CN103711214B - 一种装配式粘弹性防屈曲支撑 - Google Patents

一种装配式粘弹性防屈曲支撑 Download PDF

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一种装配式粘弹性防屈曲支撑,属于建筑结构耗能减振控制领域,具体是一种粘弹性防屈曲支撑,包括内部耗能钢板、粘弹性材料层、外套约束构件。外套约束构件沿长度方向设置中间间隙,耗能钢板插入外套约束构件,外套约束构件之间设有粘弹性材料层,粘弹性材料层为高衰减橡胶系粘弹性材料,粘弹性材料层与外套约束构件采用橡胶和钢板粘结工艺牢固可靠粘结,外套约束构件沿长度方向布置有横向加劲肋。本发明融合了粘弹性材料耗能技术和防屈曲支撑消能减震技术,使本发明耗能能力强,符合建筑结构设计及功能性要求。

Description

一种装配式粘弹性防屈曲支撑
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种防屈曲支撑,属于建筑结构耗能减振控制领域,具体涉及一种装配式粘弹性防屈曲支撑。
背景技术
[0002]结构耗能减震技术是通过在结构适当位置安装耗能元件或装置,以减小结构在地震、风或其它动力载荷作用下的动力响应。
[0003]传统的粘弹性阻尼器是应用在工程结构减震的有效控制装置,主要依靠粘弹性材料的剪切滞回耗能特性,给结构提供附加刚度和阻尼,减少结构的动力反应,以达到减振的目的。传统的防屈曲支撑构件是应用在多、高层结构中的抗侧力耗能装置,通过钢材的弹塑性来耗能。针对粘弹性阻尼器和防屈曲支撑的特点,本发明融合了两者的优点,提出一种装配式的粘弹性防屈曲支撑。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提供了一种装配式粘弹性防屈曲支撑,该防屈曲支撑是一种耗能能力强、制造简单、加工方便、可节约使用空间、便于安装。
[0005]为实现上述目的,本发明采用的技术方案为一种装配式粘弹性防屈曲支撑,该防屈曲支撑包括外套约束构件a、粘弹性材料层、外套约束构件b、内部耗能钢板、侧撑钢板a、侧撑钢板b、横向加劲肋,该屈曲支撑两侧通过连接钢板与建筑主体结构相连;外套约束构件a为一字钢板,外套约束构件b为槽钢,外套约束构件b为槽钢设置在两外套约束构件a之间,外套约束构件a和外套约束构件b腹板背对放置,且二者分别放置在外套约束构件b翼缘外侧并留有间隙,在外套约束构件a和外套约束构件b重叠间隙位置设有粘弹性材料层;夕卜套约束构件b沿长度方向设有横向加劲肋,各横向加劲肋的间距由计算确定,横向加劲肋与外套约束构件b腹板焊接连接;内部耗能钢板为一字型单片钢板,中部削弱且呈圆弧形,两端端部分别垂直焊接侧撑钢板a和侧撑钢板b内侧,内部耗能钢板表面粘贴一层无粘结材料;外套约束构件a和外套约束构件b延长线方向设有中间间隙,内部耗能钢板插入其中并与外套约束构件a、外套约束构件b无接触;两侧连接钢板与侧撑钢板a、侧撑钢板b外侧焊接连接,连接钢板上留有螺栓孔,通过高强度螺栓与建筑主体连接。
[0006]所述外套约束构件a—端焊接在侧撑钢板a,另一端和侧撑钢板b留有间隙;外套约束构件b—端焊接在侧撑钢板b,另一端和侧撑钢板a留有间隙,间隙大小由计算确定。
[0007]内部耗能钢板与外套约束构件a、外套约束构件b的结构形式可以为工字形、十字形、L字形结构。
[0008]为了保证结构的可靠性和具有更好的耗能能力,所述粘弹性材料层为高衰减橡胶系粘弹性材料,粘弹性材料层分别与外套约束构件a内侧和外套约束构件b翼缘外侧采用橡胶和钢板粘结工艺牢固可靠粘结。
[0009]在工厂将所述构件组装连接在一起,在现场将所述装配式粘弹性防屈曲支撑用高强螺栓与框架连接板相连;当建筑结构发生震动时,建筑结构通过高强度螺栓与粘弹性防屈曲支撑连接在一起,将震动产生的力传递到防屈曲支撑上,震动力使防屈曲支撑在水平方向上产生相对轴向的运动,此时,内部耗能钢板使震动力产生弹性变形,消耗产生的震动能量;置于外套约束构件a、外套约束构件b间的粘弹性材料层具有剪切滞回特性并且与钢材弹塑性协同工作,最终提高防屈曲支撑的耗能能力。
[0010]与现有技术相比,本发明具有如下有益效果。
[0011] 1、其提高了防屈曲支撑的耗能能力,对于防屈曲支撑在工程中的实现和推广具有重要意义.
