一種改進的純鋼型屈曲約束耗能支撐的製作方法
2023-05-09 11:25:31 1
一種改進的純鋼型屈曲約束耗能支撐的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種改進的純鋼型屈曲約束耗能支撐，該屈曲約束耗能支撐包括一字形核心鋼板、約束套管，其特徵在於，所述的一字形核心鋼板的屈服段均勻分布有通孔，外伸段的上下表面分別貼合焊接有加勁板；所述的約束套管套設在一字形核心鋼板的中部，其橫截面為矩形，內壁與一字形核心鋼板外壁之間設有間隙，與所述加勁板相對應的頭部設有容納加勁板的缺口，該缺口的底部與所述加勁板的端部之間設有凹凸對插的側向限位結構；所述的約束套管的兩頭在所述側向限位結構的部位分別套設有加勁套管，該套管由螺栓固定在約束套管上；所述的約束套管兩側的內壁與一字形核心鋼板之間和所述的加勁板與加勁套管的內壁之間分別設有彈性墊。
【專利說明】一種改進的純鋼型屈曲約束耗能支撐
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及防振動或震動的一般建築物構造，具體涉及一種防屈曲耗能支撐構件。
【背景技術】
[0002]為增大結構的抗側剛度以減小其在地震中的側向變形，往往在結構中增加鋼支撐構件，但傳統鋼支撐構件在強震作用受壓時會產生屈曲失穩的現象，即使增加支撐橫截面達到設計要求也難以保證其在突發強震下不發生屈曲失穩，鑑於此，工程人員研發了一種受壓時屈曲失穩收到約束的軸向支撐構件，其兼具支撐與耗能作用，稱為防屈曲耗能支撐。
[0003]防屈曲耗能支撐是一種在受拉與受壓作用下均能達到屈服而不發生屈曲失穩的軸力構件，比傳統支撐構件具有更加穩定的力學性能。安裝於結構中，不但可以增加結構的整體剛度、提高結構延性，還能發揮鋼材的滯回耗能能力，因此其同時具備了中心支撐和位移型耗能器的功能，在工程抗震領域具有較顯著的應用價值。美國北嶺地震和日本神戶地震後，工程師開始意識到防屈曲耗能支撐在結構消能減震上的良好效果，其後，防屈曲耗能支撐得以較廣泛的應用於各類建築，在日本和美國已有數百棟建築採用了該類構件。中國也有相關建築採用防屈曲耗能支撐作為支撐與耗能構件，但數量較少。
[0004]目前，防屈曲耗能支撐按照不同的材料形式和不同的製作工藝可分為三類，即混凝土約束型防屈曲耗能支撐、全鋼型防屈曲耗能支撐和裝配式防屈曲耗能支撐。一般而言，防屈曲耗能支撐主要由核心單元、外約束單元和無粘結構造層三部分構成，其中核心單元是支撐構件的主受力元件，外約束單元提供約束機制，以防止核心單元受軸壓時發生整體或局部屈曲失穩，無粘結層設置在核心單元與外約束單元接觸面之間，以儘量減小核心單元與外約束單元產生握裹或摩擦力從而造成支撐受壓時軸向壓力的大量增加。
[0005]目前大多防屈曲支撐普遍存在以下問題:(1)支撐截面多呈方形或圓形，難以與牆體實現有效結合，在建築外觀要求嚴格的情況下布置位置受限制；(2)大部分防屈曲支撐尤其是混凝土約束型，其自重較大，加工工藝複雜且周期較長；(3)大多防屈曲支撐端部容易出現破壞，需要進行較大程度的端部加強。
【發明內容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種改進的純鋼型屈曲約束耗能支撐，該屈曲約束耗能支撐不僅橫截面尺寸小，自重輕，端部強度高，安裝布置便利，而且加工工藝簡單，周期短。
