劲钢板剪力墙，所述圆弧形切口设置在内嵌钢板的上侧边和下侧边。

如上所述的减少竖向载荷影响的圆弧形切口非加劲钢板剪力墙，所述圆弧形切口设置在内嵌钢板水平向侧边的中间位置。

如上所述的减少竖向载荷影响的圆弧形切口非加劲钢板剪力墙，所述内嵌钢板的上侧边和下侧边分别设置的2个圆弧形切口上、下对应。

本发明的优点是：

1、本发明在内嵌钢板水平向侧边，也即内嵌钢板上侧边或/和下侧边设置圆弧形切口，这种构造措施能有效减弱竖向荷载对钢板剪力墙抗侧承载力的不利影响；采用本非加劲钢板剪力墙可以有效缩短施工周期，为建筑结构提供较好的抗侧刚度。

2、经过力学、结构等多方面的优化设计和模拟试验，本非加劲钢板剪力墙中内嵌钢板上开设的圆弧切口大小、参数选择范围科学合理、效果突出，也能较好的避免圆弧形切口过大，会造成内嵌钢板剪力抗侧承载力偏低；圆弧形切口过小，会使内嵌钢板承担过多的竖向荷载。