一種柱翼緣雙X型預應力鋼框架?鋼板剪力墻結構制造技術

本發(fā)明專利技術公開了一種柱翼緣雙X型預應力鋼框架?鋼板剪力墻結構，包括內(nèi)填鋼板墻、柱H型鋼、梁H型鋼、第一鋼絲、第二鋼絲、若干第一鋼套管及若干第二鋼套管，柱H型鋼固定于內(nèi)填鋼板墻的側面，梁H型鋼固定于內(nèi)填鋼板墻的頂面。本發(fā)明專利技術能夠有效的減少柱翼緣的局部屈曲，保證柱子的承載能力。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種剪力墻結構，具體涉及一種柱翼緣雙X型預應力鋼框架-鋼板剪力墻結構。
技術介紹
鋼板剪力墻結構是在薄腹梁理論研究基礎上演變和發(fā)展起來的一種以鋼框架內(nèi)嵌鋼板為基本結構單元的新型抗側力體系。鋼板剪力墻具有以下良好的優(yōu)越性能：①初始側向剛度大，滯回性能穩(wěn)定，能量耗散能力強，延性大，抵抗循環(huán)荷載下的變形能力好等優(yōu)點。②對于鋼框架—鋼筋混凝土核芯筒結構，如核心筒改為鋼板墻結構，可顯著改善其剛度和延性，實現(xiàn)與外框架材料、延性、剛度的匹配，達到雙重設防的目的。同時由于其和鋼筋混凝土剪力墻相比自重輕，地震作用小，從而傳遞到基礎的豎向和水平荷載減小，降低了基礎造價。③鋼板墻中內(nèi)嵌鋼板的設置可緩解框架梁柱節(jié)點區(qū)的延性要求，降低了在強震作用下剛性節(jié)點的震害反應，同時可簡化節(jié)點構造，使得采用半剛性節(jié)點成為可能。④鋼板墻內(nèi)嵌鋼板較薄，高厚比可達250～500，可增加房屋有效使用面積。⑤鋼板墻結構施工簡單，建造速度快，在國內(nèi)外已經(jīng)得到較廣泛的應用。但是研究發(fā)現(xiàn)鋼板剪力墻結構的受力機理為內(nèi)填板充分發(fā)育拉力場，框架柱將承擔較大附加橫向荷載，如果鋼框架柱剛度不足，框架柱在拉力帶作用下有明顯的“內(nèi)凹變形”。過大的“內(nèi)凹變形”使鋼板墻中部應力降低，而靠近柱端的應力增加，最終在柱端部形成塑性鉸，框架柱變形呈現(xiàn)出明顯的“沙漏”形狀，會導致其過早破壞，不能充分發(fā)揮鋼板剪力墻結構的優(yōu)勢。鋼框架—鋼板剪力墻結構具有較大的抗側性能，但是在較大荷載作用下H型鋼柱翼緣由于約束較小，會先發(fā)生局部屈曲，內(nèi)側翼緣最為嚴重。柱H型鋼提前破壞，失去了鋼板剪力墻結構的強錨固邊框的作用。鋼柱的破壞導致整體結構無法承擔更大的荷載，限制了其在工程中得推廣應用。為解決上述問題構思一種位于柱翼緣內(nèi)設置連接構件——橫向系桿，可有效增加翼緣的整體性，加強共同工作性能，有效解決上述問題。但如若橫向系桿采用水平放置的鋼筋點焊與柱翼緣可能存在問題：橫向連接系桿點焊在翼緣內(nèi)側對翼緣的約束范圍有限，焊縫較易開裂，同時將在點焊處會產(chǎn)生較大的殘余應力和殘余變形，可能導致其提前退出工作。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供了一種柱翼緣雙X型預應力鋼框架-鋼板剪力墻結構，該結構能夠有效減少翼緣的局部屈曲，解決點焊易于脫離的問題，能夠有效傳遞內(nèi)填板拉力。為達到上述目的，本專利技術所述的柱翼緣預應力鋼框架-鋼板剪力墻結構包括內(nèi)填鋼板墻、柱H型鋼、梁H型鋼、第一鋼絲、第二鋼絲、若干第一鋼套管及若干第二鋼套管，柱H型鋼固定于內(nèi)填鋼板墻的側面，梁H型鋼固定于內(nèi)填鋼板墻的頂面；柱H型鋼由第一翼緣、第二翼緣及腹板組成，其中，腹板的兩端分別與第一翼緣側面的中部及第二翼緣側面的中部相連接；第一翼緣上均開設有若干N對第一通孔，第二翼緣上均開設有若干N對第二通孔，第一翼緣的兩端分別開設有第三通孔及第四通孔，第二翼緣的兩端分別開設有第五通孔及第六通孔，各第一鋼套管的兩端分別與第一翼緣的下表面及第二翼緣的上表面相連接，各第二鋼套管的兩端分別與第一翼緣的下表面及第二翼緣的上表面相連接；第一個第一鋼套管的一端正對第三通孔，第一個第一鋼套管的另一端正對第一對第二通孔中一個第二通孔，第k個第一鋼套管的兩端分別正對第k-1對第二通孔中一個第二通孔及第k對第一通孔中的一個第一通孔，第