一種多層、高層鋼結構抗側力體系的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及建筑領域，具體地講，涉及一種多層、高層鋼結構抗側力體系。
【背景技術】
[0002] 鋼框架-鋼板剪力墻是一種優良抗側力體系，在美國、歐洲等西方國家得到廣泛 的研宄與應用，目前該結構不斷應用在我國高烈度設防地震區。鋼框架-鋼板剪力墻與鋼 框架-鋼筋混凝土剪力墻相比具有良好的延性和耗能能力，克服了鋼框架-鋼筋混凝土剪 力墻在地震作用下墻體易發生開裂導致結構延性降低的缺點。但是由于鋼板剪力墻易發生 面外屈曲，在設計中不得不加厚鋼板或采用加肋鋼板，提高了其經濟成本。 【實用新型內容】：
[0003] 本實用新型要解決的技術問題是提供一種多層、高層鋼結構抗側力體系，提高結 構的承載力、延性和耗能能力，承載力計算方法可以比較精確的估計結構的承載力。
[0004] 本實用新型采用如下技術方案實現實用新型目的：
[0005] -種多層、高層鋼結構抗側力體系，包括內填鋼板，其特征是：所述內填鋼板的兩 側設置有至少一層外敷碳-玻混雜纖維層，所述內填鋼板固定在鋼框架上。
[0006] 作為對本技術方案的進一步限定，所述內填鋼板的兩側全敷碳-玻混雜纖維層。
[0007] 作為對本技術方案的進一步限定，所述內填鋼板的兩側對角線方向敷設碳-玻混 雜纖維層。
[0008] 作為對本技術方案的進一步限定，所述鋼框架由框架梁和框架柱組成，所述框架 梁通過端板和節點螺栓固定在所述框架柱上。
[0009] 作為對本技術方案的進一步限定，所述內填鋼板通過魚尾板與所述框架梁和框架 柱螺栓連接或者焊接連接。
[0010] 作為對本技術方案的進一步限定，所述內填鋼板通過工程用膠與碳-玻混雜纖維 層粘結連接。
[0011] 作為對本技術方案的進一步限定，內填鋼板采用高延性鋼材。
[0012] 與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是：本實用新型通過在傳統的鋼 框架-鋼板剪力墻的鋼板兩側外敷碳-玻混雜纖維，可以有效地增強內填鋼板，提高結構的 承載力、延性和耗能能力，成為一種新型多層、高層鋼結構抗側力體系。該新型結構體系采 用較薄鋼板依然可以滿足結構抗震耗能的要求，經濟性較好，具有廣闊的市場前景。本實用 新型提供的新型多層、高層鋼結構抗側力體系可應用于高層建筑結構作為抗側力構件，內 填鋼板作為結構第一道防線參與抗震，內填鋼板退出工作后鋼框架作為第二道防線，通過 自身變形和節點轉動耗能。碳-玻混雜纖維可以明顯增強內填鋼板，提高結構承載力、延性 和耗能能力，使結構獲得更好的抗震耗能能力。本實用新型提供的該體系的承載力計算方 法可以快速、確的估計結構的承載力。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本實用新型的斜向拉桿簡化模型圖。
[0014] 圖2為優選實施例一的結構示意圖。
[0015] 圖3為優選實施例二的結構示意圖。
[0016] 圖4為優選實施例一的分解結構示意圖。
[0017] 圖5為優選實施例二的分解結構示意圖。
[0018] 圖6為本實用新型的復合鋼板的結構簡圖。
[0019] 圖7為本實用新型的結構側向力傳力簡圖。
[0020] 圖中，1-框架柱，3-框架梁，5-內填鋼板，6-碳-玻混雜纖維，7-端板，8-節點螺 栓，9-魚尾板。
【具體實施方式】：
[0021] 下面結合實施例，進一步說明本實用新型。
