(19)中华人民共和国国家知识产权局
*CN101922187A*
(10)申请公布号 CN 101922187 A(43)申请公布日 2010.12.22
(12)发明专利申请
(21)申请号 201010233162.1(22)申请日 2010.07.16
(71)申请人清华大学
地址100084 北京市100084信箱82分箱清
华大学专利办公室(72)发明人郭彦林 王小安 窦超(51)Int.Cl.
E04B 2/56(2006.01)E04B 2/58(2006.01)E04B 2/(2006.01)E04C 2/28(2006.01)E04C 2/32(2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页
(54)发明名称
一种波形钢板与混凝土组合剪力墙(57)摘要
一种波形钢板与混凝土组合剪力墙，属于结构工程技术领域。其特征在于，所述波形钢板与混凝土组合剪力墙由波形钢板、混凝土、钢筋网、抗剪栓钉、连接板组成，并内嵌于边缘框架内。其中，波形钢板与边缘框架的连接方式分两种形式：若边缘框架为钢框架，波形钢板在四周边界处与边缘钢框架通过焊接连接；若边缘框架为混凝土框架，波形钢板先在四周边界上与四块连接板焊接，再通过连接板上的抗剪栓钉与边缘框架连接。在波形钢板布置有混凝土一侧的外表面上设置抗剪栓钉，配置钢筋网后浇筑混凝土，便可得到这种波形钢板与混凝土组合剪力墙。
CN 101922187 ACN 101922187 ACN 101922188 A
权 利 要 求 书
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1.一种波形钢板与混凝土组合剪力墙，其特征在于，所述剪力墙由波形钢板、混凝土、钢筋网、抗剪栓钉、连接板组成，并内嵌于边缘框架内；所述波形钢板的形式为直角波形钢板、梯形波形钢板、三角波形钢板或正弦波浪钢板。
2.按照权利要求1所述的组合剪力墙，其特征在于，所述波形钢板与所述边缘框架的连接方式分两种形式，一种为边缘框架为钢框架的形式，一种为边缘框架为混凝土框架的形式；若边缘框架为钢框架，所述波形钢板在四周边界处与边缘钢框架通过焊接连接；若边缘框架为混凝土框架，所述波形钢板在四周边界上与四块连接板分别焊接，并使所述连接板平面与所述边缘框架平面保持垂直；在所述连接板与所述波形钢板连接的相反一侧表面上设置抗剪栓钉；在用混凝土浇筑边缘框架时，所述抗剪栓钉被埋入边缘框架中，实现所述波形钢板与边缘框架的连接。
3.按照权利要求1所述的组合剪力墙，其特征在于，当剪力墙一侧布置混凝土时，抗剪栓钉布置在波形钢板有混凝土的一侧；当剪力墙两侧均布置混凝土时，在波形钢板两侧表面均设置抗剪栓钉。
4.按照权利要求1所述的组合剪力墙，其特征在于，在上述波形钢板与混凝土组合剪力墙中，所述混凝土在波形钢板一侧或两侧现浇，并在浇筑混凝土之前配置钢筋网。
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说 明 书
一种波形钢板与混凝土组合剪力墙
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技术领域
[0001]
本发明涉及一种新型的波形钢板与混凝土组合剪力墙，属于结构工程技术领域。
背景技术
目前常用的组合钢板剪力墙一般由平钢板与混凝土组合而成。平钢板组合剪力墙一般分为两种形式，一种为单层平钢板组合剪力墙，另一种为双层平钢板组合剪力墙。所谓单层平钢板组合剪力墙即在单层钢板外侧浇筑混凝土或安放预制混凝土板，混凝土可只布置在平钢板一侧，也可布置在平钢板两侧；所谓双层平钢板组合剪力墙即在双层平钢板之间浇筑混凝土。
