專利名稱：交叉加強鋼板防屈曲耗能墻的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑結構的耗能鋼板墻，特別是涉及一種建筑結構的交叉加強鋼板防屈曲耗能墻。
背景技術：
地震災害具有突發性和毀滅性，嚴重威脅著人類生命、財產的安全。世界上每年發生破壞性地震近千次，一次大地震可引起上千億美元的經濟損失，導致幾十萬人死亡或嚴重傷殘。我國地處世界上兩個最活躍的地震帶上，是遭受地震災害最嚴重的國家之一，地震造成的人員傷亡居世界首位，經濟損失也十分巨大。地震中建筑物的大量破壞與倒塌，是造成地震災害的直接原因。地震發生時，地面振動引起結構的地震反應。對于基礎固接于地面的建筑結構物，其反應沿著高度從下到上逐層放大。由于結構物某部位的地震反應(加速度、速度或位移)過大，使主體承重結構嚴重破壞甚至倒塌；或雖然主體結構未破壞，但建筑飾面、裝修或其它非結構配件等毀壞而導致嚴重損失；或室內昂貴儀器、設備破壞導致嚴重的損失或次生災害。為了避免上述災害的發生，人們必須對結構體系的地震反應進行控制，并消除結構體系的“放大器”作用。20世紀初，日本大森房吉教授提出的計算方法以及佐野利器博士提出的地震系數法均沒有考慮結構的動力特性，后來人們稱之為抗震設計的靜力理論，為了抗御地震，多傾向于采用剛強的建筑結構，即“剛性結構體系”，但是這種結構體系很難真正實現，也不經濟，只有極少數的重要建筑物采用這種結構體系。隨著社會的發展，建筑物越來越龐大、復雜，人們對建筑物的安全性有了更高的要求，因此要在合理的經濟范圍內達到預期的設防目標更加困難，在安全性與經濟性之間，人們面臨兩難選擇。其次，人們對地震的認識還不夠，預測結構物地震反應與其實際地震反應還有一定距離，因而所采取的抗震措施也不完全合理。抗震理論發展的第一次突破是在20世紀50年代初，美國的M A Biot等人提出抗震設計的反應譜理論。這時人們開始考慮地震動和建筑物之間的動力特性關系，提出了“延性結構體系”。同最早的設計方法相比，延性設計方法已經帶有對能量進行“疏導”的思想，因此它具有一定的科學性。然而，結構物要終止振動反應，必然要進行能量轉換或消耗。這種抗震結構體系，容許結構及承重構件(柱、梁、節點等)在地震中出現損壞，即依靠結構及承重構件的損壞消耗大部分能量，往往導致結構構件在地震中嚴重破壞甚至倒塌，這在一定程度上是不合理也是不安全的。隨著社會的進步和經濟的發展，人們對抗震減震、抗風的要求也越來越高，某些重要的建筑物(如紀念性建筑、裝飾昂貴的現代建筑和核電站等)不允許結構構件進入非彈性狀態，使“延性結構體系”的應用日益受到限制，這些都成為結構工程技術人員面臨的現實而重大的課題。各國學者積極致力于新的抗震結構體系的探索和研究，1972年美藉華裔學者姚治平(JTP Yao)教授第一次明確提出了土木工程結構振動控制的概念。姚認為結構的性能能夠通過控制手段加以控制，以使它們在環境荷載作用下，能保持在一個指定的范圍內，為確保安全，結構位移需要限制，從居住者的舒適方面考慮，加速度需要限制。土木工程結構振動控制可以有效地減輕結構在地震、風、車輛、浪、流、冰等動力作用下的反應和損傷積累，有效地提高結構的抗震能力和抗災性能。