一种采用波形钢盖板的一体化防屈曲剪力墙

本发明涉及一种采用波形钢盖板的一体化防屈曲剪力墙，属于结构工程。

背景技术：

1、防屈曲钢板剪力墙作为一种性能优越的装配式耗能抗侧力构件，一般布置在框架结构的一跨或多跨，墙板的边缘与框架梁、柱连接，形成框架-防屈曲钢板剪力墙抗侧力体系工作。此类构件以薄钢板作为抵抗楼层剪力的核心部件，钢板两侧则被防屈曲盖板通过螺栓连接夹紧，利用盖板限制钢板的平面外屈曲变形，使后者始终保持近似平面剪切受力状态，构件整体表现出高承载力、高耗能能力的力学特性。地震时，构件中钢板往往先于主体框架进入塑性，发挥吸能减震功能，保护后者不受损害，地震后，仅需更换非承重的钢板，结构即可继续使用。目前，防屈曲钢板剪力墙已成为一种提升建筑抗震性能的高效技术措施，但构件的工程应用仍然存在一些不足和改进空间，具体包括：(1)预制加工方面，传统混凝土板的制作需要绑扎钢筋、立模拆模等较为繁琐的制作工序，同时，由于加工误差、运输原因，混凝土板和钢板表面不可避免地存在初始变形，导致混凝土板与钢板的接触面存在缝隙，影响混凝土板的屈曲约束效果和墙板耗能能力；(2)施工安装方面，由于钢板与混凝土盖板分开预制，需要在施工现场将二者组装成整体，此外，钢板四个边缘与框架的连接，需要现场执行四道双面角焊缝的施焊作业，这些工序一定程度降低了现场的装配效率；(3)力学性能方面，由于钢板发生高级屈曲模态时，防屈曲盖板将承受较大的钢板平面外作用力，要求盖板具有较大的平面外抗弯刚度，普通混凝土板在受力后期往往容易开裂、变形，影响构件耗能能力的发挥。(4)建筑使用功能方面，四边与主体框架连接的防屈曲剪力墙需要占用整个框架内部空间，不利于满足建筑开设门窗洞口、穿行管道的使用需要。

2、针对现有应用技术不足和问题，有必要提出一种新型一体化装配式的防屈曲钢板剪力墙构造及其施工方法，实现简化墙板制作、安装工序，提高构件加工精度，改善墙板力学性能，满足建筑使用需求的目的。

技术实现思路

1、本发明为克服现有技术不足，提供了一种采用波形钢盖板的一体化防屈曲剪力墙。

2、一种采用波形钢盖板的一体化防屈曲剪力墙，其特征在于，包括：

3、边缘框架；

4、固定在所述边缘框架的上边缘的一块鱼尾板和两个铰接支座；

5、固定在所述边缘框架的下边缘的一块鱼尾板和两个铰接支座；

6、固定在所述铰接支座和所述鱼尾板上的波形钢组合盖板；

7、填充在所述波形钢组合盖板内的混凝土。

8、所述的波形钢组合盖板包括：

9、骨架钢板；

10、通过螺栓固定在所述骨架钢板平面的两侧的钢筋桁架波形板；

11、通过焊接固定在在所述骨架钢板竖向边缘的边缘加劲板，所述的边缘加劲板的顶部和底部均设置有边缘螺栓孔。

12、所述的钢筋桁架波形板，包括：

13、波形钢板，所述波形钢板的波峰面上均匀开设有螺栓圆孔；

14、纵向钢筋桁架，所述纵向钢筋桁架顺所述波形钢板的波形方向布置；

15、横向构造钢筋，所述横向构造钢筋垂直所述波形钢板的波形方向布置。

16、所述的骨架钢板上开设有长螺栓孔，所述骨架钢板的上下边缘伸出所述钢筋桁架波形板，所述骨架钢板的四个角部做有弧形切角；

17、所述的长螺栓孔是指长度为3到5倍螺栓直径的长螺栓孔。

18、所述的螺栓穿过所述波形钢板的螺栓圆孔和所述骨架钢板的长螺栓孔与螺母配合固定。

19、所述边缘加劲板为平钢板、t形型钢或者工字型钢。

20、所述混凝土为普通混凝土、膨胀混凝土、超高韧性混凝土或者地聚物混凝土。

21、所述铰接支座，包括：

22、支座底板；

23、通过销轴固定在所述支座底板上p形连接件；

24、安装在所述p形连接件上的边缘连接螺栓。

25、所述支座底板包括：通过焊接固定在所述边缘框架上的多个销轴环板；

26、所述p形连接件包括：

27、多个销轴环板；

28、以及固定在所述多个销轴环板上的带螺栓安装孔的矩形钢板；

29、所述支座底板的多个销轴环板与所述p形连接件的多个销轴环板通过所述销轴连接，所述的边缘连接螺栓穿过所述矩形钢板的螺栓安装孔和所述边缘加劲板的边缘螺栓孔与螺母配合固定。

30、所述的鱼尾板焊接在所述边缘框架上；

31、所述的骨架钢板的底部边缘和顶部边缘伸入到所述鱼尾板的高度范围内并焊接。

32、进一步的，一种采用波形钢盖板的一体化防屈曲剪力墙，包括：

33、边缘框架；

34、固定在所述边缘框架上下边缘的铰接支座；

35、固定在所述边缘框架上下边缘的鱼尾板；

36、固定在所述铰接支座和所述鱼尾板的一体化墙板。

37、所述一体化墙板，包括：钢板、位于所述钢板平面外两侧的钢筋桁架波形板、位于所述钢板竖向边缘的边缘加劲板、用于将钢筋桁架波形板固定在钢板平面外两侧的面外连接螺栓和内槽的填充混凝土。

