采用熱處理弱化強度的鋼板耗能剪力墻體系制作方法技術

本發明專利技術公開了一種采用熱處理弱化強度的鋼板耗能剪力墻體系施工方法，首先施工包括框架柱和框架梁的主體結構，待主體結構封頂后，將各個鋼板剪力墻的內嵌鋼板與魚尾板進行連接，內嵌鋼板是經過熱處理的碳素結構鋼板，熱處理工藝滿足下述要求：當碳素結構鋼板采用Q235鋼板時，屈服強度降低24％?31％，極限強度降低10％?12％，屈強比0.49?0.54；當碳素結構鋼板采用Q345鋼板時，屈服強度降低38％?41％，極限強度降低30％?32％，屈強比0.64?0.65。本發明專利技術采用普通鋼材作為原料，經過熱處理后制作剪力墻，達到類似低屈服點鋼板剪力墻的優良性能，并且制作方便，原材料常見易得，經濟性好。

Production method of steel plate energy dissipation shear wall system using heat treatment weakening strength

The invention discloses a method for processing the steel plate shear wall strength weakening system construction method by heat, first construction including the main structure of columns and beams, the main structure of the cap, the steel plate shear wall with steel plate and the cover plate are connected with steel plate after carbon steel heat treatment. Heat treatment process to meet the following requirements: when the carbon steel structure with Q235 steel, the yield strength decreased 24% 31%, ultimate strength decreased by 10% 12%, the yield ratio of 0.49 0.54; when the carbon steel structure with Q345 steel, the yield strength decreased by 38% 41%, the ultimate strength is reduced by 30% 32%, yield ratio 0.64 0.65. The invention adopts ordinary steel as the raw material and makes a shear wall after heat treatment, thereby achieving the good performance of the steel plate shear wall similar to the low yield point, and the manufacture is convenient, the raw materials are common and easy to obtain, and the economy is good.

