CN106869369A - 一种采用高强螺栓和长圆孔的可调节位置的钢木混合剪力墙的连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用高强螺栓和长圆孔的可调节位置的钢木混合剪力墙的连接方法，包括钢梁、钢柱、内填轻型木剪力墙、高强螺栓、螺母、加厚垫片、自攻螺钉、带长圆孔的T型连接钢板、带长圆孔的焊接钢板。钢梁柱组成钢框架，在梁柱的翼缘焊接钢板，焊接钢板上开有长圆孔。内填轻质木剪力墙，设计尺寸略小于钢框架。加工制作时，在与钢框架焊接钢板对应位置安装T型连接钢板，T型连接钢板上也开有长圆孔，但长圆孔方向与焊接钢板的长圆孔方向垂直。待安装位置确定后，将高强螺栓分别穿过钢框架上的焊接钢板和木剪力墙上的T型连接钢板，施加预紧力固定。该连接解决了钢木混合剪力墙的安装问题，同时保证钢框架与木剪力墙协同工作。
Description
技术领域
本发明主要属于土木工程领域，涉及一种采用高强螺栓和长圆孔的可调节位置的钢木混合剪力墙的连接方法，主要（但不排他地）用于中层或者高层混合房屋中。
背景技术
钢框架体系是一种在世界各国广泛使用的结构形式，它抗震性能良好、自重轻、施工周期短、建造速度快，并且能形成较大空间，平面布置灵活。这些优点使得钢框架广泛地应用于工业轻型、重型厂房，多层住宅、展览馆、博物馆等商业和公共建筑中。但是它侧向刚度小，在水平荷载作用下二阶效应不可忽视；地震作用时侧向位移较大，引起非结构性构件的破坏。为此，在钢框架体系中，加入内填木剪力墙，构成钢木混合剪力墙，增强其侧向刚度，运用于高层住宅和办公楼中。钢木混合剪力墙，相比混凝土剪力墙等其他混合墙体，有如下优点：
1）钢框架与木剪力墙都可在工厂预制，预制化程度高，避免现场湿作业，安装建造速度快。
2）木剪力墙自重轻，可以有效减少由于自重产生的地震作用。木剪力墙具有一定延性，抗震性能好。
3）木材可以减少环境污染，是可再生资源。
在钢木混合剪力墙中，又存在如下问题：
1） 木材加工精度不如钢结构高，存在一定加工误差。按框架大小设计的内填木剪力墙往往无法塞进钢框架中。
2） 钢框架与木剪力墙协同工作的前提是有可靠的钢木连接。连接将荷载从钢框架传递到木剪力墙上，使二者能协同工作，共同变形。
发明内容
本发明的目的在于提出一种采用高强螺栓和长圆孔的可调节位置的钢木混合剪力墙的连接方法，以解决预制内填木剪力墙难以在钢框架中安装的问题和保证钢框架与内填木剪力墙的可靠连接。将内填木剪力墙设计成略小于钢框架的尺寸，解决了内填木剪力墙难以放入钢框架的问题；同时，通过钢框架焊接钢板和T型连接钢板上的一对垂直长圆孔调整位置，用高强螺栓进行固定，使钢框架的荷载可以通过高强螺栓传到内填木剪力墙上，保证二者共同受力变形。
本发明提出的一种采用高强螺栓和长圆孔的可调节位置的钢木混合剪力墙的连接方法，所述钢木混合剪力墙包括钢梁、钢柱、内填轻型木剪力墙、高强螺栓、螺母、加厚垫片、自攻螺钉、带长圆孔的T型连接钢板和带长圆孔的焊接钢板，其中：钢梁和钢柱连接组成钢框架结构，内填轻型木剪力墙位于钢框架结构内，内填轻型木剪力墙以顶梁板、底梁板和边龙骨作为骨架，并在表面铺设覆面板而成。钢梁或钢柱的翼缘上焊接有带长圆孔的焊接钢板，相应的，内填轻型木剪力墙的木剪力墙顶梁板、底梁板、边龙骨上通过自攻螺钉连接带长圆孔的T型连接钢板，带长圆孔的T型连接钢板和带长圆孔的焊接钢板通过高强螺栓连接，并由加厚垫片固定。连接方法如下：
（1）工厂预制时，在钢柱或钢梁的翼缘上焊接带长圆孔的焊接钢板；木剪力墙工厂预制时，在顶梁板、底梁板和两侧的边龙骨上分别用自攻螺钉固定带长圆孔的T型连接钢板；
（2）现场施工时，按照普通钢框架的连接方式，将钢梁和钢柱组成梁柱框架结构；
将预制的内填轻型木剪力墙放入钢框架结构中，找到合适的位置，使得高强螺栓同时穿过带长圆孔的T型连接钢板和带长圆孔的焊接钢板，按螺栓直径将高强螺栓拧紧至设定的预紧力，连接完成。
本发明中，带长圆孔的T型连接钢板上的长圆孔和带长圆孔的焊接钢板上的长圆孔相互垂直。
本发明中，所用钢梁和钢柱横截面均为型钢或焊接组合截面，梁柱节点连接采用便于现场组装的螺栓连接、工程常用的焊接连接或栓焊混合连接方式中任一种。
