一種tjs純鋼屈曲約束支撐構件的製作方法

2023-04-24 02:15:36 2

專利名稱：一種tjs純鋼屈曲約束支撐構件的製作方法
技術領域：
本發明涉及建築領域，尤其是建築物結構支撐領域，具體地，涉及在建築結構體系中用於支撐的屈曲約束支撐構件。
背景技術：
屈曲約束支撐又稱無粘結支撐，是一種性能優越的新型抗震耗能構件，一種在受拉和受壓情況下都能達到屈服的耗能支撐構件，改善了傳統支撐在受壓時發生屈曲的缺點，提高了結構的抗震性能。框架結構是高層建築使用較普遍的一種結構形式，但其抗側剛度與承載能力有限，在風荷載或地震作用下側向位移較大，使其建造高度受到了一定限制。為解決框架結構抗側剛度與強度較弱的問題，可為其附加支撐，即為框架-支撐體系，包括中心支撐-框架體系與偏心支撐-框架體系。偏心支撐-框架體系通過梁端剪切屈服段耗散地震輸入能·量,犧牲了部分主體結構構件,使其震後修復較為困難，且成本很高。而中心支撐-框架體系，在地震作用下，難以避免支撐受壓屈曲。傳統鋼支撐屈曲後，性能退化嚴重，極易造成支撐本身與節點連接的破壞，進而導致結構抗震能力急劇下降，對結構抗震十分不利。為避免普通鋼支撐受壓屈曲現象的產生，有學者提出了屈曲約束支撐這一概念，也稱為「防屈曲支撐」或「無粘結支撐」，即為普通支撐施加側向約束，防止其受壓時產生屈曲。屈曲約束支撐形式多樣，但工作原理類似，其軸力由支撐核心單元承受，而外圍鋼管或鋼管混凝土對核心提供約束，限制其整體屈曲與局部屈曲。屈曲約束支撐拉壓性能相當，滯回曲線飽滿穩定，其不但可作為結構構件，屈服後也是一種性能優良的阻尼器，可大量耗散地震輸入能量，並將結構的損傷集中於屈曲約束支撐自身，保護了主體結構，降低了結構地震響應。目前國內外的屈曲約束支撐構造形式大體上可分為兩類(I)純鋼型屈曲約束支撐；(2)以鋼管混凝土為約束單元的屈曲約束支撐。但現有的屈曲約束支撐並不十分經濟，製作成本較高，這是由於設計中需要保證支撐節點部位處於彈性狀態，通常的做法是加大截面面積。支撐的耗能核心與支撐節點採用同一鋼板，不可避免地造成了大量廢料；另一方面，由於增大節點部位的斷面尺寸，有時也會造成支撐外觀由強度設計控制，不得不增加套筒尺寸，而由穩定控制的設計才是最經濟合理的。

發明內容
針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種TJS純鋼屈曲約束支撐構件。根據本發明的一個方面，提供一種TJS屈曲約束支撐構件，其特徵在於，包括第一芯板、第二芯板、兩塊槽鋼，其中，所述第二芯板的形狀與所述第一芯板相近似，其焊接於所述第一芯板的兩端，兩塊所述槽鋼分別位於所述第一芯板與第二芯板的上表面與下表面，所述槽鋼的形狀、尺寸與所述芯板相適應，並且所述槽鋼的槽口均向外。優選地，兩塊所述槽鋼之間至少設有一填板，所述填板位於所述第一芯板和第二芯板的兩側，其長度與所述槽鋼相適應並且其被夾於兩塊所述槽鋼之間。
優選地，所述填板凸出所述兩塊槽鋼所夾的空間的兩側，其凸出部分與所述槽鋼焊接相連。優選地，所述第一芯板和所述第二芯板位於所述槽鋼與所述填板所圍區域之中，並且所述第一芯板和第二芯板與所述槽鋼以及所述填板之間均留有一段空隙。優選地，所述屈曲約束支撐構件的兩個端部至少各設有兩根加勁肋，所述槽鋼與所述加勁肋相應的位置處設有開槽，兩根所述加勁肋分別從所述開槽處夾住所述第二芯板的兩個表面。優選地，所述加勁肋以及所述開槽一直向內延伸至所述第一芯板。 優選地，所述槽鋼的槽口處有一側封板，所述側封板覆蓋住所述槽鋼的整個槽口。優選地，所述槽鋼的兩端截面處還有一封頭板，所述封頭板的面積與所述槽鋼的 截面積相適應，其與所述側封板、槽鋼相焊接。