[发明专利]一种全装配式屈曲约束钢板剪力墙体系

说明书

本发明涉及一种全装配式屈曲约束钢板剪力墙体系，属于结构工程技术领域。包括边缘钢管混凝土柱、边缘双槽钢梁、鱼尾板、钢板墙、帽型冷弯薄壁型钢龙骨、开孔内隔板、大直径超高强螺栓、连接螺栓、厚垫片、栓钉(PBL横向钢筋)。所述的鱼尾板在伸入钢管端焊接栓钉(采用开孔板件连接PBL则需开孔)；所述的双槽钢梁现场吊装，在腹板采用大直径超高强螺栓与上下钢板墙连接，端部翼缘与钢管壁焊接；所述的竖向帽型冷弯薄壁型钢龙骨用连接螺栓固定于钢板墙两侧。本发明有效防止钢板墙的过早屈曲，提高承载力和耗能能力，螺栓拼装，现场焊接极少，全装配式施工，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。

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

钢板剪力墙结构是在薄腹梁理论研究基础上演变和发展起来的一种以内嵌薄钢板和边缘梁柱构件为基本结构单元的新型抗侧力体系，相比传统钢筋混凝土剪力墙结构，该结构具有自重轻、力学性能优良、塑性韧性好、利于抗震等优点。

试验研究发现薄钢板剪力墙结构也存在些许不足：首先，墙板屈曲荷载较低，试验滞回曲线存在明显的“捏缩”现象，耗能能力不强，因此需要对钢板进行防屈曲约束，传统的钢筋混凝土板约束加大结构自重，焊接型钢约束带来残余应力，削弱结构性能，不便于施工；其次，短鱼尾板与边缘梁柱构件的连接角焊缝受力过大易于破坏，同时焊接工作量大。鉴于以上不足，需要进行改进。

本发明提出一种全装配式屈曲约束钢板剪力墙体系。体系的边缘柱构件采用钢管混凝土柱，边缘梁构件采用现场拼接的双槽钢截面梁；贯穿柱构件钢板壁的鱼尾板伸入钢管混凝土内部，采用栓钉连接件或开孔钢板连接件(PBL)与内部混凝土进行组合连接，减小焊缝受力，结构更具整体性；薄钢板与贯通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；上下层薄钢板伸入双槽钢梁中间，采用大直径超高强度螺栓和中间厚垫片将薄钢板与双槽梁连接，装配式施工便捷；两侧采用竖直帽型冷弯薄壁型钢龙骨来对钢板墙屈曲进行约束，用螺栓对穿钢板墙进行连接，充分发挥冷弯薄壁型钢截面抗弯性能来对薄钢板进行屈曲约束，具有自重轻，方便施工的特点。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结构存在的弊端，本发明采用帽型冷弯薄壁型钢龙骨约束、装配式双槽钢梁、贯穿柱构件钢板壁的鱼尾板、栓钉连接件或开孔钢板连接件(PBL)、大直径超高强度螺栓连接，有效地预防了钢板的过早屈曲，结构更具整体性，力学性能优良，螺栓拼装，现场焊接极少，具备全装配式施工特点，可广泛应用于实际工程中。

本发明的技术方案如下：

一种全装配式屈曲约束钢板剪力墙体系，该体系使用的构件与材料包括边缘钢管混凝土柱、边缘双槽钢梁、鱼尾板、钢板墙、帽型冷弯薄壁型钢龙骨、开孔内隔板、大直径超高强螺栓、连接螺栓、厚垫片、栓钉(PBL横向钢筋)。所述的双槽钢梁、鱼尾板、钢板墙和帽型冷弯薄壁型钢龙骨在工厂预钻螺栓孔；所述的鱼尾板在伸入钢管端焊接栓钉(若采用开孔板件连接PBL则需完成开孔)；所述的开孔内隔板、鱼尾板和边缘柱钢管在工厂完成焊接；所述的厚垫片与双槽钢梁其中一肢在工厂采用角焊缝焊接；所述的边缘钢管柱现场吊装，采用大直径超高强螺栓用于连接钢板墙和边缘钢管柱构件伸出的鱼尾板；所述的双槽钢梁现场吊装，在腹板采用大直径超高强螺栓与上下钢板墙连接，在端部翼缘与钢管壁焊接，形成整体结构；所述的竖向帽型冷弯薄壁型钢龙骨用连接螺栓固定于钢板墙两侧；所述在边缘钢管柱在现场向柱中浇灌混凝土(若采用开孔板件连接PBL则需要提前安放穿入孔中的横向钢筋)。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)竖向帽型冷弯薄壁型钢龙骨约束钢板墙屈曲，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。