CN101545289B - 一种全钢结构防屈曲耗能支撑 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全钢结构防屈曲耗能支撑，属于结构工程技术领域。其特征在于，所述防屈曲耗能支撑由四个热轧槽形型钢与内核“一”字形钢板组成。四个热轧槽形型钢通过高强度螺栓连接，形成外围约束构件，可对内核“一”字形钢板形成约束机制。内核钢板与外围约束构件之间预留一定的间隙，且涂有无粘结材料，保证二者之间滑移顺畅，并起到防腐保护作用。本发明提出的一种全钢结构防屈曲耗能支撑，能够为多高层钢结构提供良好的抗侧力作用，且在大震作用下，能够达到全截面屈服，从而有效耗能。此外，该防屈曲耗能支撑为全装配式构件，易于加工与安装，能够有效降低结构造价，是一种性能卓越的防屈曲耗能支撑。

Description

一种全钢结构防屈曲耗能支撑

技术领域

本发明涉及一种新型的全钢结构防屈曲耗能支撑，属于结构工程技术领域。

技术背景

作为多高层钢结构的一种新型抗侧力构件，防屈曲耗能支撑在日本阪神地震与美国北岭地震后广泛应用在新建结构与老房子加固中。防屈曲耗能支撑的最大优点是它兼做抗侧力构件与耗能双重功能，与现有钢框架中十字支撑或偏心支撑在压力作用下发生屈曲后不能有效消能比较，是抗震设计中抗侧力体系研究及科学技术进步的产物。

在小、中及大震作用下，防屈曲耗能支撑不仅始终能够起到抗侧力构件的作用，而且在大震作用下进入屈服消耗地震输入的能力。这种作用源于防屈曲支撑的内核钢板受到外围单元的约束作用，在大震作用受压时不会发生屈曲，而表现为内核截面屈服。这样支撑构件在拉压反复荷载作用下，表现出基本相同的滞回性能，且滞回曲线非常饱满，是消耗能量的绝佳构件。

但是，目前在工程上普遍采用的防屈曲耗能支撑构件由外围钢管、内置混凝土与内核钢板组成，其缺点是制作时尺寸精度控制高、制作成本高。特别是内置的混凝土与内核钢板之间要留有一定的间隙，浇筑混凝土时其间隙的精度控制非常严格，造成施工极其困难。

本发明提出了一种全新的防屈曲耗能支撑，其全部部件完全由钢构件组成，是一个全装配式构件。这种防屈曲耗能支撑不仅能够起到抗侧力作用，而且在大震时能够通过内嵌钢板的屈服消耗地震能量，能够有效保护主体结构。

发明内容

本发明提出的全钢结构防屈曲耗能支撑，其目的在于提供一种全装配式的支撑构件，提供抗侧力作用，并在大震作用下有效耗能，且施工方便，能够节省造价。

本发明提出的一种全钢结构防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述支撑由四个热轧槽形型钢1、热轧槽形型钢2、热轧槽形型钢3、热轧槽形型钢4与内核“一”字形钢板5组成；所述四个热轧槽形型钢1、热轧槽形型钢2、热轧槽形型钢3、热轧槽形型钢4通过高强螺栓6连接形成外围约束构件；所述外围约束构件与内核“一”字形钢板5间留有一定的空隙，且涂有无粘结材料；在所述内核“一”字形钢板5端部焊接内核钢板端部加劲板10，形成十字节点；在框架节点即十字节点处伸出框架节点连接板7，在框架节点连接板7上焊接框架节点连接板加劲板8，也形成十字节点；通过所述四个C形型钢9，连接框架节点连接板7与内核“一”字形钢板5，采用高强螺栓11连接；所述在屈曲耗能支撑的跨中，设置支撑跨中卡件14，以防止内核“一”字型钢板5的滑动。

本发明提出的一种全钢结构防屈曲耗能支撑，能够为多高层钢结构提供良好的抗侧力作用，且在大震作用下，能够达到全截面屈服，从而有效耗能。此外，该防屈曲耗能支撑为全装配式构件，易于加工与安装，能够有效降低结构造价，是一种性能卓越的防屈曲耗能支撑。

附图说明

图1为本发明全钢结构防屈曲耗能支撑截面示意图。

图2为本发明全钢结构防屈曲耗能支撑与梁柱节点连接示意图。

图3为本发明内核钢板端部焊接加劲肋(图2中A处)详图1。

图4为本发明内核钢板端部焊接加劲肋(图2中A处)详图2。

图5为本发明支撑跨中卡件示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进行详细说明。

在如图1～5中：

1-热轧槽形型钢1

2-热轧槽形型钢2

3-热轧槽形型钢3

4-热轧槽形型钢4

5-内核“一”字型钢板

6-高强螺栓

7-框架节点连接板

8-框架节点连接板加劲板

9-连接用C形型钢

10-内核钢板端部加劲板

11-高强螺栓

12-框架梁

13-框架柱

14-支撑跨中卡件

如图1所示，防屈曲耗能支撑由四个热轧槽形型钢1～4与内核“一”字形钢板5组成。四个热轧槽形型钢1～4通过高强度螺栓6连接形成外围约束构件。外围约束构件与内核钢板5间留有一定的空隙，且涂有无粘结材料。如图2～4所示，在内核钢板5端部焊接加劲板10，形成十字节点；同样地，在框架节点处伸出连接板7，在连接板7上焊接加劲板8，也形成十字节点。通过四个C形型钢9，可以连接框架节点连接板7与内核钢板5，采用高强螺栓11连接。如图5所示，在支撑的跨中，设置卡件14，可防止内核钢板5的滑动。

如图2～3所示，内核钢板端部加劲肋与槽形型钢端部需要留有足够的距离g，g需要大于大震作用下内核钢板发生的最大压缩变形的一半。

实验证明，本发明具有如下明显的优点：

全钢结构防屈曲耗能支撑由四个热轧槽形型钢与内核“一”字形钢板组成。所述四个热轧槽形型钢通过高强度螺栓连接，形成外围约束构件，可对所述内核“一”字形钢板形成约束机制。为了保证内核钢板压缩时由于泊松效应产生的向外膨胀，所述内核钢板与外围约束构件之间预留一定的间隙，且涂有无粘结材料，保证二者之间滑移顺畅，并起到防腐保护作用。

在上述防屈曲耗能支撑中，支撑的跨中需要内置卡件，防止内核钢板滑出。

在上述防屈曲耗能支撑中，在其端部，采用十字节点构造设计，便于与框架构件连接。

在上述防屈曲耗能支撑中，可以通过调节槽形型钢翼缘的长度，控制支撑沿两轴方向的惯性矩相等，可使两轴方向的稳定性能接近。

Claims (1)

1.一种全钢结构防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述支撑由四个热轧槽形型钢(1、2、3、4)与内核“一”字形钢板(5)组成；所述的四个热轧槽形型钢(1、2、3、4)通过高强螺栓(6)连接形成外围约束构件；所述外围约束构件与内核“一”字形钢板(5)间留有空隙，且涂有无粘结材料；在所述内核“一”字形钢板(5)端部焊接内核钢板端部加劲板(10)，形成十字节点；在十字节点处伸出框架节点连接板(7)，在框架节点连接板(7)上焊接框架节点连接板加劲板(8)，也形成十字节点；通过四个C形型钢(9)，连接框架节点连接板(7)与内核“一”字形钢板(5)，采用高强螺栓(11)连接；在所述防屈曲耗能支撑的跨中，设置支撑跨中卡件(14)，以防止内核“一”字型钢板(5)的滑动。

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