優選地，兩塊所述槽鋼的中心處均有一通孔，所述第一芯板上與所述通孔相適應的位置有一防滑裝置，所述防滑裝置通過所述通孔插入所述槽鋼，從而固定所述第一芯板。優選地，所述第一芯板由Q195鋼材、Q235鋼材、LY100鋼材、LY160鋼材、LY225鋼材以及其他低屈服鋼等材料中的任一種製成。優選地，所述第二芯板由Q345鋼材、Q235鋼材、Q460鋼材以及其他高強度鋼等材料中的任一種製成。優選地，所述槽鋼由Q235鋼材以及Q345鋼材等材料中的任一種製成。本發明通過提供一種TJS純鋼屈曲約束支撐構件，其技術優勢在於I.提供了一種純鋼型屈曲約束支撐，自重輕，加工速度快；2.採用標準槽鋼，減小了拼接焊接量，加工精度容易控制；3.節點段採用高強鋼，核心耗能段採用低強鋼或低屈服點鋼，減小了支撐外觀尺寸與用鋼量；4.控制填板厚度，可調節芯板寬度，從而調節了支撐承載力，並提供了對芯板的約束作用；5.節點加勁肋穿過芯板與高強鋼的拼接焊縫，避免了芯板在拼接處的斷裂；6.側封板可根據支撐整體穩定需求，選擇是否保留，使設計靈活性，經濟。


通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯圖I示出根據本發明的第一實施例的，所述純鋼屈曲約束支撐構件的正視圖；圖2示出根據本發明的第一實施例的，所述純鋼屈曲約束支撐構件的俯視圖；圖3示出根據本發明的第一實施例的，所述純鋼屈曲約束支撐構件的俯視圖；圖4示出根據本發明的第一實施例的，所述純鋼屈曲約束支撐構件在圖I中1-1處的橫截面結構示意圖；以及圖5示出根據本發明的第一實施例的，所述純鋼屈曲約束支撐構件在圖I中2-2處的橫截面結構示意圖。
具體實施例方式本發明提供一種TJS純鋼屈曲約束支撐構件，又稱TJS型純鋼屈曲約束支撐，其自重輕，加工速度快；採用標準槽鋼，減小了拼接焊接量，加工精度容易控制；支撐端部節點採用高強鋼，核心耗能段即芯材部分採用低強鋼或低屈服點鋼，減小了支撐外觀尺寸與用鋼量；控制填板厚度，可調節芯板寬度，從而調節了支撐承載力，並提供了對芯板的約束作用；節點加勁肋穿過芯板與高強鋼的拼接焊縫，避免了芯板在拼接處的斷裂；側封板可根據支撐整體穩定需求，選擇是否保留，使設計靈活性，經濟。圖I示出了根據本發明的第一實施例的，所述純鋼屈曲約束支撐構件的正視圖。在本實施例中，所述純鋼屈曲約束支撐構件主要包括芯材部分I、槽鋼2、填板3以及側封板
4。具體地，所述芯材部分I由第一芯板11與第二芯板12組成，所述第一芯板11與所述第二芯板12的形狀、厚度相同，並且所述第一芯板11的兩端各與一塊所述第二芯板12相焊接連成一體。更具體地，所述第一芯板11與所述第二芯板12位於兩塊所述槽鋼2之間，兩塊所述槽鋼2的槽口 22均朝外，同時兩塊所述槽鋼2之間還設有至少一所述填板3，優選地，兩塊所述槽鋼2之間設有兩塊所述填板3，其分別位於所述第一芯板11與所述第二芯板12的兩側，更為具體地，所述填板3的長度與所述槽鋼2的長度相同，並且其凸出於兩塊所述槽鋼2所夾空間的兩側與所述槽鋼2焊接，從而使所述第一芯板11與所述第二芯板12被圍於所述槽鋼2與所述填板3之間，以達到本發明設計目的，更為具體地，所述第一芯板11、第二芯板12與所述槽鋼以及所述填板之間均留有一段空隙13，即所述第一芯板11、第二芯板12並不與所述槽鋼以及所述填板接觸，本領域技術人員理解，所述空隙13可通過在第一芯板11、第二芯板12與所述槽鋼以及所述填板之間填充一種無粘結隔離材料從而實現，或者在一個變化例中，其也可以是通過加工時預留的方法從而形成所述空隙13。在此不予贅述。更具體地，根據圖I所示實施例，優選地，在本實施例中，所述第一芯板11與所述第二芯板12選用不同的鋼材。