這樣抗震理論又進入了一個新的發展階段。鋼板剪力墻結構是20世紀70年代發展起來的一種新型抗側力結構體系。鋼板剪力墻由內嵌鋼板、豎向邊緣構件(柱)和水平邊緣構件(梁)構成，其整體受力性能類似于底端嵌固的豎向懸臂梁，其中豎向邊緣構件相當于梁翼緣，內嵌鋼板相當于梁腹板，水平邊緣構件則可以近似等效為橫向加勁肋。內嵌鋼板可采用無加勁肋和有加勁肋的構造形式。無加勁的鋼板剪力墻在強震作用下可以充分利用鋼板的屈曲后強度，并具有很好的延性和耗能能力。加勁的鋼板剪力墻則能夠限制鋼板的平面外屈曲，從而提高結構的屈曲承載力，有助于增強結構在風以及小震作用下的抗側移剛度并方便施工。與傳統的鋼框架或者鋼框架加混凝土剪力墻結構體系相比，鋼板剪力墻結構具有厚度薄、自重輕、建造速度快和延性好等優點。已有的研究成果以及工程實例表明，鋼板剪力墻是一種非常具有發展潛力的抗側力體系，尤其適用于高烈度地震設防區的高層建筑以及抗震加固。在過去的幾十年中，各國學者對這種結構進行了許多試驗與理論方面的研究。這些研究都得到了共同的結論這種結構彈性初始剛度高、位移延性系數大、滯回性能穩定。目前研究開發的耗能鋼板墻有中國專利號200810034557.I公開了一種名稱為“高層豎向剪切耗能鋼板墻結構體系”發明專利。然而目前一些耗能鋼板墻容易產生屈曲，還有一些耗能鋼板墻的塑性分布比較集中，不利于耗能，都需要得到較好的解決。

發明內容
I、發明目的
本發明的目的在于提供一種交叉加強鋼板防屈曲耗能墻，我國關于鋼板剪力墻的研究起步較晚，《高層民用建筑鋼結構技術規程》附錄四關于鋼板墻的計算，認為鋼板墻結構僅承受水平荷載，以剪切彈性屈曲強度作為鋼板墻的設計極限狀態，沒有考慮在軸向荷載作用下鋼板墻屈曲的問題。本發明交叉加強鋼板防屈曲耗能墻能夠有效解決鋼板屈曲問題，提高結構的耗能能力。利用交叉加強鋼板防屈曲耗能墻的耗能作用能夠減少建筑結構的地震反應，對建筑結構起到很好的保護作用。2、技術方案
一種交叉加強鋼板防屈曲耗能墻，包括交叉加強鋼板、內填鋼板、螺栓、螺母、鋼墊板、鋼柱、鋼梁、墊板和螺孔，交叉加強鋼板呈交叉狀，分別由4條拋物線切割形成，在交叉加強鋼板的交叉點及四角形成相對寬大的區域，在內填鋼板的一側或兩側安裝交叉加強鋼板，交叉加強鋼板與內填鋼板采用螺栓連接，墊板的兩端與交叉加強鋼板相接觸。墊板上或下面安裝角板。交叉加強鋼板的中部交叉點的螺栓不應少于4個；交叉加強鋼板的四個角部均與梁柱連接，交叉加強鋼板的四個角部的螺栓不少于3個。交叉加強鋼板和墊板同厚度。3、優點及有益效果
交叉加強鋼板防屈曲耗能墻具有較大的豎向剛度和水平剛度，改善了鋼板剪力墻的抗震性能，實現了鋼板剪力墻和耗能器合二為一，可廣泛應用于鋼結構和鋼筋混凝土結構的耗能減震。它具有地震作用下承載能力高、抗側剛度大、耗能能力強等一系列優越的特性，是一種優越的抗震耗能構件。


圖I為本發明交叉加強鋼板防屈曲耗能墻平面示意圖2為本發明無角板情況下的交叉加強鋼板防屈曲耗能墻平面示意圖3為圖IA-A劑面不意圖。圖中，I為交叉加強鋼板；2為內填鋼板；3為螺栓；4為螺母；5為鋼墊板；6為鋼柱；7為鋼梁；8為角板；9為墊板；10為螺孔。
