平行斜板屈曲約束支撐的製作方法

2023-07-16 02:54:16 3

平行斜板屈曲約束支撐的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種平行斜板屈曲約束支撐，包括耗能內芯構件、加固板和等截面屈曲約束部件；所述耗能內芯構件包括中間屈服段和用於構件連接的端部擴大段，端部擴大段的截面積大於中間屈服段；所述等截面屈曲約束部件設置在耗能內芯構件的中間段的外圍，所述加固板固接於耗能內芯構件翼緣和腹板之間，加固板沿耗能內芯構件長度方向的位置位於耗能內芯構件端部擴大段與等截面屈曲約束部件之間。本實用新型在保證有效約束耗能內芯構件的整體和局部屈曲的同時，避免了與加固板的衝突，使得屈曲約束部件沿構件長度方向截面相同，且無需因約束要求對耗能內芯構件腹板倒角處進行打磨，顯著降低了加工難度。
【專利說明】平行斜板屈曲約束支撐
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於土木工程領域，涉及用於減小工程結構地震響應的一種屈曲約束支撐。
【背景技術】
[0002]20世紀90年代以前，傳統的結構抗震方法是通過主體結構局部屈服耗散地震能量，如梁鉸機制等，這種抗震耗能方式導致結構主體破壞，嚴重增加了震後修復難度和成本，不利於結構的震後修復。自日本阪神地震與美國北嶺地震後，屈曲約束支撐作為一種性能優越的消能減震構件，在日本、美國等多震的發達國家得到了快速的推廣應用，在我國的研究也處於發展階段。屈曲約束支撐在核心部件外包裹約束部件來限制核心部件的彎曲變形，通過核心部件拉壓屈服耗散地震能量，在小震作用下相當於普通的中心支撐，給結構提供足夠的側向剛度，在中等和較大地震作用下相當於金屬阻尼器而耗散能量，如此既提高了結構的延性又充分發揮了支撐的耗能作用，使主體結構在地震作用下不會破壞或者破壞較小，是一種較為理想的抗震耗能方式。
[0003]目前，屈曲約束支撐的截面種類按照外圍約束材料以及組合情況可以分為三類:鋼筋混凝土外圍約束截面，鋼與混凝土組合外圍約束截面和全鋼外圍約束截面。採用鋼筋混凝土外圍約束截面或鋼與混凝土組合外圍約束截面，其存在的問題有:(1)構件製作精度要求高，導致製作費用增加，特別在澆注混凝土時，很難保證內核構件與外圍約束構件之間的預留間隙滿足精度方面的要求；(2)澆注混凝土等溼作業給製作與施工帶來了影響，其精度控制難度大；(3)塗裝在內核構件表面的隔離材料多採用環氧樹脂，品種單一，其耐久性差，易於從內核表面脫離。
[0004]此外，採用全鋼外圍約束截面的屈曲約束支撐，若其內核構件採用工字形、十字形、T形構件等，因內核構件的翼緣和腹板交接處存在倒角或者焊縫，一些屈曲約束支撐為實現外圍約束部件完美貼合內核構件，需要機械打磨內核構件的倒角或者約束部件的折角，這樣顯然會增加了施工複雜程度，又容易造成對內核約束部件的機械損傷。如已有技術實例(專利CN101974949B)中採用四個角鋼全方位約束耗能內芯構件的屈曲，同樣會因為十字形核心構件的倒角或焊縫而增加機械打磨工序；另一方面，技術實例CN201190347Y中的屈曲約束部件由兩個角鋼焊接組成方形筒，為了實現方形屈曲約束部件筒內角對內核構件邊緣的緊密貼合，內核構件角鋼的邊緣處和屈曲約束部件相應的肢尖位置也須作平滑處理,如此增加了施工複雜程度。此外,該屈曲約束部件對內核構件約束可能會因為內核約束構件的多波屈曲變形而導致緊密貼合效果下降，進而影響屈曲約束效果。
實用新型內容
[0005]本實用新型為了解決鋼筋混凝土外圍約束截面或鋼與混凝土組合外圍約束截面的屈曲約束支撐製作精度要求和製作費用高、混凝土等溼作業施工困難、塗裝在內核構件表面的隔離材料品種單一和耐久性差，全鋼外圍約束截面的屈曲約束支撐對含有倒角或者焊縫的耗能內芯構件需要額外加工以及外圍約束部件約束可靠度的問題，提出了一種製作方便、可靠度高的平行斜板屈曲約束支撐。
