用于增强剪力墙平面外刚度的X型钢骨的制作方法

用于增强剪力墙平面外刚度的x型钢骨
技术领域
1.本实用新型涉及建筑构件领域，具体而言，涉及一种用于增强剪力墙平面外刚度的x型钢骨。


背景技术：

2.剪力墙是建筑工程中常见的一种重要的结构，其在构筑物或者房屋中的主要作用是承担地震作用产生的竖向荷载或者风作用引起的水平荷载，剪力墙能够防止结构剪切(受剪)破坏。
3.剪力墙按照不同的分类方式也分为很多种，有筒体剪力墙、平面剪力墙、框支剪力墙、连肢剪力墙、短肢剪力墙，按照剪力墙的形状又可以分为“十”字型、“z”字型、“t”字型、“l”型、折线型、“一”字型等等。按照结构材料可以分为钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙、和配筋砌块剪力墙。其中最为常见的是钢筋混凝土剪力墙。剪力墙能够增加结构的强度、刚度及抗倒塌能力，在某些部位可现浇或预制装配钢筋混凝土剪力墙。现浇剪力墙与周边梁、柱同时浇筑，整体性好。筒体剪力墙用于高层建筑、高耸结构和悬吊结构中，由电梯间、楼梯间、设备及辅助用房的间隔墙围成，这样的筒壁均为现浇钢筋混凝土墙体，其强度和刚度较平面剪力墙可承受较大的水平荷载。
4.对于高层、超高层建筑来说，设计的要点之一就是控制其侧移在各种工况下都能满足规范的要求，钢筋混凝土是可以提供较高的抗侧移刚度的竖向构件。由于竖向构件承担了大部分的水平荷载，虽然剪力墙的平面内的结构刚度非常大，但是常常会有部分剪力墙的平面外抗剪承载力不满足计算要求的情况。现在通常的做法就是通过增加剪力墙墙厚、增加剪力墙墙长或者增加混凝土的强度等级来解决这个问题，这些方法虽然能够解决问题，但无疑也增加了工程的造价，而且仅仅为了某小部位的抗剪不足就增加整个墙肢的强度实属浪费。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于克服现有剪力墙的上述不足,提供一种用于增强剪力墙平面外刚度的x型钢骨。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：
7.一种用于增强剪力墙平面外刚度的x型钢骨，包括背板、支撑角钢和拉杆；
8.背板包括腹板、腹翅和腹腿，腹板为竖向长板，顶部连接有两个呈v型的腹翅，底部连接有两个呈倒v型的腹腿，两个腹翅、两个腹腿均左右对称，腹翅和腹腿上下对称，腹板、腹翅和腹腿组成的背板呈x型；
9.背板的两个外侧面上沿长度方向安装有支撑角钢，支撑角钢的走向与背板相同，与背板相贴合；
10.支撑角钢的两侧各安装有一根拉杆，拉杆的两端分别连接腹翅的顶端和腹腿的底端。
11.优选地，腹板外侧面与腹翅、腹腿的连接处均为平滑过渡的弧形。
12.优选地，腹板的厚度为腹翅厚度的1.2倍。
13.优选地，腹翅和腹腿的端面均水平。
14.优选地，两个腹翅的夹角、两个腹腿的夹角均为45
°‑
60
°
。
15.优选地，支撑角钢截面呈v型，夹角为60
°
。
16.本实用新型具有以下有益效果：
17.(1)本实用新型提高了剪力墙的平面外刚度，增加了抗剪承载力，同时还具备高耗能的优良性能，抗震效果较好，塑性较好，适用于高烈度地震区、层高较高的高层建筑、超高层建筑，也适用于地下室等土推力较大、受剪力较大的外挡墙；
18.(2)本实用新型利用拉杆的抗拉强度来满足抗剪承载力的要求，突破了材料现有的利用手段，和混凝土一起两种材料的结合使得本组合结构具备了最优良的力学性能；
