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申请/专利权人：天津大学

摘要：本发明公开了一种角钢加劲钢板剪力墙结构，包括由边框梁和边框柱构成的钢框架及内嵌加劲钢板，在钢框架的内侧设有鱼尾板，内嵌加劲钢板包括多块钢板分块，所有钢板分块通过多根板间水平角钢加劲肋和或多根板间竖向角钢加劲肋连接成一整体；板间水平角钢加劲肋和或板间竖向角钢加劲肋一边将相邻的两个钢板分块连接在一起，另一边作为剪力墙的加劲肋Ⅰ；内嵌加劲钢板通过边部水平角钢加劲肋和边部竖向角钢加劲肋与相应的鱼尾板连接，边部水平角钢加劲肋和边部竖向角钢加劲肋一边将鱼尾板和内嵌加劲钢板连接成一整体，另一边作为剪力墙的加劲肋Ⅱ。本发明不但具备加劲钢板剪力墙的优点，还可减轻钢板的焊接应力和焊接变形。

主权项：1.一种角钢加劲钢板剪力墙结构，包括由边框梁和边框柱构成的钢框架及内嵌加劲钢板，在所述钢框架的内侧设有鱼尾板，其特征在于，所述内嵌加劲钢板包括多块钢板分块，所有所述钢板分块通过多根板间水平角钢加劲肋和多根板间竖向角钢加劲肋连接成一整体；所述板间水平角钢加劲肋和所述板间竖向角钢加劲肋一边将相邻的两个所述钢板分块连接在一起，另一边作为剪力墙的加劲肋Ⅰ；所述内嵌加劲钢板通过边部水平角钢加劲肋和边部竖向角钢加劲肋与相应的鱼尾板连接，所述边部水平角钢加劲肋和所述边部竖向角钢加劲肋一边将所述鱼尾板和所述内嵌加劲钢板连接成一整体，另一边作为剪力墙的加劲肋Ⅱ；所述钢板分块和对应的所述板间水平角钢加劲肋和或所述板间竖向角钢加劲肋焊接或螺栓连接；所有所述钢板分块都与所述内嵌加劲钢板等长，上下相邻的两个所述钢板分块通过一根所述板间水平角钢加劲肋连接在一起。

全文数据：一种角钢加劲钢板剪力墙结构技术领域本发明涉及土木建筑领域的钢板剪力墙结构，特别是一种角钢加劲钢板剪力墙结构。背景技术钢板剪力墙作为一种新型高效的抗侧力结构在过去几十年受到了越来越多的关注，得到了广泛的研究。根据内嵌钢板的不同构造，钢板剪力墙主要有以下几类：非加劲钢板剪力墙根据内嵌钢板高厚比又可分为厚钢板剪力墙及薄钢板剪力墙、加劲钢板剪力墙、压型钢板剪力墙、开缝钢板剪力墙包括侧缝和竖缝、开洞或开孔钢板剪力墙、低屈服点钢板剪力墙、组合钢板剪力墙以及防屈曲钢板剪力墙。非加劲薄钢板剪力墙，墙板在侧向力较小时就发生弹性屈曲，并随侧向力增大形成沿对角线方向屈服的拉力带以抵抗外力。在往复荷载作用下，拉力带会反复经历受拉屈服和受压屈服，且会发出连续不断的巨大鼓曲声响并伴随较大平面外变形，在使用方面舒适度不佳。厚钢板剪力墙虽在一定程度上可避免这些问题，但钢板剪力墙本身强度较高，所需板厚较小，无谓增加板厚会导致材料浪费，成本增加，经济性较差，不符合我国工程实际需要。为满足相应的经济型要求并解决薄钢板剪力墙的缺点，通常采用加劲肋改善其性能。加劲肋主要作用：1提高结构抗侧刚度。控制建筑结构的侧向变形；2提高水平屈曲荷载，延缓屈曲发生，减少平面外变形，减轻钢板频繁屈曲发出的响声；3可承受部分竖向荷载，避免内嵌板在安装阶段屈曲；4改善结构滞回曲线捏拢现象，提高其延性和耗能能力；5可一定程度上改善边框构件因拉力带所产生的内力，还可为边框构件提供支承，减小计算长度，降低其内力峰值，从而降低柱截面尺寸，优化构件设计。