[0007]本實用新型解決上述技術問題的方案如下所述:
[0008]一種改進的純鋼型屈曲約束耗能支撐，該屈曲約束耗能支撐包括一字形核心鋼板和約束套管，其特徵在於，
[0009]所述的一字形核心鋼板沿軸向分為中部的屈服段和兩頭的外伸段，其中所述的屈服段均勻分布有通孔，所述的外伸段的上下表面分別貼合焊接有加勁板；[0010]所述的約束套管套設在一字形核心鋼板的的中部，其橫截面為矩形，內壁與一字形核心鋼板外壁之間設有滿足一字形核心鋼板受壓屈服時可自由膨脹的間隙，與所述加勁板相對應的頭部設有容納加勁板的缺口，該缺口的底部與所述加勁板的端部之間設有凹凸對插的側向限位結構；
[0011]所述的約束套管的兩頭在所述側向限位結構的部位分別套設有加勁套管，該套管由螺栓固定在約束套管上；
[0012]所述的約束套管兩側的內壁與一字形核心鋼板之間和所述的加勁板與加勁套管的內壁之間分別設有彈性墊。
[0013]由於所述的一字形核心鋼板的截面尺寸和長度是根據地震烈度和建築物的結構要求來確定的，因此，要根據所確定的一字形核心鋼板的截面尺寸來選擇合適規格的型鋼作為約束套管往往十分困難，甚至選不到。為了解決上述的技術難題，本實用新型的進一步改進方案是，所述的約束套管和加勁套管均由鋼板焊接構成的。
[0014]為了進一步保證核心單元只承受拉伸和壓縮載荷，本實用新型的進一步改進方案是，所述的一字形核心鋼板的外伸段還設有穿越加勁板的安裝孔。
[0015]本實用新型較現有技術具有下述有益效果:
[0016]1、將約束套管的內壁與一字形核心鋼板外壁之間的間隙限定為滿足一字形核心鋼板受壓屈服時自由膨脹，且，加勁板以貼合的方式焊接在一字形核心鋼板的外伸段的上下表面，因此約束套管和一字形核心鋼板的外伸段(與建築結構的連接部位)的截面積都相對較小，整個支撐能夠布置於牆體中，所佔用的空間明顯減小。
[0017]2、在一字形核心鋼板的屈服段均勻分布有通孔，使其在拉一壓循環載荷作用下均能進入屈服，滯回性能得到明顯改善。
[0018]3、在所述的約束套管兩側的內壁與一字形核心鋼板之間和所述的加勁板與加勁套管的內壁之間分別增設彈性墊，既可嚴格控制一字形核心鋼板與約束套管之間四周的間隙，又能讓軸向力傳遞到一字形核心鋼板上，進一步提高了整個支撐防屈曲效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1?5為實用新型所述改進的純鋼型屈曲約束耗能支撐的一個具體實施例的結構示意圖，其中，圖1主視圖，圖2為俯視圖，圖3為圖2的A— A剖面放大圖，圖4為圖2的B-B剖面放大圖；圖5為圖2的C一C剖面放大圖。
[0020]圖6為圖1去掉加勁套管後顯示約束套管與加勁板之間所設凹凸對插的側向限位結構的示意圖。
[0021]圖7和圖8為圖1?5所示實施例中一字形核心鋼板與加勁板的連接結構示意圖，其中，圖7主視圖，圖8為俯視圖。
[0022]圖9?11為圖1?5所示實施例中約束套管的一種具體結構示意圖，其中，圖9為主視圖，圖10為俯視圖(半剖)，圖11為圖9的D— D剖視圖。
[0023]圖12?14為圖1?5所示實施例中加勁套管的一種具體結構示意圖，其中，圖12為主視圖，圖13為圖12的E— E剖視圖，圖14為圖13的F— F剖視圖。
【具體實施方式】[0024]參見圖1?5，整個支撐由一字形核心鋼板1、加勁板2、約束套管3、加勁套管4和無粘結構造層5 (由於該層太薄，圖1?5中無法顯示)組成，其中各零部件的具體結構形狀和相互之間的連接關係如下所述。