本发明中，所述钢梁和钢柱材质为Q235或Q345结构钢中任一种。
本发明中，所述内填木剪力墙骨架为云杉-松-冷杉或花旗松中任一种，覆面板可以为胶合板或定向刨花板中任一种。
本发明中，所述带长圆孔的T型连接钢板和带长圆孔的焊接钢板的材质为Q235、Q345结构钢中任一种。
本发明中，所述带长圆孔的T型连接钢板和带长圆孔的焊接钢板的螺栓孔孔径按照《JGJ82-2011钢结构高强度螺栓连接技术规程》规定选取，长圆孔的长度为螺栓直径+20mm或不限于此尺寸的数值。
本发明中，所述带长圆孔的焊接钢板的长度和宽度、带长圆孔的T型连接钢板螺栓连接一侧的钢板长度和宽度按《JGJ82-2011钢结构高强度螺栓连接技术规程》中摩擦型高强螺栓最小边距的规定进行设计，钢板厚度按照连接的设计抗剪承载力确定。
本发明中，所述T型连接钢板自攻螺钉的数量根据抗剪承载力确定，所用自攻螺钉为方便电动螺丝刀拧紧的自攻螺钉，位于带长圆孔的T型连接钢板一侧的自攻螺钉的长度根据自攻螺钉的数目确定。
本发明中，所述高强螺栓施加预紧力达规范规定值，高强螺栓直径根据木剪力墙设计承载力确定，螺栓垫片采用加厚垫片，厚度按照《JGJ82-2011钢结构高强度螺栓连接技术规程》中的连接构造要求设计。
本发明的有益效果：采用本发明连接钢框架与内填木剪力墙，可以解决钢木混合剪力墙中，工厂预制木剪力墙因加工误差引起的安装问题，同时可以保证钢框架与内填木剪力墙的可靠连接，为钢木混合结构的发展奠定基础。
附图说明
图1为本发明的钢木混合剪力墙示意图；
图2为图1中连接的放大图；
图3为图2安装就位前各构件图；
图4为图2的1-1剖面图；
图中标号：1为钢柱（预先在翼缘焊接钢板）、2为钢梁（预先在翼缘焊接钢板）、3为高强螺栓、4为加厚垫片、5为自攻螺钉、6为带长圆孔的T型连接钢板、7为带长圆孔的焊接钢板、8为木剪力墙顶梁板、9为木剪力墙边龙骨、10为木剪力墙覆面板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方法对本发明做详细的说明。
实施例1：
如图1所示，是一种钢框架内填木剪力墙混合墙体，图2-图4为装置的连接方式。包括钢柱1、钢梁2、高强螺栓3、加厚垫片4、自攻螺钉5、带长圆孔的T型连接钢板6、带长圆孔的焊接钢板7、木剪力墙顶梁板8、木剪力墙边龙骨9、木剪力墙覆面板10。
所述钢柱1和钢梁2组成钢框架体系，钢柱1和钢梁2工厂预制时预先在翼缘上焊接带长圆孔的焊接钢板7；木剪力墙顶梁板8、底梁板和两侧的边龙骨9在工厂预制时，预先用自攻螺钉5固定带长圆孔的T型连接钢板6。现场施工时，将预制的木剪力墙放入钢框架体系中，找到合适的位置，使得高强螺栓3同时穿过带长圆孔的的T型连接钢板6和带长圆孔的焊接钢板7。按螺栓直径将高强螺栓3拧紧至设定的预紧力，连接完成。
所述钢柱1和钢梁2的横截面形状可为型钢或者焊接组合截面。
所述钢柱1和钢梁2翼缘上焊接开长圆孔的焊接钢板7。
所述钢柱1和钢梁2材质为Q235、Q345结构钢。
所述高强螺栓3，可采用8.8级、10.9级或12.9级高强螺栓，直径和等级根据连接的抗剪承载力设计值确定。
所述加厚垫片4，厚度按照《JGJ82-2011钢结构高强度螺栓连接技术规程》中连接构造要求确定。
所述自攻螺钉5，为方便电动螺丝刀拧紧的自攻螺钉。
所述T型连接钢板6螺栓连接一侧的钢板长度和宽度按《JGJ82-2011钢结构高强度螺栓连接技术规程》中摩擦型高强螺栓最小边距的规定进行设计，钢板厚度按照连接的设计抗剪承载力确定；T型连接钢板6自攻螺钉连接一侧的钢板长度和宽度根据自攻螺钉的个数确定。
所述带长圆孔的焊接钢板7，长度和宽度按《JGJ82-2011钢结构高强度螺栓连接技术规程》中摩擦型高强螺栓最小边距的规定进行设计，钢板厚度按照连接的设计抗剪承载力确定。
所述内填木剪力墙顶梁板8，底梁板和两侧的木龙骨9可以为云杉-松-冷杉、花旗松规格材中任一种，覆面板10材料可以为胶合板、定向刨花板板中任一种。
本发明的工作原理是：内填木剪力墙尺寸减小以便安装，两垂直长圆孔方便调整位置，通过高强螺栓使木剪力墙与钢框架紧密连接，共同受力，获得良好的受力性能。