[0022] 參見圖1-圖7,本實用新型包括內填鋼板5、內填鋼板兩側外敷碳-玻混雜纖維6 和鋼框架。所述內填鋼板5采用高延性鋼材；所述碳-玻混雜纖維采用一般碳-玻混雜纖 維，敷設方式包括兩種：方法一為鋼板兩側全敷碳-玻混雜纖維6,方法二為鋼板兩側對角 線方向敷設碳-玻混雜纖維6 ;所述內填鋼板5通過工程用膠與碳-玻混雜纖維6粘結連 接；所述鋼框架由框架梁3和框架柱1組成；所述鋼框架由框架梁3和框架柱1組成，所述 框架梁3通過端板7和節點螺栓8固定在所述框架柱1上。
[0023] 所述內填鋼板5通過魚尾板9與所述框架梁3和框架柱1螺栓連接或者焊接連接。
[0024] 所述承載力計算方法是基于體系的塑性分析提出的簡化計算方法。
[0025] 在上述新型多層、高層鋼結構抗側力體系，對于所述內填鋼板5兩側全敷碳-玻混 雜纖維6的抗側力體系（方法一），可以在整個內填鋼板范圍內增強鋼板，最大限度提升結 構承載力、延性和耗能能力，這種類型的抗側力體系主要應用于高層結構或抗震設防烈度 高的地區。
[0026] 在上述新型多層、高層鋼結構抗側力體系，對于所述內填鋼板5兩側對角線方向 外敷碳-玻混雜纖維6的抗側力體系（方法二），僅在內填鋼板5兩個對角線方向增強鋼 板，對結構承載力、延性和耗能能力的提升相對較小，這種類型的抗側力體系主要應用于多 層結構或抗震設防烈度較低的地區。
[0027] 在上述承載力計算方法，對于所述塑性分析是基于試驗與有限元進行的：初期，內 填鋼板5和敷碳-玻混雜纖維6組成復合鋼板，復合鋼板承擔了大部分水平地震力；隨著 地震力增大，復合鋼板發生變形并發生破壞，復合鋼板退出工作；鋼框架參與抗側，框架柱 1和框架梁3出現塑性鉸，結構發生破壞。復合鋼板在受力時形成沿45°均勻斜向拉桿，斜 向拉桿寬度取H/8 (H為復合鋼板高度），拉桿數目為每層19條，形成簡化模型如圖1。
[0028] 在上述承載力計算方法，所述承載力計算方法推導過程如下：
[0029] 如圖1，外力P做功仏^ ;內力做功Win包括節點和柱腳轉動做功W i以及 斜向拉桿做功W2，其中W1= (2ηΜ」+2Μ。）Θ，
[0030]
【主權項】
1. 一種多層、高層鋼結構抗側力體系，包括內填鋼板，其特征是：所述內填鋼板的兩側 設置有至少一層外敷碳-玻混雜纖維層，所述內填鋼板固定在鋼框架上。
2. 根據權利要求1所述的多層、高層鋼結構抗側力體系，其特征是：所述內填鋼板的兩 側全敷碳-玻混雜纖維層。
3. 根據權利要求1所述的多層、高層鋼結構抗側力體系，其特征是：所述內填鋼板的兩 側對角線方向敷設碳-玻混雜纖維層。
4. 根據權利要求1所述的多層、高層鋼結構抗側力體系，其特征是：所述鋼框架由框架 梁和框架柱組成，所述框架梁通過端板和節點螺栓固定在所述框架柱上。
5. 根據權利要求4所述的多層、高層鋼結構抗側力體系，其特征是：所述內填鋼板通過 魚尾板與所述框架梁和框架柱螺栓連接或者焊接連接。
6. 根據權利要求1-5之一所述的多層、高層鋼結構抗側力體系，其特征是：所述內填鋼 板通過工程用膠與碳-玻混雜纖維層粘結連接。
7. 根據權利要求1-5之一所述的多層、高層鋼結構抗側力體系，其特征是：內填鋼板采 用尚延性鋼材。
【專利摘要】本實用新型提供一種多層、高層鋼結構抗側力體系，包括內填鋼板，其特征是：所述內填鋼板的兩側設置有至少一層外敷碳-玻混雜纖維層，所述內填鋼板固定在鋼框架上。本實用新型通過在傳統的鋼框架-鋼板剪力墻的鋼板兩側外敷碳-玻混雜纖維，可以有效地增強內填鋼板，提高結構的承載力、延性和耗能能力，成為一種新型多層、高層鋼結構抗側力體系。該新型結構體系采用較薄鋼板依然可以滿足結構抗震耗能的要求，經濟性較好，具有廣闊的市場前景。
【IPC分類】E04G23-02, E04B1-98, E04B2-58
【公開號】CN204571346
【申請號】CN201520206886
【發明人】林晨, 彭曉彤
【申請人】山東工藝美術學院
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月8日