[0006]本實用新型採用的技術方案為:一種平行斜板屈曲約束支撐，包括耗能內芯構件、加固板和等截面屈曲約束部件；
[0007]所述耗能內芯構件包括中間屈服段和用於構件連接的端部擴大段，端部擴大段的截面積大於中間屈服段；
[0008]所述等截面屈曲約束部件設置在耗能內芯構件的中間段的外圍，等截面屈曲約束部件沿耗能內芯構件長度方向截面形式保持不變，用於約束耗能內芯構件的整體和局部屈曲，等截面屈曲約束部件包含折板，折板的邊側面與耗能內芯構件翼緣或腹板端部外伸長度1/4?1/2寬的約束區域緊靠，並留有間隙，間隙為0.5mm?3mm ;
[0009]所述加固板固接於耗能內芯構件翼緣和腹板之間，加固板沿耗能內芯構件長度方向的位置位於耗能內芯構件端部擴大段與等截面屈曲約束部件之間，其一端設在耗能內芯構件端部擴大段範圍內，另一端伸入等截面屈曲約束部件內。
[0010]作為優選，所述耗能內芯構件是十字形構件或T形構件。
[0011 ] 作為優選，所述加固板是鋼平板或角鋼。
[0012]作為優選，所述加固板是鋼平板，加固板固接於耗能內芯構件翼緣或腹板靠近根部1/2處內，等截面屈曲約束部件的折板的中側面與加固板保持有距離，且與加固板的固接縫保持平行。
[0013]作為優選，所述耗能內芯構件是十字形構件，所述等截面屈曲約束部件由四個折板和四個填充板通過螺栓拼裝而成；所述四個折板對稱放置在耗能內芯構件的每個翼緣或腹板兩側，使其邊側面與耗能內芯構件翼緣或腹板端部外伸長度1/4?1/2寬的約束區域緊靠；所述每個填充板位於每兩個折板的邊側面之間，並且位於耗能內芯構件每個翼緣或腹板端部，每個填充板的厚度比十字形耗能內芯構件的翼緣大；如此每個折板的邊側面與對稱位置上折板的邊側面以及相應的填充板共同約束耗能內芯構件翼緣或腹板的邊緣。
[0014]作為優選，所述耗能內芯構件是T形構件，所述等截面屈曲約束部件由兩個折板、三個填充板和一塊鋼平板通過螺栓拼裝而成；兩個折板對稱放置在耗能內芯構件I的每個翼緣或腹板兩側，使其邊側面與耗能內芯構件翼緣或腹板端部外伸長度1/4?1/2寬的約束區域緊靠；鋼平板與耗能內芯構件的平面翼緣面緊靠，並留有間隙，間隙為0.5_?3_ ;每個填充板位於每兩個折板的邊側面之間或折板的邊側面和鋼平板之間；如此每個折板的邊側面與對稱位置上折板的邊側面以及相應的填充板，或每個折板的邊側面與一個鋼平板以及相應的填充板共同約束耗能內芯構件翼緣或腹板的邊緣。
[0015]作為優選，所述屈曲約束部件的折板的外側面固定有數個橫向加勁板。
[0016]本實用新型屈曲約束支撐由耗能內芯構件和屈曲約束部件組成。屈曲約束部件位於十字形耗能內芯構件中間段的外圍，由四個折板和四個填充板拼裝而成，通過控制折板尺寸，可以緊密貼合耗能內芯構件四個翼緣的部分截面，從而更為有效約束了在軸向力作用下翼緣的多波屈曲；加固板斜向焊接在十字形內芯板端部附近的每兩個翼緣內側邊之間,且加固板的起點始於耗能內芯構件擴大端內部,終點位於屈曲約束部件內部，防止耗能內芯構件過渡段過早破壞。因屈曲約束部件通過折板和填充板形成了一個矩形空間，可以可靠約束耗能內芯構件的四個翼緣端部，從而實現對整個耗能內芯構件屈曲的約束，並且約束部件對耗能內芯構件倒角處沒有精度要求，耗能內芯構件可以根據需要由鋼板焊接組成或者型鋼組裝，且無需做任何倒角和平滑處理，如此既補充了現有防屈曲支撐構件的種類、外圍約束的截面形式，又簡化了對構件的加工。上述思路同樣適用於T形耗能內芯構件。
[0017]本實用新型具有以下有益效果:
