CN103362232A - 预制拼装式屈曲约束支撑 - Google Patents

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陈泉
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Abstract

本发明公开了一种预制拼装式屈曲约束支撑，包括核心部件和约束部件；所述约束部件为两块，由凹槽和填充体组成，所述填充体位于凹槽内，并与凹槽固接，所述核心部件位于两块约束部件之间，所述约束部件的填充体只与核心部件的约束区域的表面紧贴。本发明解决了屈曲约束支撑自重大、约束部件材料占整个支撑比重大的问题。

Description

预制拼装式屈曲约束支撑
技术领域
本发明属于土木工程领域，涉及一种用于减小工程结构地震灾害影响的屈曲约束支撑。
背景技术
屈曲约束支撑是一种利用金属屈服耗散地震能量的装置，由于其性能稳定、制作方便、成本低廉，近年来得到了广泛的研究和应用。
目前，我国在工程上普遍应用的屈曲约束支撑大多由内填混凝土或砂浆钢管作为约束部件和承受轴向力的核心部件组成，譬如已公开发明专利(CN100560884C)中给出的技术方案。约束部件不直接承受轴向荷载，在外压力作用下可以抑制核心部件的低阶屈曲，核心部件在拉力和压力作用下全截面屈服，构件滞回曲线饱满。
但是上述屈曲约束支撑的方案也存在如下问题：①为保证在轴向压力作用下屈曲约束支撑不发生整体失稳，约束部件横截面应具有较大的惯性矩。所以约束部件较大，最终导致整个屈曲约束支撑自重较大。特别是当屈曲约束支撑应用于桥梁或大跨结构时，其约束部件的整体抗弯能力需求会随着跨度增大而提高，约束部件截面尺寸和自重也会增大，给施工增加难度。②钢管内的混凝土或砂浆需要从一端注入，混凝土或砂浆注入后振捣较为困难，其密实度难以保证，如果采用自密实混凝土，则导致屈曲约束支撑的造价较高。③当屈曲约束支撑较长时，整体的重量就非常大，从而给运输造成困难。
发明内容
本发明为了解决屈曲约束支撑自重大、约束部件材料占整个支撑比重大的问题，提供了一种预制拼装式屈曲约束支撑。
本发明采用的技术方案为：一种预制拼装式屈曲约束支撑，包括核心部件和约束部件；所述约束部件为两块，由凹槽和填充体组成，所述填充体位于凹槽内，并与凹槽固接，所述核心部件位于两块约束部件之间，所述约束部件的填充体只与核心部件的约束区域的表面紧贴。
作为优选，所述约束部件的凹槽的横截面是U形或半圆形或折边形。
作为优选，所述约束部件的填充体为混凝土或砂浆块体或薄壁构件；所述砂浆或混凝土块体与核心部件接触的表面设置预埋件薄板；所述薄壁构件为方管或槽形件或L形件，放置于凹槽后形成空腔，空腔中填充混凝土或砂浆。
作为优选，所述约束部件由凹槽被两块填充体部分填充构成，两个填充体分别与凹槽的两个内侧壁接触，填充体固接于凹槽的底面。
作为优选，所述约束部件由凹槽被一块填充体部分填充构成，所述填充体居中放置并固接于凹槽的底面。
作为优选，所述核心部件夹持在约束部件中间，填充板条位于核心板平面内两侧，两块约束部件沿纵向分别与填充板条固接成整体，或约束部件的外侧壁上沿纵向焊接多对螺栓座，螺栓穿过螺栓座和填充板条对拉形成固接。
作为优选，所述核心部件位于两块约束部件之间，两块约束部件相对交错放置并固接；所述约束部件的一个内侧壁与另一块约束部件的一个外侧壁接触并固接，每块约束部件的一个顶面与另一块约束部件的填充体接触。
作为优选，所述凹槽设置有缺口，所述核心部件中部扩大部分嵌入缺口中。
作为优选，所述核心部件由平板和加劲肋组成，所述平板为一块，加劲肋为两组，每组加劲肋分别位于平板的两端，并放置于凹槽与填充体所形成的空白区域内，加劲肋沿平板长度方向与平板的非约束区域固接。
作为优选，位于平板两端沿平板纵向相对应的每两块加劲肋之间通过板条相连成整体。
