CN103924702B - 一种具有双屈服点的双套管耗能内芯防屈曲支撑构件 - Google Patents
一种具有双屈服点的双套管耗能内芯防屈曲支撑构件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103924702B CN103924702B CN201410129056.7A CN201410129056A CN103924702B CN 103924702 B CN103924702 B CN 103924702B CN 201410129056 A CN201410129056 A CN 201410129056A CN 103924702 B CN103924702 B CN 103924702B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- inner core
- energy consumption
- steel plate
- consumption inner
- core plates
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
一种具有双屈服点的套管型耗能内芯防屈曲支撑构件，该构件包括套管形耗能内芯板的低屈服点钢板、套管形耗能内芯板的高屈服点钢板、外约束钢管、端部连接板、水泥砂浆；针对现有防屈曲支撑只依靠单一材料的耗能内芯板屈服耗能，其耗能效果在面对超预期大震甚至巨震下不能保证的问题，提出耗能内芯板由低屈服点钢板与高屈服点钢板重叠制成的新型耗能核心。低屈服点的力学特点是易屈服，在进入塑形状态后具有良好的滞回特性，并在弹塑性滞回变形过程中能吸收大量的能量，使结构的其余部分内力明显减小，从而保护结构。高屈服点钢的屈服点跟低屈服点钢相比较高，可在低屈服点钢屈服时保持弹性。
Description
技术领域
本发明属于防屈曲耗能支撑构件技术领域，涉及一种新型的工程结构抗震耗能的支撑构件，尤其涉及一种具有双屈服点的防屈曲支撑构件。
背景技术
近年来，世界范围内地震频繁发生，并且出现超出设防水准以外的巨震，其表示幅值特征上超越大震的极端地震荷载。为了实现结构在巨震作用下的安全，在传统设理念中引入超预期大震情况下的抗震措施，具有重要意义。防屈曲支撑最早由日本学者成功研发，并对其进行了拉压试验；美国在北岭地震之后，开始对防屈曲支撑体系进行了研究与试验。防屈曲耗能支撑横向主要由核心单元、约束单元和滑动机制单元构成，可提高框架结构的抗侧刚度和承载力，且具有耗能机制明确、耗能减震效果显著、性能稳定、施工安装方便、易于标准化生产等特点，在建筑结构中应用十分广泛。外约束钢管和填充材料仅约束耗能内芯板受压屈曲，使耗能内芯板在受拉和受压下均能进入屈服，因而防屈曲支撑的滞回性能优良。一种具有双屈服点的防屈曲支撑构件的提出，在某种程度上完善了基于性能的抗震设计理论框架。
防屈曲耗能支撑是一种受压时发生屈服而不发生屈曲的构件，其构造组成可从横向和纵向分析。横向部分主要由耗能内芯板构件、外约束构件（钢管、混凝土等）和无黏结材料等三部分构成；纵向构成分为约束屈服段、约束非屈服段、无约束非屈服段、无黏结可膨胀材料和屈曲约束机构。传统的防屈曲支撑构件具有以下特点，与结构构件相连的耗能内芯板由单一的材料构成，荷载完全由单一材料的耗能内芯板承担，外套筒和填充材料仅约束内芯板受压屈曲以防止内芯板受压失稳，使内芯板在受拉和受压下均能进入屈服。即仅考虑耗能内芯板为一个单一材料的耗能核心。传统的耗能支撑在中小地震下具有足够刚度，在大震下耗能性能良好。其在大震下的耗能通常以全截面屈服或者断裂为重要特征，在大震下的弹塑性变形性能往往不能满足预期大震甚至巨震下的耗能和安全要求。鉴于此，对先有传统的耗能支撑加以改造，设计一种可以在普通耗能内芯板屈服后还具有一定刚度和耗能储备的新型防屈曲支撑构件，保证在中小地震具备足够刚度且能够超过预期大震甚至是巨震下还具有足够耗能能力的支撑构件。
发明内容