在此做出说明，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的情况下，还可对本发明的具体实施方法和细节上做出一些处理，而这些处理和改变都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种采用高强螺栓和长圆孔的可调节位置的钢木混合剪力墙的连接方法，其特征在于所述钢木混合剪力墙包括钢梁、钢柱、内填轻型木剪力墙、高强螺栓、螺母、加厚垫片、自攻螺钉、带长圆孔的T型连接钢板和带长圆孔的焊接钢板，其中：钢梁和钢柱连接组成钢框架结构，内填轻型木剪力墙位于钢框架结构内，内填轻型木剪力墙以顶梁板、底梁板和边龙骨作为骨架，并在表面铺设覆面板而成，钢梁或钢柱的翼缘上焊接有带长圆孔的焊接钢板，相应的，内填轻型木剪力墙的木剪力墙顶梁板、底梁板、边龙骨上通过自攻螺钉连接带长圆孔的T型连接钢板，带长圆孔的T型连接钢板和带长圆孔的焊接钢板通过高强螺栓连接，并配以加厚垫片；连接方法如下：
（1）工厂预制时，在钢柱或钢梁的翼缘上焊接带长圆孔的焊接钢板；木剪力墙工厂预制时，在顶梁板、底梁板和两侧的边龙骨上分别用自攻螺钉固定带长圆孔的T型连接钢板；
（2）现场施工时，按照普通钢框架的连接方式，将钢梁和钢柱组成梁柱框架结构；将预制的内填轻型木剪力墙放入钢框架结构中，找到合适的位置，使得高强螺栓同时穿过带长圆孔的T型连接钢板和带长圆孔的焊接钢板，按螺栓直径将高强螺栓拧紧至设定的预紧力，连接完成。
2.根据权利要求１所述的一种采用高强螺栓和长圆孔的可调节位置的钢木混合剪力墙的连接方法，其特征在于带长圆孔的T型连接钢板上的长圆孔和带长圆孔的焊接钢板上的长圆孔相互垂直。
3.根据权利要求１所述的一种采用高强螺栓和长圆孔的可调节位置的钢木混合剪力墙的连接方法，其特征在于所用钢梁和钢柱横截面均为型钢或焊接组合截面，梁柱节点连接采用螺栓连接、焊接连接或栓焊混合连接方式中任一种。
4.根据权利要求１所述的一种采用高强螺栓和长圆孔的可调节位置的钢木混合剪力墙的连接方法，其特征在于所述钢梁和钢柱材质均为Q235或Q345结构钢中任一种。
5.根据权利要求１所述的一种采用高强螺栓和长圆孔的可调节位置的钢木混合剪力墙的连接方法，其特征在于所述内填木剪力墙骨架材质为云杉-松-冷杉或花旗松中任一种，覆面板为胶合板或定向刨花板中任一种。
6.根据权利要求１所述的一种采用高强螺栓和长圆孔的可调节位置的钢木混合剪力墙的连接方法，其特征在于所述带长圆孔的T型连接钢板和带长圆孔的焊接钢板的材质为Q235或Q345结构钢中任一种。
7.根据权利要求１所述的一种采用高强螺栓和长圆孔的可调节位置的钢木混合剪力墙的连接方法，其特征在于所述带长圆孔的T型连接钢板和带长圆孔的焊接钢板上开有的螺栓孔孔径按照《JGJ82-2011钢结构高强度螺栓连接技术规程》规定选取，长圆孔的长度为螺栓直径+20mm。
8.根据权利要求１所述的一种采用高强螺栓和长圆孔的可调节位置的钢木混合剪力墙的连接方法，其特征在于所述带长圆孔的焊接钢板的长度和宽度、带长圆孔的T型连接钢板的螺栓连接一侧的钢板长度和宽度按《JGJ82-2011钢结构高强度螺栓连接技术规程》中摩擦型高强螺栓最小边距的规定进行设计，钢板厚度按照连接的设计抗剪承载力确定。
9.根据权利要求１所述的一种采用高强螺栓和长圆孔的可调节位置的钢木混合剪力墙的连接方法，其特征在于所述自攻螺钉的数量根据抗剪承载力确定，所用自攻螺钉为方便电动螺丝刀拧紧的自攻螺钉，位于带长圆孔的T型连接钢板一侧的自攻螺钉的长度根据自攻螺钉的数目确定。
10.根据权利要求１所述的一种采用高强螺栓和长圆孔的可调节位置的钢木混合剪力墙的连接方法，其特征在于所述高强螺栓施加预紧力达规范规定值，高强螺栓直径根据木剪力墙设计承载力确定，螺栓垫片采用加厚垫片，厚度按照《JGJ82-2011钢结构高强度螺栓连接技术规程》中的连接构造要求设计。
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