加劲钢板剪力墙通过在薄钢板上设置刚度一定和数量适合的加劲肋将薄板分隔成尺寸较小的区格，以此提高薄钢板的屈曲荷载，抑制墙板发生面外屈曲，提升墙板的承载能力和延性性能。加劲钢板剪力墙虽然抑制了钢板的平面外屈曲，但是在加劲肋焊接过程中存在焊接应力，且当钢板较薄时，经常出现较大的残余变形，并出现钢板翘曲等情况，减弱钢板剪力墙结构的性能，同时存在造价成本和用钢量多等缺点。由于钢板剪力墙具有自身特点：面积大、钢板厚度方向易受力变形、长度方向受温度影响易变形等，增加了施工难度。不少试验研究表明：传统的板式加劲肋自身破坏也比较严重，常见的加劲板破坏模式有：1整体屈曲；2肋间板局部屈曲；3加劲肋自身屈曲，这些屈曲形式可能会同时出现而形成更复杂的屈曲形态。加劲肋自身破坏对结构的刚度和承载力均将产生不利的影响，尤其是使得屈曲后阶段对墙板的加劲效果不理想。角钢是两边互相垂直成角形的长条钢材。角钢可按结构的不同需要组成各种不同的受力构件，也可作构件之间的连接件。以角钢为主的钢结构工业化制作程度高，便于机械制造，集约化生产，精度高，安装方便，质量易于保证。发明内容本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种角钢加劲钢板剪力墙结构，该结构不但具备加劲钢板剪力墙的优点，还可减轻钢板的焊接应力和焊接变形，进而避免了其在水平荷载作用下局部变形过大的问题。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种角钢加劲钢板剪力墙结构，包括由边框梁和边框柱构成的钢框架及内嵌加劲钢板，在所述钢框架的内侧设有鱼尾板，所述内嵌加劲钢板包括多块钢板分块，所有所述钢板分块通过多根板间水平角钢加劲肋和或多根板间竖向角钢加劲肋连接成一整体；所述板间水平角钢加劲肋和或所述板间竖向角钢加劲肋一边将相邻的两个所述钢板分块连接在一起，另一边作为剪力墙的加劲肋Ⅰ；所述内嵌加劲钢板通过边部水平角钢加劲肋和边部竖向角钢加劲肋与相应的鱼尾板连接，所述边部水平角钢加劲肋和所述边部竖向角钢加劲肋一边将所述鱼尾板和所述内嵌加劲钢板连接成一整体，另一边作为剪力墙的加劲肋Ⅱ。在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：所有所述钢板分块都与所述内嵌加劲钢板等长，上下相邻的两个所述钢板分块通过一根所述板间水平角钢加劲肋连接在一起。所有所述钢板分块都与所述内嵌加劲钢板等高，左右相邻的两个所述钢板分块通过一根所述板间竖直角钢加劲肋连接在一起。每个所述钢板分块构成所述内嵌加劲钢板的一个区格块，所有所述钢板分块通过多根所述板间水平角钢加劲肋和多根所述板间竖向角钢加劲肋连接成一整体。所述钢板分块和对应的所述板间水平角钢加劲肋和或所述板间竖向角钢加劲肋焊接。所述钢板分块和对应的所述板间水平角钢加劲肋和或所述板间竖向角钢加劲肋通过螺栓连接。所述边部水平角钢加劲肋和所述边部竖向角钢加劲肋与相应的鱼尾板和所述内嵌加劲钢板焊接。所述边部水平角钢加劲肋和所述边部竖向角钢加劲肋与相应的鱼尾板和所述内嵌加劲钢板通过螺栓连接。本发明具有的优点和积极效果是：钢板分块通过角钢连接，从而形成钢板剪力墙抗侧力体系，同时角钢亦作为钢板的加劲肋。