本发明具有以下有益效果：
1，本发明与传统屈曲约束支撑相比，约束部件没有完全贴着整个核心板，约束部件沿着核心部件宽度方向只约束核心板的部分区域，约束部件的材料被分配在屈曲约束支撑最外侧，可以在对屈曲约束支撑性能影响较小的情况下，实现了材料利用效率的最大化，使得约束部件占整个支撑的比重相对于传统屈曲约束支撑较小，显著减轻了屈曲约束支撑的自重，可解决屈曲约束支撑在桥梁等大跨结构的中自重产生挠度大、施工困难等关键问题，极大拓展了屈曲约束支撑的应用范围。
2，本发明的约束部件和核心板可预先在工厂制作，避免了传统屈曲约束支撑中混凝土浇筑养护时间长、振捣困难等问题，显著提高了屈曲约束支撑的制作效率；约束部件和核心板可以到施工现场拼装，解决了大型屈曲约束支撑单体重量过大导致的运输不方便的问题，其材料主要为普通钢材和混凝土，取材便利，成本较低，且加工周期短，使屈曲约束支撑适应建筑工业化的要求。
3，本发明支撑的核心板发生破坏后，约束部件可拆开，进行重复利用，只需更换核心板即可，显著降低了屈曲约束支撑的维修成本。
4，本发明支撑约束部件与核心板之间存在空白区域，加劲肋可以直接放置于该空白区域，相对于传统屈曲约束支撑，简化了屈曲约束支撑连接件的设计。
附图说明
图1为本发明实施例1支撑安装位置示意图；
图2为本发明实施例1支撑核心板结构分解示意图；
图3为本发明实施例1结构分解示意图；
图4为本发明实施例1结构示意图；
图5为图4的A-A剖面图；
图6为图4的B-B剖面图；
图7为本发明实施例2填充体为方管时的横截面图；
图8为本发明实施例2填充体为槽形件时的横截面图；
图9为本发明实施例2填充体为L形件时的横截面图；
图10为本发明实施例3结构分解示意图；
图11为本发明实施例3结构示意图；
图12为图11的C-C剖面图；
图13为图11的D-D剖面图；
图14为本发明实施例4结构分解示意图；
图15为本发明实施例4结构示意图；
图16为图11的E-E剖面图；
图17为图11的F-F剖面图；
图18为本发明实施例5支撑核心板结构分解示意图；
图19为本发明实施例5结构分解示意图；
图20为本发明实施例5结构示意图；
图21为图20的G-G剖面图；
图22为图20的H-H剖面图；
图23为本发明实施例6支撑核心板结构分解示意图；
图24为本发明实施例6结构示意图；
图25为图20的G-G剖面图；
图26为图20的H-H剖面图；
图27为本发明实施例5填充体为方管时的横截面图；
图28为本发明实施例5填充体为槽形件时的横截面图；
图29为本发明实施例5空腔内填充混凝土或砂浆时的横截面图；
图30为本发明实施例5支撑安装位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1
如图1～6所示：一种预制拼装式屈曲约束支撑，其特征在于：包括核心部件1和约束部件2；所述约束部件2为两块，由凹槽2-1和填充体2-2组成，所述凹槽2-1的横截面为U形，所述填充体2-2为混凝土或砂浆块位于凹槽2-1内，并与凹槽2-1固接，两个混凝土或砂浆块2-2分别与凹槽2-1的两个内侧壁接触，混凝土或砂浆块2-2固接于凹槽2-1的底面，所述核心部件1位于两块约束部件2之间，核心板1由平板1-1和加劲肋1-2组成，所述平板1-1有约束区域1-1-1和非约束区域1-1-2构成，加劲肋1-2为两组，分别位于平板1-1的两端，并放置于凹槽2-1与填充体2-2所形成的空白区域内，加劲肋1-2沿平板长度方向与平板的非约束区域1-1-2固接。所述约束部件2的混凝土或砂浆块2-2只与约束区域1-1-1的表面紧贴；两片约束部件2相对交错放置并固定连接，所述约束部件2的一个内侧壁与另一片约束部件2的一个外侧壁接触并固接，每片约束部件2的一个顶面与另一片约束部件2的混凝土或砂浆块2-2接触。如图1所示：本实施方案的屈曲约束支撑的核心部件1与建筑物的节点板7通过连接板6螺栓连接或者焊接。
