一种基于钢板分层设防机制的钢木组合剪力墙制造技术

本发明专利技术涉及一种基于钢板分层设防机制的钢木组合剪力墙，包括第一软钢薄钢板、橡胶层和第二硬钢薄钢板，第一软钢薄钢板和第二硬钢薄钢板分别设置在橡胶层的两侧，剪力墙还包括第一木盖板和第二木盖板，第一软钢薄钢板外侧设有第一木盖板，第二硬钢薄钢板外侧设有第二木盖板，钢板和木盖板之间采用自攻螺钉固定，第一木盖板和第二木盖板木纹的顺纹方向倾斜布置，倾斜的角度基于木盖板的高度和宽度确定。与现有技术相比，本发明专利技术有屈曲约束效果好、抗侧刚度高等优点。抗侧刚度高等优点。抗侧刚度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于钢板分层设防机制的钢木组合剪力墙


[0001]本专利技术涉及结构工程钢木组合结构建筑领域，尤其是涉及一种基于钢板分层设防机制的钢木组合剪力墙。

技术介绍

[0002]钢板剪力墙在20世纪70年代作为一种新型的抗侧力构件进入建筑领域，具有较好的抗侧力性能。但是薄钢板在发生面外屈曲时往往会伴随着较大的声响，保温隔音能力较差，而且单层薄钢板抗震设防冗余较小。
[0003]现有技术中，采用一层软钢薄钢板一层硬钢薄钢板的双层钢板分层设防机制，从抗震性能角度考虑，双层钢板抗侧性能较强。并且双层钢板设置为一层软钢和一层硬钢，两层钢板之间加入橡胶层作为缓冲，由软钢板先参与抗侧，由于上下侧的长圆孔的存在，硬钢板在长圆孔处锁定之前在侧向作用力下会产生滑动，长圆孔处锁定之后再参与抗侧，相较软钢板延后参与抗侧，体现了分层设防的理念，设置了多道抗震设防防线。
[0004]但是，目前的屈曲约束钢板剪力墙大多采用的是混凝土盖板作为钢板的面外屈曲约束，钢板屈曲过程中因混凝土属于脆性材料而容易产生裂缝，并且在制作过程中，会产生较大扬尘，不利于环境的保护。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种屈曲约束效果好、抗侧刚度高的基于钢板分层设防机制的钢木组合剪力墙。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种基于钢板分层设防机制的钢木组合剪力墙，包括第一软钢薄钢板、橡胶层和第二硬钢薄钢板，所述的第一软钢薄钢板和第二硬钢薄钢板分别设置在橡胶层的两侧，剪力墙还包括第一木盖板和第二木盖板，第一软钢薄钢板外侧设有第一木盖板，第二硬钢薄钢板外侧设有第二木盖板，钢板和木盖板之间采用自攻螺钉固定，第一木盖板和第二木盖板木纹的顺纹方向倾斜布置，倾斜的角度基于木盖板的高度和宽度确定。
[0008]进一步地，第一木盖板和第二木盖板木纹的顺纹方向相反。
[0009]进一步地，第一木盖板和第二木盖板木纹的顺纹方向倾斜的角度为，其中为倾斜的角度，为木盖板的高度，为木盖板的宽度。
[0010]进一步地，第一软钢薄钢板和第二硬钢薄钢板通过连接件与框架梁连接。
[0011]进一步地，木盖板的上下侧短于钢板，钢板和框架梁之间存在间隙，间隙中安装连接件。
[0012]进一步地，第一软钢薄钢板和第二硬钢薄钢板上下侧边分别开有第一软钢薄钢板螺栓孔和第二硬钢薄钢板螺栓孔，高强螺栓穿过第一软钢薄钢板螺栓孔和第二硬钢薄钢板螺栓孔，固定钢板、连接件和框架梁。
[0013]进一步地，第一软钢薄钢板螺栓孔为圆孔。
[0014]进一步地，第二硬钢薄钢板螺栓孔为长圆孔。
[0015]进一步地，第一软钢薄钢板、橡胶层和第二硬钢薄钢板以及第一木盖板和第二木盖板通过自攻螺钉连接。
[0016]进一步地，自攻螺钉从两侧的木盖板表面打入，一侧的自攻螺钉穿过该侧的钢板且不超过另一侧的钢板。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0018](1)本专利技术采用木盖板作为屈曲约束构件，能够有效对薄钢板剪力墙的面外屈曲进行约束，提高剪力墙的结构承载力和抗侧刚度。从抗震性能和实用性考虑木材相比于混凝土来说质量更轻，采用木盖板作为屈曲约束构件，从环保角度考虑，使用木材能更好地利用可再生资源，并且具有隔音、保温、装饰等非结构功能。
[0019](2)本专利技术使用自攻螺钉固定木盖板，具有施工简单方便的优点，充分利用了木结构作为盖板的优势。采用木盖板作为屈曲约束构件，两边连接钢板作为抗侧构件，从施工角度考虑，构造和施工简单，装配化程度高，宽度和厚度都可以根据不同的需求灵活进行装配化改装，符合现代建筑行业的发展理念。