角钢加劲肋具有较高的抗弯、抗扭刚度，可为墙板提供有效的面外约束和支撑作用，同时减轻加肋薄钢板剪力墙焊接时产生的焊接应力和焊接变形，从而使结构具有更好的延性和耗能能力。同时角钢加劲肋可将钢板剪力墙整体屈曲划分为单个网格屈曲，提高钢板屈曲荷载。综上所述，本发明不仅具备加劲钢板剪力墙的优点，还可减轻加劲钢板在焊接加劲肋过程中产生的焊接应力以及因焊接应力导致的钢板焊接变形，保证结构刚度协调，以避免剪力墙钢板在水平推覆或者低周反复水平荷载时局部变形过大，进而保障结构安全。附图说明图1是本发明的实施例1-水平角钢加劲钢板剪力墙示意图；图2是本发明的实施例2-竖向角钢加劲钢板剪力墙示意图；图3是本发明的实施例3-双向角钢加劲钢板剪力墙示意图；图4-1是本发明实施例1采用焊缝连接的1-1剖面示意图；图4-2是本发明实施例2采用焊缝连接的1-1剖面示意图；图4-3是本发明实施例3采用焊缝连接的1-1剖面示意图；图5-1是本发明实施例1采用螺栓连接的1-1剖面示意图；图5-2是本发明实施例2采用螺栓连接的1-1剖面示意图；图5-3是本发明实施例3采用螺栓连接的1-1剖面示意图；图6是本发明的钢框架与内嵌加劲钢板通过焊接连接的示意图；图7是本发明的钢框架与内嵌加劲钢板通过螺栓连接的示意图。图中：1、边框梁；2、边框柱；3、钢板分块；4-1、板间水平角钢加劲肋；4-2、边部水平角钢加劲肋；5-1、板间竖向角钢加劲肋；5-2、边部竖向角钢加劲肋；6、鱼尾板；7、焊缝；8-1、8-2、螺栓。具体实施方式为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅附图，本发明的构思是：把原先传统模式的板式加劲肋改为利用角钢作为加劲肋，把传统整块钢板分割成多个小块，各小块钢板与角钢通过焊接或者螺栓连接形成整片钢板剪力墙，从而达到加劲钢板剪力墙提高结构抗侧刚度，提高水平屈曲荷载，减少在加劲肋焊接过程中薄钢板的平面外变形，同时角钢加劲肋采用焊接或栓接，减轻加劲钢板剪力墙焊接时产生的焊接应力和焊接变形。总体方案为：一种角钢加劲钢板剪力墙结构，包括由边框梁1和边框柱2构成的钢框架及内嵌加劲钢板，在所述钢框架的内侧设有鱼尾板6，所述内嵌加劲钢板包括多块钢板分块3，所有所述钢板分块3通过多根板间水平角钢加劲肋4-1和或多根板间竖向角钢加劲肋5-1连接成一整体，所述板间水平角钢加劲肋4-1和或所述板间竖向角钢加劲肋5-1一边将相邻的两个所述钢板分块3连接在一起，另一边作为剪力墙的加劲肋Ⅰ，所述内嵌加劲钢板通过边部水平角钢加劲肋4-2和边部竖向角钢加劲肋5-2与相应的鱼尾板6连接，所述边部水平角钢加劲肋4-2和所述边部竖向角钢加劲肋5-2一边将所述鱼尾板6和所述内嵌加劲钢板连接成一整体，另一边作为剪力墙的加劲肋Ⅱ。下面例举3个实施例：实施例1：请参阅图1、图4-1、图5-1以及图6～图7，所有所述钢板分块3都与所述内嵌加劲钢板等长，上下相邻的两个所述钢板分块3通过一根所述板间水平角钢加劲肋4-1连接在一起。更具体的结构为：所述钢板分块3和对应的所述板间水平角钢加劲肋4-1通过焊缝7焊接或通过螺栓8-1连接。实施例2：请参阅图2、图4-2、图5-2以及图6～图7，所有所述钢板分块3都与所述内嵌加劲钢板等高，左右相邻的两个所述钢板分块3通过一根所述板间竖直角钢加劲肋5-1连接在一起。