所述第一芯板11可選用一些低屈服鋼如Q195鋼材、Q235鋼材、LY100鋼材、LY160鋼材或者LY225鋼材等，而所述第二芯板12由於其需承受較大的載荷，因此其可選用一些高強度鋼材例如Q345鋼材、Q235鋼材或者Q460鋼材等，從而起到合理利用節約鋼材的目的。而在一個變化例中，所述第一芯板11與所述第二芯板12可以選用相同的材料，即此時所述第一芯板11與所述第二芯板12可以理解為一塊整版，本領域技術人員理解，所述變化例同樣可以結合圖I所示實施例予以實現。進一步地，在本實施例 中，所述槽鋼2優選地使用目前市場上常用的標準鋼材，例如Q235鋼材或者Q345鋼材等，以簡化生產方式，此處不予贅述。進一步地，根據圖I所示實施例，所述屈曲約束支撐構件的兩個端部至少各設有兩根加勁肋5。所述加勁肋5用於焊接緊固所述第一芯板11以及所述第二芯板12，具體地，所述屈曲約束支撐構件的一個端部優選地設有兩根所述加勁肋5，所述槽鋼2與所述加勁肋5相應的位置處設有開槽21，所述加勁肋5分別從所述開槽21處頂住所述第二芯板12的上表面或下表面，因此兩根所述加勁肋5能頂住所述第二芯板12的上表面與下表面，進而將所述第二芯板12夾住，類似地，所述屈曲約束支撐構件的另一個端部也優選地設有兩根所述加勁肋5，兩根所述加勁肋5能頂住另一端所述第二芯板12的上表面與下表面，進而將所述第二芯板12夾住，在此不予贅述。更進一步地，所述加勁肋5與所述開槽21 —直向內延伸至所述第一芯板11，即所述第二芯板12與所述第一芯板11的一部分都被所述加勁肋5所夾住，此處不予贅述。進一步地，在本實施例中，所述槽鋼2的槽口 22還設有一側封板4，所述側封板4的形狀、尺寸與所述槽口 22相適應，其能夠覆蓋整個所述槽口 22，更進一步地，本領域技術人員理解，所述側封板4同樣覆蓋住所述加勁肋5，即所述加勁肋5的高度與所述槽鋼2的槽深相適應，從而使所述加勁肋5同時頂住所述側封板4與所述第一芯板11以及第二芯板12，此處不予贅述。更進一步地，根據圖I所示實施例，所述槽鋼2的兩端各被一封頭板6所封住。具體地，所述封頭板6與所述槽鋼2、側封板4所形成的截面面積相適應，其通過焊接的形式連接於所述屈曲約束支撐構件的兩端，並且能夠封住所述槽鋼2與所述側封板4所形成的空心區域，使所述屈曲約束支撐成為一個封閉的構件。更進一步地，從圖I所示實施例中可以清晰地看出，所述加勁肋5與所述第二芯板12穿出所述封頭板6，本領域技術人員理解，所述加勁肋5以及所述第二芯板12在所述封頭板6的相接處同樣通過焊接的形式相連接，此處不予贅述。·更為具體地，在本實施例中，所述槽鋼2的中間設有一通孔23 (圖I未示出)，所述第一芯板11上與所述通孔23相應的位置處設有一防滑裝置7，所述防滑裝置7垂直並凸出於所述第一芯板11的上表面與下表面，其尺寸與所述通孔23相適應，其插入所述通孔23用於固定所述第一芯板11與所述槽鋼2之間的水平位置。本領域技術人員理解，優選地，所述防滑裝置7選用目前市場上常用的防滑裝置，以便降低所述屈曲約束支撐構件的成本同時提高本發明的實用性，此處不予贅述。圖2示出了根據本發明的第一實施例的，所述純鋼屈曲約束支撐構件的俯視圖。具體地，在本實施例中，所述第一芯板11的兩端與兩塊所述第二芯板12相焊接，所述第一芯板11與所述第二芯板12的寬度相適應，從而焊接之後可以連接成為一個整體。更具體地，所述第一芯板11的中間部位設有一防滑裝置7，所述槽鋼2的相應位置處設有一通孔23，所述通孔23用於插入所述防滑裝置7，所述防滑裝置7插入所述通孔23後可以起到固定所述第一芯板11與所述槽鋼2之間的位置，防止所述第一芯板11發生移動的作用，在此不予贅述。