【技術實現步驟摘要】
采用熱處理弱化強度的鋼板耗能剪力墻體系制作方法
本專利技術涉及一種建筑結構中的剪力墻，特別是涉及一種采用熱處理弱化強度的鋼板耗能剪力墻體系制作方法。
技術介紹
在高層建筑結構的設計中，為了提高結構的抗側性能，經常會在結構的一些特定部位設置剪力墻，從而有效抵抗水平風荷載和水平地震作用。目前常用的剪力墻主要包括鋼筋混凝土剪力墻和鋼板剪力墻。鋼板剪力墻由于施工便捷，性能高效而得到了廣泛的應用。鋼板剪力墻體系是以鋼框架和內嵌鋼板作為基本結構單元的抗側力結構體系，從結構構造上來看，可將其看作是懸臂板梁結構：體系中的框架柱相當于懸臂梁的翼緣，內嵌鋼板相當于腹板，而框架梁相當于加勁肋。在地震荷載作用下，鋼板剪力墻體系通過內嵌鋼板屈服后發生塑性變形來進行耗能。為了提高鋼板剪力墻的耗能能力，技術人員將低屈服點鋼應用于鋼板剪力墻的內嵌鋼板，由于低屈服點鋼板的屈服強度較低，在較小的水平荷載下即可進入屈服，從而在地震作用下可以通過較大的塑性變形進行耗能，且可保證充足的屈服后強度，從而形成了低屈服點鋼板剪力墻，并已在工程中進行應用和推廣。但是，低屈服點鋼材價格較高，且僅有特定的少數廠家能夠生產這種新型鋼材，使得此種剪力墻體系的發展具有一定的局限性。
技術實現思路
本專利技術為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種采用熱處理弱化強度的鋼板耗能剪力墻體系制作方法，采用該方法制作的剪力墻體系具有類似低屈服點鋼板剪力墻的優良性能，并且方便制作，原材料常見易得且經濟性好，非常適合應用于高層建筑結構中。本專利技術為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種采用熱處理弱化強度的鋼板耗能剪力墻體系施工方法，首先施工包括框架柱和框架梁的主體結構，待主體結構封頂后，將各個鋼板剪力墻的內嵌鋼板與魚尾板進行連接，所述內嵌鋼板是經過熱處理的碳素結構鋼板，熱處理工藝滿足下述要求：當所述碳素結構鋼板采用Q235鋼板時，屈服強度降低24％-31％，極限強度降低10％-12％，屈強比0.49-0.54；當所述碳素結構鋼板采用Q345鋼板時，屈服強度降低38％-41％，極限強度降低30％-32％，屈強比0.64-0.65。所述熱處理工藝是采用溫控箱來實現的，首先將所述內嵌鋼板加熱升溫至950-1000℃，然后保溫30min，再然后冷卻降溫至600℃，最后關閉溫控箱，自然冷卻至室溫，其中加熱升溫的速度為10℃/min，冷卻降溫的速度為0.5-0.75℃/min。所述碳素結構鋼板的熱處理區域涵蓋整塊鋼板。所述碳素結構鋼板的熱處理區域呈間隔條狀布置。所述碳素結構鋼板的熱處理區域呈間隔豎條狀布置。所述碳素結構鋼板的熱處理區域呈間隔橫條狀布置。本專利技術具有的優點和積極效果是：1)在地震載荷或其他水平往復荷載作用下，鋼板耗能剪力墻首先發生屈服進入塑性，利用其良好的滯回性能吸收地震或其他荷載能量，同時可減小梁柱連接折角處變形需求過大所導致的應力集中現象，避免結構主體和主要受力構件出現嚴重破壞，從而保護結構體系整體安全；2)地震作用時，此新型鋼板耗能剪力墻和普通鋼板剪力墻相比可減小剪力墻對兩邊框架柱產生的附加彎矩，減少框架柱破壞的可能性，同時與普通鋼板剪力墻相比具有較小的面外變形；3)此新型鋼板耗能剪力墻所用原材料即為建筑結構中常見的Q235和Q345，無需購買價格相對昂貴的低屈服點鋼材，具有原材料常見易得，且經濟性好的優點；4)此新型鋼板耗能剪力墻加工制作方便，工序簡單，性能優良。綜上所述，本專利技術采用普通鋼材作為原料，經過特定的熱處理后制作剪力墻，達到類似低屈服點鋼板剪力墻的優良性能，并且制作方便，原材料常見易得，經濟性好，非常適合應用于高層建筑結構中。附圖說明圖1為本專利技術應用的示意圖；圖2為本專利技術采用的內嵌鋼板熱處理區域涵蓋整塊鋼板的示意圖；圖3為本專利技術采用的內嵌鋼板熱處理區域呈間隔豎條狀布置的示意圖；圖4為本專利技術采用的內嵌鋼板熱處理區域呈間隔橫條狀布置的示意圖；圖5為本專利技術采用的Q235鋼板經熱處理前后鋼材單向拉伸應力-應變曲線示意圖之一；圖6為本專利技術采用的Q235鋼板經熱處理前后鋼材循環加載下材料性能示意圖之一；圖7為本專利技術采用的Q235鋼板經熱處理前后鋼材單向拉伸應力-應變曲線示意圖之二；圖8為本專利技術采用的Q235鋼板經熱處理前后鋼材循環加載下材料性能示意圖之二；圖9為本專利技術采用的Q345鋼板經熱處理前后鋼材單向拉伸應力-應變曲線示意圖之一；圖10為本專利技術采用的Q345鋼板經熱處理前后鋼材循環加載下材料性能示意圖之一；圖11為本專利技術采用的Q345鋼板經熱處理前后鋼材單向拉伸應力-應變曲線示意圖之二；圖12為本專利技術采用的Q345鋼板經熱處理前后鋼材循環加載下材料性能示意圖之二。圖中：1、內嵌鋼板，2、框架柱，3、框架梁，4、魚尾板，5、熱處理區域。具體實施方式為能進一步了解本專利技術的