[0012] 2、采用上述技术方案的装配式粘弹性防屈曲支撑具有传统粘弹性阻尼器和传统防屈曲支撑的优点.
[0013] 3、该粘弹性阻尼器充分利用了支撑所占空间,通过粘弹性材料所提需求的阻尼比提高了耗能能力,在小振条件下,也能获得良好的耗能能力;在各种振动条件下,粘弹性层和耗能构件协调工作,减小或者消除了耗能构件的残余变形。
附图说明
[0014]图1为本发明的三维示意图。
[0015]图2为本发明的构件平面图。
[0016]图3为本发明的构件截面图。
[0017]图4为本发明的内部耗能构件图。
[0018]图中:1、外套约束构件a,2、粘弹性材料层,3、外套约束构件b,4、内部耗能钢板,5、侧撑钢板a,6、侧撑钢板b,7、横向加劲肋,8、连接钢板。
具体实施方式
[0019]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0020] —种装配式粘弹性防屈曲支撑,该防屈曲支撑包括外套约束构件al、粘弹性材料层2、外套约束构件b3、内部耗能钢板4、侧撑钢板a5、侧撑钢板b6、横向加劲肋7,该屈曲支撑两侧通过连接钢板8与建筑主体结构相连;外套约束构件al为一字钢板,外套约束构件b3为槽钢设置在两外套约束构件al之间,外套约束构件b3为槽钢,外套约束构件al和外套约束构件b3腹板背对放置,且二者分别放置在外套约束构件b3翼缘外侧并留有间隙,在外套约束构件al和外套约束构件b3重叠间隙位置设有粘弹性材料层2;外套约束构件b3沿长度方向设有横向加劲肋7,各横向加劲肋7的间距由计算确定,横向加劲肋7与外套约束构件b3腹板焊接连接;内部耗能钢板4为一字型单片钢板,中部削弱且呈圆弧形,两端端部分别垂直焊接侧撑钢板a5和侧撑钢板b6内侧,内部耗能钢板4表面粘贴一层无粘结材料;外套约束构件al和外套约束构件b3延长线方向设有中间间隙,内部耗能钢板4插入其中并与外套约束构件al、外套约束构件b3无接触;两侧连接钢板8与侧撑钢板a5、侧撑钢板b6外侧焊接连接,连接钢板8上留有螺栓孔,通过高强度螺栓与建筑主体连接。
[0021]所述外套约束构件al—端焊接在侧撑钢板a5,另一端和侧撑钢板b6留有间隙;夕卜套约束构件b3—端焊接在侧撑钢板b6,另一端和侧撑钢板a5留有间隙,间隙大小由计算确定。
[0022]内部耗能钢板4与外套约束构件al、外套约束构件b3的结构形式可以为工字形、十字形、L字形结构。
[0023]为了保证结构的可靠性和具有更好的耗能能力,所述粘弹性材料层2为高衰减橡胶系粘弹性材料,粘弹性材料层2分别与外套约束构件al内侧和外套约束构件b3翼缘外侧采用橡胶和钢板粘结工艺牢固可靠粘结。
[0024]在工厂将所述构件组装连接在一起,在现场将所述装配式粘弹性防屈曲支撑用高强螺栓与框架连接板相连;当建筑结构发生震动时,建筑结构通过高强度螺栓与粘弹性防屈曲支撑连接在一起,将震动产生的力传递到防屈曲支撑上,震动力使防屈曲支撑在水平方向上产生相对轴向的运动,此时,内部耗能钢板4使震动力产生弹性变形,消耗产生的震动能量;置于外套约束构件al、外套约束构件b3间的粘弹性材料层2具有剪切滞回特性并且与钢材弹塑性协同工作,最终提高防屈曲支撑的耗能能力。