[0020](3)本专利技术的木盖板的木材顺纹方向斜向倾斜，并且倾斜的角度与木板的高度和宽度有关。由于木板覆盖的范围是钢板参与工作的区域，因此木盖板的木材顺纹方向的倾斜基本是沿钢板拉力带方向倾斜，由于钢板抗侧时其面外屈曲沿拉力带方向产生屈曲半波，而且木材顺纹方向的结构强度较好，从性能角度考虑，充分利用了木材顺纹方向的结构强度，使得屈曲约束效果更好，用料更加节约。由于往复运动时钢板产生的拉力带方向相反，因此第一软钢薄钢板和第二硬钢薄钢板外侧的木盖板的木材顺纹方向倾斜角度相反，以保证在往复运动时总有一边能木材的顺纹方向与钢板拉力带方向相同，充分发挥木材顺纹方向的性能。
[0021](4)相较于单钢板剪力墙，本专利技术的双钢板剪力墙有更高的抗侧刚度，并且根据分层设防的理念设置软钢、硬钢两层薄钢板，两层钢板采用不同性能的钢材和结构形式，首先软钢层参与抗侧，由于硬钢板上下侧的长圆孔的存在，长圆孔螺栓孔的高强螺栓锁定之前，硬钢层上下侧连接处的长圆孔发挥类似滑动摩擦阻尼器的作用，保证硬钢板相较软钢板延后参与抗侧，实现钢板的分层设防。长圆孔处锁定后，硬钢层再参与抗侧，体现了钢板分层设防的理念，充分利用了不同材料的特性。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的结构图；
[0023]图2为本专利技术的剪力墙的结构正视图；
[0024]图3为本专利技术的剪力墙的结构后视图；
[0025]图4为本专利技术的软钢薄钢板结构示意图；
[0026]图5为本专利技术的硬钢薄钢板结构示意图；
[0027]图6为本专利技术的木盖板结构示意图；
[0028]图中，1、第一软钢薄钢板，11、第一软钢薄钢板螺栓孔，2、第二硬钢薄钢板，21、第二硬钢薄钢板螺栓孔，3、橡胶层，4、第一木盖板，5、第二木盖板，6、自攻螺钉。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0030]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]实施例1
[0032]为体现分层次设防的结构理念，改善传统屈曲约束钢板剪力墙混凝土盖板易出现裂缝，延性较差的问题，也为响应建筑装配化、减碳环保和节约材料的要求，本专利技术提出一种基于钢板分层设防机制的钢木组合剪力墙，剪力墙的结构示意图如图1所示。其正视图如图2所示。其后视图如图3所示。
[0033]本专利技术的基于钢板分层设防机制的钢木组合剪力墙体现了分层防护的抗震设防理念。并且使用木结构盖板作为钢板剪力墙的屈曲约束构件，在满足钢板剪力墙屈曲约束要求的同时改善了传统屈曲约束钢板剪力墙混凝土盖板易出现裂缝，延性较差，自重较大的缺点，同时将木板的顺纹沿钢板拉力带方向倾斜布置，充分发挥了木结构顺纹方向的材料性能，体现了节能环保的设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钢板分层设防机制的钢木组合剪力墙，包括第一软钢薄钢板(1)、橡胶层(3)和第二硬钢薄钢板(2)，所述的第一软钢薄钢板(1)和第二硬钢薄钢板(2)分别设置在橡胶层(3)的两侧，其特征在于，剪力墙还包括第一木盖板(4)和第二木盖板(5)，第一软钢薄钢板(1)外侧设有第一木盖板(4)，第二硬钢薄钢板(2)外侧设有第二木盖板(5)，钢板和木盖板之间采用自攻螺钉(6)固定，第一木盖板(4)和第二木盖板(5)木纹的顺纹方向倾斜布置，倾斜的角度基于木盖板的高度和宽度确定。2.根据权利要求1所述的一种基于钢板分层设防机制的钢木组合剪力墙，其特征在于，第一木盖板(4)和第二木盖板(5)木纹的顺纹方向相反。3.根据权利要求1所述的一种基于钢板分层设防机制的钢木组合剪力墙，其特征在于，第一木盖板(4)和第二木盖板(5)木纹的顺纹方向倾斜的角度为，其中为倾斜的角度，为木盖板的高度，为木盖板的宽度。4.根据权利要求1所述的一种基于钢板分层设防机制的钢木组合剪力墙，其特征在于，第一软钢薄钢板(1)和第二硬钢薄钢板(2)通过连接件与框架梁连接。5.根据权利要求4所述的一种基于钢板分层设防机制的钢木组...

【专利技术属性】
技术研发人员：李征，王重耳，何敏娟，舒展，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：