[0018]1.屈曲約束部件通過折板和填充板或折板、鋼平板和填充板形成一個約束空間，僅約束耗能內芯構件的翼緣或腹板端部的1/4?1/2，相比全方位約束耗能內芯構件的屈曲約束支撐，在保證可靠約束耗能內芯構件的整體和局部屈曲的同時，無需對耗能內芯構件和外圍約束部件做任何倒角和平滑處理，因此可以簡化構件的加工工序，避免了倒角等工藝對屈曲約束支撐性能不利影響。
[0019]2.加固板固接於耗能內芯構件翼緣或腹板靠近根部1/2處內，一端相對起點位於耗能內芯構件擴大段內，一端相對終點位於屈曲約束部件內部，其作用相當於增加了耗能內芯構件過渡段的面積，一方面可以防止過渡段過早屈服，另一方面可以簡化過渡段的加工，使耗能內芯構件可以做成簡單的兩段式，從而簡化了耗能內芯構件切割加工。
[0020]3.屈曲約束部件只需要對耗能內芯構件翼緣或腹板端部的約束區域進行約束，該約束區域的寬度僅是翼緣或腹板外伸長度的1/4?1/2，而加固板固接在翼緣或腹板靠近根部1/2處內，如此外圍屈曲約束部件和加固板在空間上不會產生衝突，外圍屈曲約束部件可以做成簡單的等截面形式，進一步降低了屈曲約束支撐加工的難度，提高了其產能。
[0021]4.採用全鋼外圍約束截面，避免了混凝土溼作業，所有鋼構件均可以在工廠製作，加工精度更容易控制。
[0022]5.耗能內芯構件可以根據承載力需要靈活選擇截面形式和截面大小，補充了現有屈曲約束支撐構件的種類和外圍約束的截面形式，可以用於大承載力的屈曲約束支撐。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本實施例1耗能內芯構件的示意圖；
[0024]圖2是本實施例1加固板組裝到耗能內芯構件後的示意圖；
[0025]圖3是圖2的A-A剖視圖；
[0026]圖4是圖2的B-B剖視圖；
[0027]圖5是本實施例1結構分解圖；
[0028]圖6是本實施例1結構圖；
[0029]圖7是圖6的C-C剖視圖；
[0030]圖8是圖6的D-D剖視圖；
[0031]圖9是本實施例2的橫截面示意圖；
[0032]圖10的本實施例3的橫截面示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步說明。
[0034]實施例1
[0035]如圖1?8所示:一種平行斜板式屈曲約束支撐,包括耗能內芯構件1、加固板2和等截面屈曲約束部3 ;所述耗能內芯構件I的端部擴大段1-2擴大以致面積大於中間屈服段1-1用於構件連接；所述加固板2固接於耗能內芯構件I翼緣或腹板靠近根部1/2處內，沿耗能內芯構件I長度方向的固接相對起點位於耗能內芯構件I端部擴大段1-2內，相對終點位於等截面屈曲約束部件3內部，該加固板相當於起到銜接耗能內芯板I中間屈服段1-1和端部擴大段1-2的作用，可以防止兩段之間的過渡段過早屈服並簡化構件加工；所述耗能內芯構件I是十字形構件。所述加固板2是鋼平板。等截面屈曲約束部件3沿耗能內芯構件I長度方向截面形式保持不變，由四個折板3-1和四個填充板3-2通過螺栓拼裝而成；所述四個折板3-1對稱放置在耗能內芯構件I的每個翼緣或腹板兩側，使其邊側面3-1-1與耗能內芯構件翼緣或腹板端部外伸長度1/4?1/2寬的約束區域1-1-1緊靠；所述每個填充板3-2位於每兩個折板3-1的邊側面3-1-1之間，同時位於耗能內芯構件I每個翼緣或腹板端部，且每個填充板3-2的厚度比十字形耗能內芯構件I的翼緣略大；如此每個折板3-1的邊側面3-1-1與對稱位置上折板3-1的邊側面3-1-1以及相應的填充板3_2共同約束耗能內芯構件I翼緣或腹板的邊緣；此外，根據實際需要，屈曲約束部件3的每個折板3-1的外側面固定有數個橫向加勁板3-1-3。
[0036]實施例2