38、本发明中，一体化墙板利用自身板件作为混凝土浇筑永久模板，一体成型。墙板通过铰接支座和上、下鱼尾板固定在边框主体框架上，减少了传统墙板现场螺栓连接和焊接的工作量。墙板不与框架柱连接，布置灵活，便于建筑开洞。波形组合盖板对钢板的屈曲约束能力强、面层耐腐蚀，有利提升结构抗震性和耐久性。墙板结构性能通过改变边缘加劲板和钢板厚度调整，避免其余预制件模数变更，一体化设计理念有利于模块化、批量化生产，绿色装配化施工。

39、进一步的，所述钢筋桁架波形板包括：波形钢板、纵向钢筋桁架、横向构造钢筋。所述纵向钢筋桁架顺波形方向布置，通过点焊固定在所述波形钢板的波谷凹槽内，一个波谷布置一道纵向钢筋桁架，所述波形钢板波峰面上均匀开设有螺栓圆孔，所述横向构造钢筋垂直波形方向布置在螺栓圆孔的两侧，每侧横向焊接数量不少于2根，所述横向构造钢筋点焊与所述波形钢板波峰板面固定。所述波形钢板采用冷弯薄板型钢板壁厚不超过3.0mm，波峰、波谷间距为150mm到300mm，波高为15mm到40mm。

40、进一步的，所述纵向钢筋桁架截面为三角形，包括两道下弦纵筋、一道上弦纵筋和斜向腹杆钢筋，通过点焊形成整体，所述横向构造钢筋穿过斜向腹杆钢筋并点焊。

41、进一步的，所述钢板板面上开设有横向长螺栓孔，所述钢板的上下边缘伸出所述钢筋桁架波形板，所述钢板的四个角部做有弧形切角。

42、进一步的，所述钢筋桁架波形板波谷向外放置在所述钢板两侧，利用所述面外连接螺栓穿过所述波形钢板的螺栓圆孔和所述钢板的横向长螺栓孔，将所述钢筋桁架波形板与所述钢板夹紧，形成浇筑永久模板。所述纵向钢筋桁架的上弦钢筋上套有若干带凹槽的混凝土垫块，用于保证上弦钢筋与所述钢板之间留有一定浇筑缝隙。

43、进一步的，通过在所述波形钢板与所述钢板之间的空隙内浇筑所述填充混凝土形成整体，所述填充混凝土可以是普通混凝土、膨胀混凝土、超高韧性混凝土、地聚物混凝土。

44、进一步的，所述铰接支座组成包括：支座底板、p形连接件、销轴、边缘连接螺栓。所述支座底板为环形边开孔板，数量为若干个，所述p形连接件由一块带螺栓孔的矩形钢板和若干环形边开孔板组成，所述支座底板和所述p形连接件的环形边开孔板交错布置，孔径相同，通过所述销轴形成可转动的铰接支座。

45、进一步的，所述支座底板环形边开孔板的数量不少于3块，所述p形连接件的环形边开孔板数量不少于2块，所述p形连接件的螺栓孔为横向长螺栓孔，螺栓孔列数不少于2列，行数不少于2行。

46、进一步的，所述边缘加劲板焊接在所述钢板的两个竖向边缘，所述边缘加劲板的上、下端部设置有螺栓孔，所述边缘加劲板与所述p形连接件的螺栓孔一一对应。所述边缘加劲板的截面形式为钢板，还可以是工字型钢、t形型钢。

47、进一步的，所述铰接支座数量为四个，包括：左下铰接支座、右下铰接支座、左上铰接支座、右上铰接支座。所述一体化墙板的两个竖向边缘的所述边缘加劲板与四个所述铰接支座通过高强螺栓固定。

48、具体的，所述边缘框架包括：上框架梁、下框架梁、左框架柱和右框架柱，所述上框架梁、左框架柱、下框架梁和右框架柱吊装为四边形框体；所述鱼尾板包括：上鱼尾板、下鱼尾板，所述上鱼尾板、下鱼尾板焊接在所述边缘框架内；所述一体化墙板上、下边缘与所述上、下鱼尾板通过焊接方式固定。

49、与现有技术相比，本发明的主要优点是：

50、本发明采用波形钢盖板的一体化防屈曲剪力墙，采用一体化的墙板预制、安装方案，钢板与钢筋桁架波形板拼装完成后可直接作为永久模板使用，免去了钢筋绑扎、混凝土板拆模、钢板上安装混凝土板的工序，一体化墙板在安装现场仅需连接铰接支座和上、下边缘鱼尾板即可，铰接支座替代传统安装螺栓发挥构件定位作用，现场鱼尾板焊接工作量减半。波形组合盖板相比普通混凝土盖板面外抗弯刚度更大、承载力更高，运输、安装过程不易变形，内部的填充混凝土与钢板表面完全贴合，不存在缝隙，可以更好地限制钢板平面外变形，充分发挥墙板的耗能作用。波形组合盖板与钢板之间可在水平方向的相对错动，避免将剪切荷载直接传递到盖板上，导致后者过早破坏。竖向边缘加劲板充当钢板边缘约束构件，传递钢板竖向剪切压力，铰接支座使钢板形成平行四边形的剪切变形机制，使钢板的材料抗剪强度得到充分利用。利用波形板表面凹槽隐藏面外连接螺栓，不增加墙板的整体厚度。墙板在主体框架中非满跨布置，墙板与框架柱之间的空间可以作为建筑开设门窗、穿行管道的洞口使用，波形组合盖板还具有良好的隔热、保温、隔音性能，型钢面层耐腐蚀能力强，有利于延长构件服役寿命。墙板结构性能通过改变边缘加劲板和钢板厚度调整，避免其余预制件模数变更，一体化设计理念有利于模块化、批量化生产，绿色装配化施工。