進一步地，從圖2所示實施例中可以清晰的看出，所述槽鋼2的寬度略大於所述第一芯板11或所述第二芯板12，能夠完全覆蓋所述第一芯板__與所述第二芯板12的整個表面，而所述填板3則略凸出於所述槽鋼2的側面，並且所述填板3同時與上下兩塊的所述槽鋼2焊接。更具體地，兩塊所述槽鋼2的槽口 22還各有一塊側封板4可以參考圖4，所述側封板4覆蓋住所述槽鋼2的整個槽口 22並與所述槽口 22相焊接。而所述封頭板6則焊接於所述槽鋼2以及所述側封板4的兩端。更一步地，所述第二芯板12的表面各有一根所述加勁肋5，並且所述加勁肋5 —直向內延伸至所述第一芯板11的表面。所述加勁肋5也以角焊縫的形式固定於所述第一芯板11以及第二芯板12的表面，由於所述第一芯板11的兩端均設有所述第二芯板12，因此有四根所述加勁肋5同時夾住所述第一芯板11以及第二芯板12，起到夾緊固定的作用，此處不予贅述。圖3示出了根據本發明的第一實施例的，所述純鋼屈曲約束支撐構件的俯視圖。圖3將所述第一芯板11、第二芯板12、加勁肋5以及槽鋼2分開，從而更清晰地顯示所述第一芯板11、第二芯板12、加勁肋5以及槽鋼2的結構圖。具體地，在本實施例中，可以清晰地看出，所述第一芯板11的兩端均焊接所述第二芯板12，所述加勁肋5焊接在所述第一芯板11以及第二芯板12的表面，其由所述第二芯板12向內從所述第一芯板11的兩端向內延伸至所述第一芯板11，所述防滑裝置7設置於所述第一芯板11的中間位置。而相應地，所述槽鋼2與所述防滑裝置7相適應的位置設有一通孔23，所述通孔23與所述防滑裝置7連接，而所述槽鋼2的兩端與所述加勁肋5相對應的位置處設有所述開槽21，所述開槽21的長度與所述加勁肋5的長度相一致，進而所述加勁肋5能夠卡入所述開槽21，此處不予贅述。圖4示出了根據本發明的第一實施例的，所述純鋼屈曲約束支撐構件在圖I中1-1處的橫截面結構示意圖。具體地，圖I中4-4處清晰地示出了所述第二芯板12、槽鋼2、填板3以及加勁肋5的連接結構。在本實施例中，所述第二芯板12位於兩塊所述槽鋼2之間，所述槽鋼2的兩側夾住兩塊所述填板3，所述填板3凸出所述槽鋼2的兩側，所述填板3凸出的部分與所述槽鋼2以角焊縫的形式相連接，從而將所述第二芯板12夾在所圍區域。更 具體地，所述第二芯板12與所述槽鋼2以及填板3之間留有空隙，所述第二芯板12不與所述槽鋼2接觸，其也不與所述填板3接觸，在此不予贅述。進一步地，在本實施例中，所述第二芯板12與所述槽鋼2在4-4的橫截面處有所述開槽21，兩根所述加勁肋5從所述開槽21處分別頂住所述第二芯板12的上表面以及下表面，同時所述加勁肋5通過角焊縫的形式與所述第二芯板12相連接。更進一步地，所述槽鋼2的槽口 22處設有所述側封板4，所述側封板4的寬度與所述槽口 22相適應，其與所述槽口 22相焊接，並且所述側封板4能夠頂住所述加勁肋5，此處不予贅述。圖5示出了根據本發明的第一實施例的，所述純鋼屈曲約束支撐構件在圖I中2-2處的橫截面結構示意圖。具體地，在本實施例中，所述屈曲約束支撐構件在圖I中2-2處不設有所述加勁肋5，即在2-2的橫截面中所述也無所述加勁肋5。進一步地，其中僅兩塊所述槽鋼2將所述填板3夾住，所述槽鋼2的寬度與所述第一芯板11相適應。而所述填板3凸出所述槽鋼2的兩側，所述填板3凸出的部分與所述槽鋼2以角焊縫的形式相連接。而所述第一芯板11被圍在所述槽鋼2以及所述填板3形成的空間，並且兩個所述槽鋼2的槽口 22均與所述側封板4焊接相連，此處不予贅述。結合上述圖I至圖5所示實施例，更進一步地，本領域技術人員理解，本發明所述純鋼屈曲約束支撐構件整體採用目前市場上使用的標準件，不僅簡化了加工的方式，並且其通過結構的設計達到了節省鋼材的目的，此處不予贅述。以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。