[0037]如圖9所示:本實施例與實施例1其餘部分相同，不同之處在於所述耗能內芯構件I為T形構件；所述等截面屈曲約束部件3由兩個折板3-1、三個填充板3-2和一塊鋼平板3-3通過螺栓拼裝而成；兩個折板3-2對稱放置在耗能內芯構件I的每個翼緣或腹板兩偵牝使其邊側面3-1-1與耗能內芯構件翼緣或腹板端部外伸長度1/4?1/2寬的約束區域1-1-1緊靠；鋼平板3-3與耗能內芯構件的平面翼緣面1-1-2緊靠但留有間隙；每個填充板3-2位於每兩個折板3-1的邊側面3-1-1之間或折板3-1的邊側面3_1_1和鋼平板3_3之間；如此每個折板3-1的邊側面3-1-1與對稱位置上折板3-1的邊側面3-1-1以及相應的填充板3-2，或每個折板3-1的內側面3-1-1與一個鋼平板3-3以及相應的填充板3_2共同約束耗能內芯構件I翼緣或腹板的邊緣；此外，根據實際需要，屈曲約束部件3的每個折板3-1的外側面固定有數個橫向加勁板3-1-3。實施例3
[0038]如圖10所示:本實施例與實施例1其餘部分相同，不同之處在於所述加固板2為角鋼。
[0039]應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。
【權利要求】
1.一種平行斜板屈曲約束支撐，其特徵在於:包括耗能內芯構件、加固板和等截面屈曲約束部件； 所述耗能內芯構件包括中間屈服段和用於構件連接的端部擴大段，端部擴大段的截面積大於中間屈服段； 所述等截面屈曲約束部件設置在耗能內芯構件的中間段的外圍，等截面屈曲約束部件沿耗能內芯構件長度方向截面形式保持不變，等截面屈曲約束部件包含折板，折板的邊側面與耗能內芯構件翼緣或腹板端部外伸長度1/4?1/2寬的約束區域緊靠，並留有間隙； 所述加固板固接於耗能內芯構件翼緣和腹板之間，加固板沿耗能內芯構件長度方向的位置位於耗能內芯構件端部擴大段與等截面屈曲約束部件之間，其一端設在耗能內芯構件端部擴大段範圍內，另一端伸入等截面屈曲約束部件內。
2.根據權利要求1所述的平行斜板屈曲約束支撐，其特徵在於:所述耗能內芯構件是十字形構件或T形構件。
3.根據權利要求1所述的平行斜板屈曲約束支撐，其特徵在於:所述加固板是鋼平板或角鋼。
4.根據權利要求3所述的平行斜板屈曲約束支撐，其特徵在於:所述加固板是鋼平板，加固板固接於耗能內芯構件翼緣或腹板靠近根部1/2處內，等截面屈曲約束部件的折板的中側面與加固板保持有距離，且與加固板的固接縫保持平行。
5.根據權利要求2所述的平行斜板屈曲約束支撐，其特徵在於:所述耗能內芯構件是十字形構件，所述等截面屈曲約束部件由四個折板和四個填充板通過螺栓拼裝而成；所述四個折板對稱放置在耗能內芯構件的每個翼緣或腹板兩側，使其邊側面與耗能內芯構件翼緣或腹板端部外伸長度1/4?1/2寬的約束區域緊靠；所述每個填充板位於每兩個折板的邊側面之間，並且位於耗能內芯構件每個翼緣或腹板端部，每個填充板的厚度比十字形耗能內芯構件的翼緣大。
6.根據權利要求2所述的平行斜板屈曲約束支撐，其特徵在於:所述耗能內芯構件是T形構件，所述等截面屈曲約束部件由兩個折板、三個填充板和一塊鋼平板通過螺栓拼裝而成；兩個折板對稱放置在耗能內芯構件(I)的每個翼緣或腹板兩側，使其邊側面與耗能內芯構件翼緣或腹板端部外伸長度1/4?1/2寬的約束區域緊靠；鋼平板與耗能內芯構件的平面翼緣面緊靠，並留有間隙；每個填充板位於每兩個折板的邊側面之間或折板的邊側面和鋼平板之間。
7.根據權利要求1所述的平行斜板屈曲約束支撐，其特徵在於:所述屈曲約束部件的折板的外側面固定有數個橫向加勁板。
【文檔編號】E04B1/98GK203684434SQ201420022055
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月14日 優先權日:2014年1月14日
【發明者】王春林, 孟少平, 曾鵬, 曾濱, 吳京 申請人:東南大學