实施例2
如图7～9所示：本实施例与实施例1其余部分相同，不同之处在于：所述混凝土或砂浆块体2-2为薄壁构件，薄壁型钢可为方管或槽形件或L形件，放置于凹槽后形成空腔，空腔中可填充混凝土或砂浆。
实施例3
如图10～13所示：本实施例与实施例1其余部分相同，不同之处在于：所述核心部件1夹持在约束部件2中间，填充板条3位于核心部件1平面内两侧，两片约束部件2沿纵向分别与填充板条3固接成整体。
实施例4
如图14～17所示：本实施例与实施例1其余部分相同，不同之处在于：所述核心部件1夹持在约束部件2中间，填充板条3位于核心部件1平面内两侧，两片约束部件2侧壁上沿纵向焊接多对螺栓座4，螺栓5穿过螺栓座4和填充板条3对拉形成固接。
实施例5
如图18～22、27～30所示：本实施例与实施例1其余部分相同，不同之处在于：所述约束部件2由凹槽2-1被一块填充体2-2部分填充构成，所述填充体2-2居中放置并固接于凹槽2-1的底面，加劲肋1-2为两组，分别位于平板1-1的两端，每组加劲肋1-2为四块，并放置于凹槽2-1与填充体2-2所形成的空白区域内，加劲肋1-2沿平板长度方向与平板的非约束区域1-1-2固接。
实施例6
如图23～26所示：本实施例与实施例5其余部分相同，不同之处在于：在于所述纵向相对的每两块加劲肋1-2之间通过板条相连成整体，与平板的非约束区域1-1-2固接。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种预制拼装式屈曲约束支撑，其特征在于：包括核心部件和约束部件；所述约束部件为两块，由凹槽和填充体组成，所述填充体位于凹槽内，并与凹槽固接，所述核心部件位于两块约束部件之间，所述约束部件的填充体只与核心部件的约束区域的表面紧贴。
2.根据权利要求1所述预制拼装式屈曲约束支撑，其特征在于：所述约束部件的凹槽的横截面是U形或半圆形或折边形。
3.根据权利要求1所述预制拼装式屈曲约束支撑，其特征在于：所述约束部件的填充体为混凝土或砂浆块体或薄壁构件；所述砂浆或混凝土块体与核心部件接触的表面设置预埋件薄板；所述薄壁构件为方管或槽形件或L形件，放置于凹槽后形成空腔，空腔中填充混凝土或砂浆。
4.根据权利要求1所述预制拼装式屈曲约束支撑，其特征在于：所述约束部件由凹槽被两块填充体部分填充构成，两个填充体分别与凹槽的两个内侧壁接触，填充体固接于凹槽的底面。
5.根据权利要求1所述预制拼装式屈曲约束支撑，其特征在于：所述约束部件由凹槽被一块填充体部分填充构成，所述填充体居中放置并固接于凹槽的底面。
6.根据权利要求1所述预制拼装式屈曲约束支撑，其特征在于：所述核心部件夹持在约束部件中间，填充板条位于核心板平面内两侧，两块约束部件沿纵向分别与填充板条固接成整体，或约束部件的外侧壁上沿纵向焊接多对螺栓座，螺栓穿过螺栓座和填充板条对拉形成固接。
7.根据权利要求1所述预制拼装式屈曲约束支撑，其特征在于：所述核心部件位于两块约束部件之间，两块约束部件相对交错放置并固接；所述约束部件的一个内侧壁与另一块约束部件的一个外侧壁接触并固接，每块约束部件的一个顶面与另一块约束部件的填充体接触。
8.根据权利要求7所述预制拼装式屈曲约束支撑，其特征在于：所述凹槽设置有缺口，所述核心部件中部扩大部分嵌入缺口中。
9.根据权利要求1所述预制拼装式屈曲约束支撑，其特征在于：所述核心部件由平板和加劲肋组成，所述平板为一块，加劲肋为两组，每组加劲肋分别位于平板的两端，并放置于凹槽与填充体所形成的空白区域内，加劲肋沿平板长度方向与平板的非约束区域固接。
10.根据权利要求9所述预制拼装式屈曲约束支撑，其特征在于：位于平板两端沿平板纵向相对应的每两块加劲肋之间通过板条相连成整体。
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