技術實現思路
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：請參閱圖1～圖12，一種采用熱處理弱化強度的鋼板耗能剪力墻體系施工方法，首先施工包括框架柱2和框架梁3的主體結構，待主體結構封頂后，將各個鋼板剪力墻的內嵌鋼板1與魚尾板4進行連接，所述內嵌鋼板4是經過熱處理的碳素結構鋼板，熱處理工藝滿足下述要求：當所述碳素結構鋼板采用Q235鋼板時，屈服強度降低24％-31％，極限強度降低10％-12％，屈強比0.49-0.54；當所述碳素結構鋼板采用Q345鋼板時，屈服強度降低38％-41％，極限強度降低30％-32％，屈強比0.64-0.65。采用熱處理后的鋼板，其屈服強度和極限強度會降低，而延性會有所提高，在水平地震力或其他水平往復荷載作用下，此新型鋼板剪力墻體系的內嵌鋼板1可以在預先確定的水平力下屈服，同時通過其自身的塑性變形消耗地震等能量，且由于其屈服強度大大降低，使得內嵌鋼板1在周圍框架發生屈曲之前首先發生屈服并耗能，并可引導鋼材塑性發展在設定區域內，可有效的減少框架上的地震力分配，并減小梁柱連接折角處變形需求過大所導致的應力集中現象，保障結構主要受力構件的安全。內嵌鋼板1的相對高厚比應不大于150，其計算公式如下：λ＝He/(tw·εk)。式中λ為內嵌鋼板1的相對高厚比；He為內嵌鋼板1的凈高度；tw為內嵌鋼板1的厚度；εk為鋼號修正系數，取為(235/fy)1/2，fy為鋼材的屈服強度。連接內嵌鋼板1與框架柱2和框架梁3的魚尾板4厚度應不小于內嵌鋼板1的厚度。魚尾板4與框架柱2和框架梁3采用熔透焊縫焊接；魚尾板4與內嵌鋼板1的連接應滿足連接極限承載力大于內嵌鋼板1的屈服承載力；連接方式可采用焊接連接或高強螺栓連接，采用焊接時應保證等強連接，采用高強螺栓連接時，螺栓不應少于兩排兩列布置，且應加強端部連接，在兩種方式均可實現的情況下應優先選用焊接連接。熱處理區域5可根據設計需要進行全區域處理，使熱處理區域5涵蓋整塊鋼板，如圖2所示；也可沿豎向間隔條狀處理，使熱處理區域5呈間隔豎條狀布置，如圖3所示；還可以沿橫向間隔條狀處理，使熱處理區域5呈間隔橫條狀布置如圖4所示。熱處理不同區域的特點為：全區域熱處理型耗能鋼板剪力墻可實現類似低屈服點鋼板剪力墻性能，使得鋼板剪力墻區域能夠更早進入屈服進行耗能。間隔條狀熱處理型耗能鋼板剪力墻使得鋼板區域產生條狀局部強度弱化段，通過調節鋼板區域內塑性本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種采用熱處理弱化強度的鋼板耗能剪力墻體系施工方法，首先施工包括框架柱和框架梁的主體結構，待主體結構封頂后，將各個鋼板剪力墻的內嵌鋼板與魚尾板進行連接，其特征在于，所述內嵌鋼板是經過熱處理的碳素結構鋼板，熱處理工藝滿足下述要求：當所述碳素結構鋼板采用Q235鋼板時，屈服強度降低24％?31％，極限強度降低10％?12％，屈強比0.49?0.54；當所述碳素結構鋼板采用Q345鋼板時，屈服強度降低38％?41％，極限強度降低30％?32％，屈強比0.64?0.65。

【技術特征摘要】
1.一種采用熱處理弱化強度的鋼板耗能剪力墻體系施工方法，首先施工包括框架柱和框架梁的主體結構，待主體結構封頂后，將各個鋼板剪力墻的內嵌鋼板與魚尾板進行連接，其特征在于，所述內嵌鋼板是經過熱處理的碳素結構鋼板，熱處理工藝滿足下述要求：當所述碳素結構鋼板采用Q235鋼板時，屈服強度降低24％-31％，極限強度降低10％-12％，屈強比0.49-0.54；當所述碳素結構鋼板采用Q345鋼板時，屈服強度降低38％-41％，極限強度降低30％-32％，屈強比0.64-0.65。2.根據權利要求1所述的采用熱處理弱化強度的鋼板耗能剪力墻體系施工方法，其特征在于，所述熱處理工藝是采用溫控箱來實現的，首先將所述內嵌鋼板加熱升溫至950-1000℃，然后保溫30mi...

【專利技術屬性】
技術研發人員：余玉潔，陳志華，王霄翔，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：天津,12