19.(3)本实用新型结构简单，易于生产加工，且安装方便，仅在现场绑扎在原剪力墙的竖向钢筋和水平钢筋上就行，操作简单，施工方便。
附图说明
20.图1是本实用新型结构示意图；
21.图2是背板结构示意图；
22.图3是角钢结构示意图；
23.其中，上述附图包括以下附图标记：
24.1、背板；11、腹板；12、腹翅；13、腹腿；
25.2、支撑角钢；3、拉杆。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
27.如图1所示，本实用新型所述的用于增强剪力墙平面外刚度的x型钢骨，包括背板1、支撑角钢2和拉杆3；背板1包括腹板11、腹翅12和腹腿13，腹板为竖向长板，顶部连接有两个呈v型的腹翅，底部连接有两个呈倒v型的腹腿，两个腹翅的夹角、两个腹腿的夹角均为45
°‑
60
°
。两个腹翅、两个腹腿均左右对称，腹翅和腹腿上下对称，腹板、腹翅和腹腿组成的背板呈x型；腹翅和腹腿的端面均水平，腹板外侧面与腹翅、腹腿的连接处均为平滑过渡的弧形，弧形的设计方式可以避免腹翅(腹腿)过度到腹板部位引起的突变，从而可以规避应力集中的产生。
28.背板1的两个外侧面上沿长度方向安装有支撑角钢2，支撑角钢的走向与背板相同，与背板相贴合；角钢截面呈v型，夹角为60
°
，支撑角钢与背板形成三角形，利用三角形稳定性好的原理，角钢对背板提供了强有力的支撑作用，使得背板的腹翅和腹腿能够保持原型。
29.支撑角钢2的两侧各安装有一根拉杆3，拉杆的两端分别连接腹翅的顶端和腹腿的底端。当本实用新型的钢骨在剪力墙中承担剪力时，墙体会把水平的推力传递给本构件，本构件一侧受到墙体的水平推力之后，在水平力的作用下，背板的腹翅和腹腿会有向中部靠拢的趋势，而拉杆的张拉作用能够提供拉力，使得腹翅和腹腿保持原来的形状，这样即完成
了抗剪的作用。
30.本构件设计巧妙，完成了拉杆的抗拉能力转换成抗剪能力的任务。因为普通的剪力墙钢筋抗剪仅靠钢筋能提供的截面面积上的抗剪承载力，根据《钢结构设计标准》对于同样的一根钢筋，其抗拉强度值一般是抗剪强度值的1.8倍，所以本构件一个突破性的创新就是把拉杆的截面抗拉强度用于承担剪力，极大的提高了钢材的利用价值。
31.本实用新型的x型钢骨全部采用钢材制作，但是不同部件采用的钢材的类型不同。背板主要采用q345级别粗糙金属热轧而成，而角钢采用的是q235级别的毛面钢板，拉杆采用hrb400级别的带肋钢筋。针对不同部件的不同的受力情况，采用的材质有所区别，做到既能满足受力要求又能把各项材质的性能发挥的淋漓尽致，节约了建材，同时材料在应用的过程总不会产生有机物的挥发、不会产生放射性、重金属等，也不会损害人体的健康，不会危害环境，其在正常条件下的服役年限可以达到建筑的设计年限，具有较长的使用寿命，且在使用期间无需进行维护和维修，废弃后易于拆除和回收，符合我国绿色建材的要求标准。
32.本实用新型的x型钢骨在工厂完成加工制作之后，即可运送到施工现场，绑扎到剪力墙中的竖向钢筋或者水平钢筋上，绑扎的时候要注意，间隔均匀，仅在抗剪不满足要求的墙体上使用，根据经验，一层墙体的下部1/3层高范围内的承担的剪力最大，所以仅墙体的下部分使用该构件即可。这一操作，完成了根据实际需求放置构件的目的，而不用像以前那样整片墙体都进行加厚或者提高混凝土强度等级，造成浪费的情况。把本构件绑扎完成之后，就可以按照以往的方式支模板浇筑混凝土，剪力墙凝结硬化整体成型。
33.优选地，腹板的厚度为腹翅厚度的1.2倍。
34.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。