[0003] 组合钢板剪力墙兼具钢板剪力墙与混凝土剪力墙的优点，并实现性能互补，抗震性能优越，是目前应用较多的一种抗侧力构件。但常用的平钢板组合剪力墙存在一些缺点。以混凝土内嵌的双层平钢板组合剪力墙为例：平钢板在剪力作用下易于屈曲，屈曲导致平钢板发生较大的面外变形并逐步形成拉力带，而拉力带又进一步使面外变形加剧，最终会使钢板与内嵌混凝土分离，二者进而失去共同作用。对钢板内嵌的组合钢板墙，存在同样的问题，除非钢板较厚，不易发生屈曲，但由于厚板很不经济，市场难以接受。[0004] 为实现平钢板与混凝土的有效粘结，通常在钢板与混凝土的连接界面上布置繁密的抗剪栓钉，但对于薄钢板墙，其钢板的屈曲趋势很难阻止，最终由于屈曲变形较大以及拉力带形成导致二者分离。本申请人进行过多个组合钢板剪力墙试验，其最终都是以钢板屈曲、变形过大导致二者分离而失去共同作用。[0005] 将平钢板通过辊轧机辊轧成波形钢板，其弹性抗剪屈曲荷载较平钢板相比高出几倍甚至几十倍，且其在运输与安装过程中具有较大的面外刚度而不易变形，因此将波形钢板作为剪力墙使用，从而克服传统的平钢板剪力墙受剪易屈曲、(薄钢板剪力墙)滞回曲线捏拢现象明显等一些缺点。但波形钢板属于缺陷敏感型构件，在其达到极限承载力后，随着波形曲面被拉平，板件的承载力开始下降，故其滞回性能也不是十分理想。但若是波形钢板的面外变形受到一定的约束，则其承载性能能够得到极大的改善，耗能能力会有很大提升。[0006] 基于此，本发明提出一种波形钢板与混凝土组合剪力墙，旨在克服传统平钢板组合剪力墙与波形钢板剪力墙的缺点。目前常用的波形钢板形式多样，主要包括正弦波浪钢板、三角波形钢板、梯形波形钢板、直角波形钢板等，其弹性抗剪屈曲荷载均比同厚度的平钢板高出很多。这种波形钢板与混凝土形成的剪力墙由波形钢板与混凝土组合而成，混凝土布置在波形钢板的一侧或两侧，一般是在波形钢板的外侧现浇混凝土。在波形钢板上可设置少量的抗剪栓钉，当抗剪栓钉被埋入混凝土后，混凝土与波形钢板的粘结效果更好。[0007] 在这种波形钢板与混凝土形成的组合剪力墙中，混凝土为波形钢板提供了较强的面外约束，有效阻止波形钢板的波折曲面被拉平；而波形钢板的波折棱线如同拉链齿一样，能够侧向力作用下混凝土与波形钢板之间的相互错动。在上述机理有效工作的条件下，波形钢板与混凝土能够协同受力，使得所述波形钢板与混凝土组合剪力墙的承载力大大提高，滞回耗能曲线饱满，具有极佳的抗震性能。
[0002]
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说 明 书
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发明内容
本发明提出一种波形钢板与混凝土组合剪力墙，在传统平钢板组合剪力墙的基础上，通过改变平钢板为波形的形式，克服了传统平钢板组合剪力墙在钢与混凝土连接界面上容易分离的缺点；在波形钢板剪力墙基础上，通过增加钢筋混凝土成分，克服了波形钢板剪力墙耗能能力不理想的缺点。一种波形钢板与混凝土组合剪力墙，其特征在于，所述组合钢板剪力墙由波形钢板、混凝土、钢筋网、抗剪栓钉、连接板组成，并内嵌于边缘框架内；所述波形钢板的形式为直角波形钢板、梯形波形钢板、三角波形钢板或正弦波浪钢板；[0009] 在上述波形钢板与混凝土组合剪力墙中，所述波形钢板与所述边缘框架的连接方式分两种形式，一种为边缘框架为钢框架的形式，一种为边缘框架为混凝土框架的形式；[0010] 若边缘框架为钢框架，所述波形钢板在四周边界处与边缘钢框架通过焊接连接；[0011] 若边缘框架为混凝土框架，所述波形钢板在四周边界上与四块连接板分别焊接，并使所述连接板平面与所述边缘框架平面保持垂直；在所述连接板与所述波形钢板连接的相反一侧的表面上设置抗剪栓钉；在用混凝土浇筑边缘框架时，所述抗剪栓钉被埋入边缘框架中，实现所述波形钢板与边缘框架的连接；[0012] 在上述波形钢板与混凝土组合剪力墙中，当一侧有混凝土时，抗剪栓钉布置在波形钢板的有混凝土的一侧；当两侧均布置混凝土时，在波形钢板两侧表面均设置抗剪栓钉；
[0013] 在上述波形钢板与混凝土组合剪力墙中，所述混凝土在波形钢板一侧或两侧现浇，并在浇筑混凝土之前配置钢筋网。
[0014] 本发明提供的这种波形钢板与混凝土组合剪力墙，具有较大的抗侧力作用，且能在大震作用下有效消能的新型剪力墙。
[0008]
附图说明
图1为带边缘钢框架的波形钢板与混凝土组合剪力墙结构立面图；
[0016] 图2为带边缘钢框架的波形钢板与混凝土组合剪力墙结构中的波形钢板与边缘钢框架部分分解图；
[0017] 图3为带边缘混凝土框架的波形钢板与混凝土组合剪力墙结构立面图；