j個第一鋼套管的兩端分別正對第j-1對第一通孔中的一個第一通孔及第j對第二通孔中的一個第二通孔，其中，k為偶數(shù)，j為奇數(shù)，其中2≤k＜N，1＜j＜N，最后一個第一鋼套管兩端分別正對最后一對第二通孔中的一個第二通孔及第四通孔；第一個第二鋼套管的兩端分別正對第五通孔及第一對第一通孔中的一個第一通孔，第a個第二鋼套管的兩端分別正對第a-1對第一通孔中的一個第一通孔及第a對第二通孔中的一個第二通孔，第b個第二鋼套管的兩端分別正對第b-1對第二通孔中的一個第二通孔及第b對第一通孔中的一個第一通孔，最后一個第二鋼套管的兩端分別正對最后一對第一通孔中的一個第一通孔及第六通孔，其中a為偶數(shù)，b為奇數(shù)，且2≤a＜N，1＜b＜N；第一鋼絲的一端穿過第三通孔固定于第一翼緣的上表面上，第一鋼絲的另一端依次穿過各第一鋼套管以及其正對的第一通孔及第二通孔后穿出第四通孔固定于第一翼緣的上表面；第二鋼絲的一端穿過第五通孔固定于第二翼緣的下表面上，第二鋼絲的另一端依次穿過各第二鋼套管以及其正對的第一通孔及第二通孔穿出第六通孔固定于第二翼緣的下表面上；在制備時，先在第一翼緣及第二翼緣上開設第一通孔及第二通孔，安裝第一鋼套管及第二鋼套管，再穿入第一鋼絲及第二鋼絲，然后再將第一鋼絲的兩端固定于第一翼緣的上表面上，將第二鋼絲的兩端固定于第二翼緣的下表面上。第一鋼套管與第一翼緣及第二翼緣之間的夾角α均為30°-60°，第二鋼套管與第一翼緣及第二翼緣之間的夾角α均為30°-60°。tan4α=1+tpL2AC1+tph(NR+1)2(NRAR+1Ab)+tph4(NR+1)2(1360IcL)]]>L,h分別為框架的長度和高度，Ab，Ac分別是鋼框架的梁柱的橫截面面積。第一鋼絲與第一翼緣之間、第二鋼絲與第二翼緣之間均通過錨具及墊板相連接，其中，通過錨具對第一鋼絲、第二鋼絲施加預拉力。第一鋼套管的兩端分別與第一翼緣的下表面及第二翼緣的上表面齊平。第二鋼套管的兩端分別與第一翼緣的下表面及第二翼緣的上表面齊平。本專利技術具有以下有益效果：本專利技術所述的柱翼緣雙X型預應力鋼框架-鋼板剪力墻結構包括柱H型鋼、梁H型鋼、第一鋼絲、第二鋼絲、第一鋼套管及第二鋼套管，第一鋼套管及第二鋼套管均與第一翼緣及第二翼緣相連接，第一鋼絲穿過第一鋼套管、第一翼緣及第二翼緣，第二鋼絲穿過第二鋼套管、第一翼緣及第二翼緣，在整體結構承受往復循環(huán)荷載作用時，通過第一鋼絲、第二鋼絲、第一鋼套管及第二鋼套管對第一翼緣及第二翼緣施加較強的約束作用，使柱H型鋼、第一鋼絲、第二鋼絲形成一個共同工作的整體，從而有效的提高對柱H型鋼中翼緣的約束作用，降低柱子中翼緣的局部屈曲，提高柱子的承載力，同時增強整體體系的抗震滯回性能以及柱子的延性，并且施工方便快捷，安全性及可靠性較高，同時解決點焊易于脫離的問題，預應力鋼絲角度與內(nèi)填板拉力場角度接近，能夠有效傳遞內(nèi)填板拉力。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖；圖2為本專利技術中柱H型鋼3的結構示意圖本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種柱翼緣雙X型預應力鋼框架?鋼板剪力墻結構，其特征在于，包括內(nèi)填鋼板墻(1)、柱H型鋼(3)、第一鋼絲(6)、第二鋼絲(7)、若干第一鋼套管(8)及若干第二鋼套管(9)、梁H型鋼(11)，柱H型鋼(3)固定于內(nèi)填鋼板墻(1)的側面，梁H型鋼(11)固定于內(nèi)填鋼板墻(1)的頂面；柱H型鋼(3)由第一翼緣(4)、第二翼緣(5)及腹板組成，其中，腹板的兩端分別與第一翼緣(4)側面的中部及第二翼緣(5)側面的中部相連接；第一翼緣(4)上均開設有若干N對第一通孔，第二翼緣(5)上均開設有若干N對第二通孔，第一翼緣(4)的兩端分別開設有第三通孔及第四通孔，第二翼緣(5)的兩端分別開設有第五通孔及第六通孔，各第一鋼套管(8)的兩端分別與第一翼緣(4)的下表面及第二翼緣(5)的上表面相連接，各第二鋼套管(9)的兩端分別與第一翼緣(4)的下表面及第二翼緣(5)的上表面相連接；第一個第一鋼套管(8)的一端正對第三通孔，第一個第一鋼套管(8