更具体的结构为：所述钢板分块3和对应的所述板间竖向角钢加劲肋5-1通过焊缝7焊接或通过螺栓8-1连接。实施例3：请参阅图3、图4-3、图5-3以及图6～图7，每个所述钢板分块3构成所述内嵌加劲钢板的一个区格块，所有所述钢板分块3通过多根所述板间水平角钢加劲肋4-1和多根所述板间竖向角钢加劲肋5-2连接成一整体。更具体的结构为：所述钢板分块3和对应的所述板间水平角钢加劲肋4-1和所述板间竖向角钢加劲肋5-1通过螺栓8-1连接。上述3个实施例的相同之处在于，所述边部水平角钢加劲肋4-2和所述边部竖向角钢加劲肋5-2与相应的鱼尾板6和所述内嵌加劲钢板通过焊缝焊接或通过螺栓8-2连接。上述板间水平角钢加劲肋4-1和或板间竖直角钢加劲肋5-1一边作为连接件与两块钢板分块3通过焊接连接或者螺栓连接，另一边作为剪力墙的加劲肋Ⅰ。所述鱼尾板6与边框梁1、边框柱2通过焊接连接。上述边部水平角钢加劲肋4-2和边部竖直角钢加劲肋5-2一边作为连接件与鱼尾板6和内嵌加劲钢板通过焊缝焊接或通过螺栓8-2连接，另一边作为剪力墙的加劲肋Ⅱ。尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种角钢加劲钢板剪力墙结构，包括由边框梁和边框柱构成的钢框架及内嵌加劲钢板，在所述钢框架的内侧设有鱼尾板，其特征在于，所述内嵌加劲钢板包括多块钢板分块，所有所述钢板分块通过多根板间水平角钢加劲肋和或多根板间竖向角钢加劲肋连接成一整体；所述板间水平角钢加劲肋和或所述板间竖向角钢加劲肋一边将相邻的两个所述钢板分块连接在一起，另一边作为剪力墙的加劲肋Ⅰ；所述内嵌加劲钢板通过边部水平角钢加劲肋和边部竖向角钢加劲肋与相应的鱼尾板连接，所述边部水平角钢加劲肋和所述边部竖向角钢加劲肋一边将所述鱼尾板和所述内嵌加劲钢板连接成一整体，另一边作为剪力墙的加劲肋Ⅱ。2.根据权利要求1所述的角钢加劲钢板剪力墙结构，其特征在于，所有所述钢板分块都与所述内嵌加劲钢板等长，上下相邻的两个所述钢板分块通过一根所述板间水平角钢加劲肋连接在一起。3.根据权利要求1所述的角钢加劲钢板剪力墙结构，其特征在于，所有所述钢板分块都与所述内嵌加劲钢板等高，左右相邻的两个所述钢板分块通过一根所述板间竖直角钢加劲肋连接在一起。4.根据权利要求1所述的角钢加劲钢板剪力墙结构，其特征在于，每个所述钢板分块构成所述内嵌加劲钢板的一个区格块，所有所述钢板分块通过多根所述板间水平角钢加劲肋和多根所述板间竖向角钢加劲肋连接成一整体。5.根据权利要求1所述的角钢加劲钢板剪力墙结构，其特征在于，所述钢板分块和对应的所述板间水平角钢加劲肋和或所述板间竖向角钢加劲肋焊接。6.根据权利要求1所述的角钢加劲钢板剪力墙结构，其特征在于，所述钢板分块和对应的所述板间水平角钢加劲肋和或所述板间竖向角钢加劲肋通过螺栓连接。7.根据权利要求1所述的角钢加劲钢板剪力墙结构，其特征在于，所述边部水平角钢加劲肋和所述边部竖向角钢加劲肋与相应的鱼尾板和所述内嵌加劲钢板焊接。8.根据权利要求1所述的角钢加劲钢板剪力墙结构，其特征在于，所述边部水平角钢加劲肋和所述边部竖向角钢加劲肋与相应的鱼尾板和所述内嵌加劲钢板通过螺栓连接。

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