[0025]參見圖7和圖8，一字形核心鋼板I沿軸向分為中部的屈服段1-1 (兩條雙點劃線之間的部分)和兩頭的外伸段1-2，其中，屈服段1-1的表面塗布有油脂脫模劑形成無粘結構造層5，且沿軸向均勻分布有矩形的通孔6 ;外伸段1-2的上下表面分別貼合焊接有加勁板2，並開設有穿越兩加勁板2的安裝孔14。
[0026]參見圖9?11併合圖3?6，約束套管3套設在一字形核心鋼板I的的中部，其橫截面為矩形；約束套管3的內壁與一字形核心鋼板I外壁之間設有滿足一字形核心鋼板受壓屈服時可自由膨脹的間隙7 ;約束套管3與加勁板2相對應的頭部設有容納加勁板2的缺口 8，該缺口 8的底部設有凸起9，加勁板2的相對的端部設有小缺口 10，所述凸起9與小缺口 10動配合構成凹凸對插的側向限位結構。
[0027]參見圖12?14，約束套管3的兩頭在上述側向限位結構的部位分別套設有加勁套管4，該套管由螺栓11固定在約束套管3上。
[0028]參見圖3?6，在約束套管3頭部的相應位置，即約束套管3兩側的內壁與一字形核心鋼板I之間和加勁板2與加勁套管4的內壁之間分別設有由硬質橡膠製成的彈性墊12。參見圖9?11和圖12?14約束套管3兩側的內壁上和加勁套管4與加勁板2相對的內壁上分別設有放置彈性墊12的凹槽13。
[0029]參見圖9?11和圖12?14，本例中所述的約束套管3和加勁套管4均由鋼板焊接構成。為了控制好一字形核心鋼板I與約束套管3之間的間隙7，焊接時先把約束套管3兩側的內壁與一字形核心鋼板I之間的兩彈性墊12放置在約束套管3上的凹槽13內，再把約束套管3兩側邊的鋼板夾持在一字形核心鋼板I的兩側邊上並調整好二者之間的間隙7，然後才放上組成約束套管3的另兩塊鋼板進行焊接。焊接好約束套管3後，即可把加勁板2與加勁套管4的內壁之間兩彈性墊12放置在加勁套管4上的凹槽13內，然後先用螺栓11把組成加勁套管4的四塊鋼板固定在約束套管3上再焊接即可。
【權利要求】
1.一種改進的純鋼型屈曲約束耗能支撐，該屈曲約束耗能支撐包括一字形核心鋼板和約束套管，其特徵在於， 所述的一字形核心鋼板沿軸向分為中部的屈服段和兩頭的外伸段，其中所述的屈服段均勻分布有通孔，所述的外伸段的上下表面分別貼合焊接有加勁板； 所述的約束套管套設在一字形核心鋼板的的中部，其橫截面為矩形，內壁與一字形核心鋼板外壁之間設有滿足一字形核心鋼板受壓屈服時可自由膨脹的間隙，與所述加勁板相對應的頭部設有容納加勁板的缺口，該缺口的底部與所述加勁板的端部之間設有凹凸對插的側向限位結構； 所述的約束套管的兩頭在所述側向限位結構的部位分別套設有加勁套管，該套管由螺栓固定在約束套管上； 所述的約束套管兩側的內壁與一字形核心鋼板之間和所述的加勁板與加勁套管的內壁之間分別設有彈性墊。
2.根據權利要求1所述的一種改進的純鋼型屈曲約束耗能支撐，其特徵在於，所述的約束套管和加勁套管均由鋼板焊接構成的。
3.根據權利要求1或2所述的一種改進的純鋼型屈曲約束耗能支撐，其特徵在於，所述的一字形核心鋼板的外伸段還設有穿越加勁板的安裝孔。
【文檔編號】E04B1/98GK203514561SQ201320576969
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月17日 優先權日:2013年9月17日
【發明者】周雲, 紀宏恩, 鄧雪松, 張文鑫, 尹繞章 申請人:廣州大學