權利要求
1.一種TJS純鋼屈曲約束支撐構件，其特徵在於，包括第一芯板、第二芯板、兩塊槽鋼，其中，所述第二芯板的形狀與所述第一芯板相近似，其焊接於所述第一芯板的兩端，兩塊所述槽鋼分別位於所述第一芯板與第二芯板的上表面與下表面，所述槽鋼的形狀、尺寸與所述芯板相適應，並且所述槽鋼的槽口均向外。
2.根據權利要求I所述的屈曲約束支撐構件，其特徵在於，兩塊所述槽鋼之間至少設有一填板，所述填板位於所述第一芯板和第二芯板的兩側，其長度與所述槽鋼相適應並且其被夾於兩塊所述槽鋼之間。
3.根據權利要求2所述的屈曲約束支撐構件，其特徵在於，所述填板凸出所述兩塊槽鋼所夾的空間的兩側，其凸出部分與所述槽鋼焊接相連。
4.根據權利要求3所述的屈曲約束支撐構件，其特徵在於，所述第一芯板和所述第二芯板位於所述槽鋼與所述填板所圍區域之中，並且所述第一芯板和第二芯板與所述槽鋼以及所述填板之間均留有一段空隙。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的屈曲約束支撐構件，其特徵在於，所述屈曲約束支撐構件的兩個端部至少各設有兩根加勁肋，所述槽鋼與所述加勁肋相應的位置處設有開槽，兩根所述加勁肋分別從所述開槽處夾住所述第二芯板的兩個表面。
6.根據權利要求5所述的屈曲約束支撐構件，其特徵在於，所述加勁肋以及所述開槽一直向內延伸至所述第一芯板。
7.根據權利要求I或2或3或4或6中任一項所述的屈曲約束支撐構件，其特徵在於，所述槽鋼的槽口處有一側封板，所述側封板覆蓋住所述槽鋼的整個槽口。
8.根據權利要求7所述的屈曲約束支撐構件，其特徵在於，所述槽鋼的兩端截面處還有一封頭板，所述封頭板的面積與所述槽鋼的截面積相適應，其與所述側封板、槽鋼相焊接。
9.根據權利要求I或2或3或4或6或8所述的屈曲約束支撐構件，其特徵在於，兩塊所述槽鋼的中心處均有一通孔，所述第一芯板上與所述通孔相適應的位置有一防滑裝置，所述防滑裝置通過所述通孔插入所述槽鋼，從而固定所述第一芯板。
10.根據權利要求9所述的屈曲約束支撐構件，其特徵在於，所述第一芯板由如下材料中的任一種製成 Q195鋼材； Q235鋼材； LY100鋼材； LY160鋼材； LY225鋼材；以及 其他低屈服鋼。
11.根據權利要求10所述的屈曲約束支撐構件，其特徵在於，所述第二芯板由如下材料中的任一種製成 Q345鋼材； Q235鋼材； Q460鋼材；以及 其他高強度鋼。
12.根據權利要求10或11所述的屈曲約束支撐構件，其特徵在於，所述槽鋼由如下材料中的任一種製成 Q235鋼材；以及 Q345鋼材。
全文摘要
本發明提供一種TJS純鋼屈曲約束支撐構件，又稱TJS型純鋼屈曲約束支撐，其特徵在於，包括第一芯板、第二芯板、兩塊槽鋼，其中，所述第二芯板的形狀與所述第一芯板相近似，其焊接於所述第一芯板的兩端，兩塊所述槽鋼分別位於所述第一芯板與第二芯板的上表面與下表面，所述槽鋼的形狀、尺寸與所述芯板相適應，並且所述槽鋼的槽口均向外。本發明通過提供一種TJS純鋼屈曲約束支撐構件，其自重輕，加工速度快；採用標準槽鋼，減小了拼接焊接量；支撐端部節點採用高強鋼，芯材部分採用低強鋼，減小了用鋼量；節點加勁肋穿過芯板與高強鋼的拼接焊縫，避免了芯板在拼接處的斷裂。
文檔編號E04B1/98GK102966194SQ20121001989
公開日2013年3月13日 申請日期2012年1月20日 優先權日2012年1月20日
發明者宮海, 洪建敏 申請人:上海藍科鋼結構技術開發有限責任公司