)的另一端正對第一對第二通孔中一個第二通孔，第k個第一鋼套管(8)的兩端分別正對第k?1對第二通孔中一個第二通孔及第k對第一通孔中的一個第一通孔，第j個第一鋼套管(8)的兩端分別正對第j?1對第一通孔中的一個第一通孔及第j對第二通孔中的一個第二通孔，其中，k為偶數(shù)，j為奇數(shù)，其中2≤k＜N，1＜j＜N，最后一個第一鋼套管(8)兩端分別正對最后一對第二通孔中的一個第二通孔及第四通孔；第一個第二鋼套管(9)的兩端分別正對第五通孔及第一對第一通孔中的一個第一通孔，第a個第二鋼套管(9)的兩端分別正對第a?1對第一通孔中的一個第一通孔及第a對第二通孔中的一個第二通孔，第b個第二鋼套管(9)的兩端分別正對第b?1對第二通孔中的一個第二通孔及第b對第一通孔中的一個第一通孔，最后一個第二鋼套管(9)的兩端分別正對最后一對第一通孔中的一個第一通孔及第六通孔，其中a為偶數(shù)，b為奇數(shù)，且2≤a＜N，1＜b＜N；第一鋼絲(6)的一端穿過第三通孔固定于第一翼緣(4)的上表面上，第一鋼絲(6)的另一端依次穿過各第一鋼套管(8)以及其正對的第一通孔及第二通孔后穿出第四通孔固定于第一翼緣(4)的上表面；第二鋼絲(7)的一端穿過第五通孔固定于第二翼緣(5)的下表面上，第二鋼絲(7)的另一端依次穿過各第二鋼套管(9)以及其正對的第一通孔及第二通孔穿出第六通孔固定于第二翼緣(5)的下表面上；在制備時，先在第一翼緣(4)及第二翼緣(5)上開設第一通孔及第二通孔，安裝第一鋼套管(8)及第二鋼套管(9)，再穿入第一鋼絲(6)及第二鋼絲(7)，然后再將第一鋼絲(6)的兩端固定于第一翼緣(4)的上表面上，將第二鋼絲(7)的兩端固定于第二翼緣(5)的下表面上。...

【技術特征摘要】
1.一種柱翼緣雙X型預應力鋼框架-鋼板剪力墻結構，其特征在于，
包括內(nèi)填鋼板墻(1)、柱H型鋼(3)、第一鋼絲(6)、第二鋼絲(7)、若
干第一鋼套管(8)及若干第二鋼套管(9)、梁H型鋼(11)，柱H型鋼
(3)固定于內(nèi)填鋼板墻(1)的側面，梁H型鋼(11)固定于內(nèi)填鋼板墻
(1)的頂面；
柱H型鋼(3)由第一翼緣(4)、第二翼緣(5)及腹板組成，其中，
腹板的兩端分別與第一翼緣(4)側面的中部及第二翼緣(5)側面的中部
相連接；
第一翼緣(4)上均開設有若干N對第一通孔，第二翼緣(5)上均開
設有若干N對第二通孔，第一翼緣(4)的兩端分別開設有第三通孔及第
四通孔，第二翼緣(5)的兩端分別開設有第五通孔及第六通孔，各第一
鋼套管(8)的兩端分別與第一翼緣(4)的下表面及第二翼緣(5)的上
表面相連接，各第二鋼套管(9)的兩端分別與第一翼緣(4)的下表面及
第二翼緣(5)的上表面相連接；
第一個第一鋼套管(8)的一端正對第三通孔，第一個第一鋼套管(8)
的另一端正對第一對第二通孔中一個第二通孔，第k個第一鋼套管(8)
的兩端分別正對第k-1對第二通孔中一個第二通孔及第k對第一通孔中的
一個第一通孔，第j個第一鋼套管(8)的兩端分別正對第j-1對第一通孔
中的一個第一通孔及第j對第二通孔中的一個第二通孔，其中，k為偶數(shù)，
j為奇數(shù)，其中2≤k＜N，1＜j＜N，最后一個第一鋼套管(8)兩端分別
正對最后一對第二通孔中的一個第二通孔及第四通孔；
第一個第二鋼套管(9)的兩端分別正對第五通孔及第一對第一通孔
中的一個第一通孔，第a個第二鋼套管(9)的兩端分別正對第a-1對第一

\t通孔中的一個第一通孔及第a對第二通孔中的一個第二通孔，第b個第二
鋼套管(9)的兩端分別正對第b-1對第二通孔中的一個第二通孔及第b
對第一通孔中的一個第一通孔，最后一個第二鋼套管(9)的兩端分別正
對最后一對第一通孔中的一個第一通孔及第六通孔，其中a為偶數(shù)，b為
奇數(shù)，且2≤a＜N，1＜b＜N；
第一鋼絲(6)的一端穿過第三通孔固...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：于金光，鄭春明，王雪軍，郝際平，
申請(專利權)人：西安建筑科技大學，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61