[0018] 图4为带边缘混凝土框架的波形钢板与混凝土组合剪力墙结构中的波形钢板与连接板部分分解图；
[0019] 图5为带边缘钢框架的波形钢板与混凝土组合剪力墙结构的A-A剖面图；[0020] 图6为带边缘钢框架的波形钢板与混凝土组合剪力墙结构的B-B剖面图；[0021] 图7为带边缘混凝土框架的波形钢板与混凝土组合剪力墙结构的C-C剖面图；[0022] 图8为带边缘混凝土框架的波形钢板与混凝土组合剪力墙结构的D-D剖面图；[0023] 图9为波形钢板的形式，其中按上往下的顺序，第1个为直角波形钢板，第2个为梯形波形钢板，第3个为三角波形钢板，第4个为正弦波浪钢板；
[0015]
具体实施方式
[0024] 下面结合附图1～9，具体说明这种波形钢板与混凝土组合剪力墙。图标如下：
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CN 101922187 ACN 101922188 A[0025] [0026] [0027] [0028] [0029] [0030]
说 明 书
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2-1-边缘框架钢梁
3-1-边缘框架钢柱2-2-边缘框架混凝土梁3-2-边缘框架混凝土柱4-波形钢板
4-1-直角波形钢板
[0031] 4-2-梯形波形钢板[0032] 4-3-三角波形钢板[0033] 4-4-正弦波浪钢板
[0034] 5-波形钢板上的抗剪栓钉[0035] 6-钢筋网[0036] 7-混凝土
[0037] 8-1-与边缘框架混凝土梁连接的连接板[0038] 8-2-与边缘框架混凝土柱连接的连接板[0039] 9-连接板上的抗剪栓钉[0040] 如图9所示，在这种波形钢板与混凝土组合剪力墙中，波形钢板供选用的形式为：直角波形钢板4-1、梯形波形钢板4-2、三角波形钢板4-3、正弦波浪钢板4-4；下面以直角波形钢板4-1为例说明这种波形钢板与混凝土组合剪力墙的组成；[0041] 如图1和图3所示，所述波形钢板与混凝土组合剪力墙1与边缘构件的连接，根据边缘构件的种类分为两种形式，一种为如图1所示的边缘框架为钢框架的形式，一种为如图3所示的边缘框架为混凝土框架的形式。[0042] 当边缘框架为钢框架时，边缘框架由边缘框架钢梁2-1与边缘框架钢柱3-1组成；如图2所示，所述波形钢板4在四周边界上通过焊接与所述边缘框架连接；在波形钢板4布置有混凝土一侧的表面上设置抗剪栓钉5。[0043] 当边缘框架为混凝土框架时，边缘框架由边缘框架混凝土梁2-2与边缘框架混凝土柱3-2组成；如图4所示，所述波形钢板4在四周边界上分别与4块连接板焊接；所述连接板分为与边缘框架混凝土梁2-2连接的连接板8-1、与边缘框架混凝土柱3-2连接的连接板8-2；所述连接板平面与所述边缘框架平面保持垂直；在所述连接板8-1、8-2与所述波形钢板4连接的另一侧表面上设置抗剪栓钉9；在用混凝土浇筑边缘框架时，抗剪栓钉9被埋入边缘框架混凝土中，便可实现波形钢板4与边缘框架的连接。
[0044]
如图5～8所示，在所述波形钢板4布置有混凝土的一侧设置钢筋网6，然后浇筑混凝土7，至此便得到所述波形钢板与混凝土组合剪力墙。
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说 明 书 附 图
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图1
图2
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说 明 书 附 图
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图3
图4
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说 明 书 附 图
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图5
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