[0025]以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,比如换不同的粘弹性材料,选用不同截面形式等,这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种装配式粘弹性防屈曲支撑,其特征在于:该防屈曲支撑包括外套约束构件a(l)、粘弹性材料层(2)、外套约束构件b(3)、内部耗能钢板(4)、侧撑钢板a(5)、侧撑钢板b(6)、横向加劲肋(7),该屈曲支撑两侧通过连接钢板(8)与建筑主体结构相连;外套约束构件a(l)为一字钢板,外套约束构件b(3)为槽钢,外套约束构件b(3)为槽钢设置在两外套约束构件a(I)之间,外套约束构件a(l)和外套约束构件b(3)腹板背对放置,且二者分别放置在外套约束构件b(3)翼缘外侧并留有间隙,在外套约束构件a(l)和外套约束构件b(3)重叠间隙位置设有粘弹性材料层(2);外套约束构件b(3)沿长度方向设有横向加劲肋(7),各横向加劲肋(7)的间距由计算确定,横向加劲肋(7)与外套约束构件b(3)腹板焊接连接;内部耗能钢板(4)为一字型单片钢板,中部削弱且呈圆弧形,两端端部分别垂直焊接侧撑钢板a(5)和侧撑钢板b(6)内侧,内部耗能钢板(4)表面粘贴一层无粘结材料;外套约束构件a( I)和外套约束构件b(3)延长线方向设有中间间隙,内部耗能钢板(4)插入其中并与外套约束构件a(l)、夕卜套约束构件b(3)无接触;两侧连接钢板(8)与侧撑钢板a(5)、侧撑钢板b(6)外侧焊接连接,连接钢板(8)上留有螺栓孔,通过高强度螺栓与建筑主体连接; 粘弹性材料层(2)为高衰减橡胶系粘弹性材料,粘弹性材料层(2)分别与外套约束构件a(l)内侧和外套约束构件b(3)翼缘外侧采用橡胶和钢板粘结工艺牢固可靠粘结; 在工厂将所述构件组装连接在一起,在现场将所述装配式粘弹性防屈曲支撑用高强螺栓与框架连接板相连;当建筑结构发生震动时,建筑结构通过高强度螺栓与粘弹性防屈曲支撑连接在一起,将震动产生的力传递到防屈曲支撑上,震动力使防屈曲支撑在水平方向上产生相对轴向的运动,此时,内部耗能钢板(4)使震动力产生弹性变形,消耗产生的震动能量;置于外套约束构件a(l)、外套约束构件b(3)间的粘弹性材料层(2)具有剪切滞回特性并且与钢材弹塑性协同工作; 外套约束构件a(l)—端焊接在侧撑钢板a(5),另一端和侧撑钢板b(6)留有间隙;外套约束构件b(3)—端焊接在侧撑钢板b(6),另一端和侧撑钢板a(5)留有间隙,间隙大小由计算确定。
2.根据权利要求1所述的一种装配式粘弹性防屈曲支撑,其特征在于:内部耗能钢板(4)与外套约束构件a(l)、外套约束构件b(3)的结构形式为工字形或十字形或L字形结构。
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