具體實施例方式下面結合技術方案和參照附圖對本發明進行詳細說明。本發明提出的交叉加強鋼板防屈曲耗能墻如圖f圖2所示。整個裝置主要由交叉加強鋼板I、內填鋼板2、螺栓3、螺母4、鋼墊板5、鋼柱6、鋼梁7、墊板9和螺孔10等組成。首先根據工程實際確定交叉加強鋼板I和內填鋼板2的尺寸，確定螺孔位置。根據交叉加強鋼板I和內填鋼板2確定墊板9的尺寸。采用螺栓3、螺母4和鋼墊板5將交叉加強鋼板I、內填鋼板2連接；再采用螺栓將交叉加強鋼板I、內填鋼板2安裝在鋼梁與鋼柱上。一種交叉加強鋼板防屈曲耗能墻，包括交叉加強鋼板I、內填鋼板2、螺栓3、螺母4、鋼墊板5、鋼柱6、鋼梁7、墊板9和螺孔10，交叉加強鋼板I呈交叉狀，分別由4條拋物線切割形成，在交叉加強鋼板I的交叉點及四角形成相對寬大的區域，在內填鋼板2的一側或兩側安裝交叉加強鋼板1，交叉加強鋼板I與內填鋼板2采用螺栓連接，墊板9的兩端與交叉加強鋼板I相接觸。交叉加強鋼板I的中部交叉點的螺栓3不應少于4個；交叉加強鋼板I的四個角部均與梁柱連接，交叉加強鋼板I的四個角部的螺栓3不少于3個。交叉加強鋼板I和墊板9同厚度。交叉加強鋼板防屈曲耗能墻墊板可安裝角板8。
權利要求
1.一種交叉加強鋼板防屈曲耗能墻，包括交叉加強鋼板(I)、內填鋼板(2)、螺栓(3)、螺母(4)、鋼墊板(5)、鋼柱(6)、鋼梁(7)、墊板(9)和螺孔(10)，其特征在于交叉加強鋼板(I)呈交叉狀，分別由4條拋物線切割形成，在交叉加強鋼板(I)的交叉點及四角形成相對寬大的區域，在內填鋼板(2)的一側或兩側安裝交叉加強鋼板(I)，交叉加強鋼板(I)與內填鋼板⑵采用螺栓連接，墊板(9)的兩端與交叉加強鋼板⑴相接觸。
2.根據權利要求I所述的一種交叉加強鋼板防屈曲耗能墻，其特征在于墊板(9)上或下面安裝角板(8)。
3.根據權利要求I所述的一種交叉加強鋼板防屈曲耗能墻，其特征在于交叉加強鋼板(I)的中部交叉點的螺栓(3)不應少于4個；交叉加強鋼板(I)的四個角部均與梁柱連接，交叉加強鋼板(I)的四個角部的螺栓(3)不少于3個。
4.根據權利要求I所述的一種交叉加強鋼板防屈曲耗能墻，其特征在于交叉加強鋼板⑴和墊板(9)同厚度。
全文摘要
本發明提供一種交叉加強鋼板防屈曲耗能墻，主要由交叉加強鋼板、內填鋼板、螺栓、螺母、鋼墊板、鋼柱、鋼梁、角板、墊板和螺孔等組成。其特征在于，交叉加強鋼板呈交叉狀，分別由4條拋物線切割，在交叉加強鋼板的交叉點及四角形成相對較寬大的區域。在內填鋼板的一側或兩側安裝交叉加強鋼板。本發明的效果和優點是具有較大的豎向剛度和水平剛度，改善了鋼板剪力墻的抗震性能，實現了鋼板剪力墻和耗能器合二為一，可廣泛應用于鋼結構和鋼筋混凝土結構的耗能減震。它具有地震作用下承載能力高、抗側剛度大、耗能能力強等一系列優越的特性，是一種優越的抗震耗能構件。
文檔編號E04C2/08GK102926484SQ201210426339
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日
發明者張延年 申請人:沈陽建筑大學