本发明在现有防屈曲支撑基础上，提出了一种具有双屈服点的套管型耗能内芯防屈曲支撑构件。针对现有防屈曲支撑只依靠单一材料的耗能内芯板屈服耗能，其耗能效果在面对超预期大震甚至巨震下不能保证的问题，提出耗能内芯板由低屈服点钢板与高屈服点钢板重叠制成的新型耗能核心。低屈服点的力学特点是易屈服，在进入塑形状态后具有良好的滞回特性，并在弹塑性滞回变形过程中能吸收大量的能量，使结构的其余部分内力明显减小，从而保护结构。高屈服点钢的屈服点跟低屈服点钢相比较高，可在低屈服点钢屈服时保持弹性。本发明具有应用范围更广和滞回耗能更显著的优点。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案为一种具有双屈服点的套管型耗能内芯防屈曲支撑构件，该构件包括套管形耗能内芯板的低屈服点钢板、套管形耗能内芯板的高屈服点钢板、外约束钢管、端部连接板、水泥砂浆；外约束钢管从外部包围住套管形耗能内芯板的低屈服点钢板、套管形耗能内芯板的高屈服点钢板，外约束钢管一端固定于端部连接板，外约束钢管的另一端自由无连接且留有缝隙以便灌入水泥砂浆，所述外约束钢管为方形截面；所述水泥砂浆填充于外约束钢管的缝隙处，共同构成一种具有双屈服点的套管型耗能内芯防屈曲支撑构件。
整体耗能内芯板由低屈服点钢板与高屈服点钢板重叠制成，两钢板之间的缝隙填充有无粘结材料，以提供套管形耗能内芯板的低屈服点钢板和套管形耗能内芯板的高屈服点钢板在轴向变形时由于泊松效应分别所产生的侧向变形空间，使支撑在受拉与受压过程中尽可能有相似的力学性能；套管形耗能内芯板的低屈服点钢板与套管形耗能内芯板的高屈服点钢板的两端利用螺栓连接或焊接形成整体耗能内芯板。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。
本发明的耗能能力相比传统防屈曲支撑由明显的提高；本发明采用的钢材来源广泛，规格齐全，购买方便；本发明可广泛应用与建筑的耗能减震控制；开拓传统耗能支撑使用范围，增加耗能支撑的滞回耗能能力；相比单一屈服点的普通防屈曲支撑不能适应不同水平地震作用，具备两个屈服点的防屈曲支撑能在不同地震作用水平下发挥耗能作用。该支撑能在小震、中震、大震甚至巨震下能保持良好的工作性能，适合现在多性能水准和目标的设计需求，具有良好的实用价值。
附图说明
图1a为一种具有双屈服点的套管型耗能内芯防屈曲支撑构件主视图。
图1b为一种具有双屈服点的套管型耗能内芯防屈曲支撑构件侧视图。
图2为套管形耗能内芯板的剖面图。
图中：1、套管形耗能内芯板的低屈服点钢板，2、套管形耗能内芯板的高屈服点钢板，3、外约束钢管，4、端部连接板，5、水泥砂浆。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1-2所示，一种具有双屈服点的套管型耗能内芯防屈曲支撑构件，该构件包括套管形耗能内芯板的低屈服点钢板1、套管形耗能内芯板的高屈服点钢板2、外约束钢管3、端部连接板4、水泥砂浆5；所述套管形耗能内芯板的低屈服点钢板1嵌套在套管形耗能内芯板的高屈服点钢板2内；外约束钢管3从外部包围住套管形耗能内芯板的低屈服点钢板1、套管形耗能内芯板的高屈服点钢板2，外约束钢管3一端固定于端部连接板4，外约束钢管3的另一端自由无连接且留有缝隙以便灌入水泥砂浆5；套管形耗能内芯板的低屈服点钢板1与套管形耗能内芯板的高屈服点钢板2的两端处利用螺栓连接或者焊接形成整体耗能内芯板，且在两板中间段之间填充无粘结材料，所述外约束钢管3为方形截面；所述水泥砂浆5填充于外约束钢管3的缝隙处，共同构成一种具有双屈服点的套管型耗能内芯防屈曲支撑构件。
整体耗能内芯板由低屈服点钢板与高屈服点钢板重叠制成，两钢板之间的缝隙填充有无粘结材料，以提供套管形耗能内芯板的低屈服点钢板1和套管形耗能内芯板的高屈服点钢板2在轴向变形时由于泊松效应分别所产生的侧向变形空间，使支撑在受拉与受压过程中尽可能有相似的力学性能；套管形耗能内芯板的低屈服点钢板1与套管形耗能内芯板的高屈服点钢板2的两端利用螺栓连接或者焊接形成整体耗能内芯板，在两板中间段之间填充无粘结材料，整体内芯板的两端均焊接于端部连接板4。
在小震发生（即当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震）时，以及在中震发生（即当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响）时，由于套管形耗能内芯板的低屈服点钢板1、套管形耗能内芯板的高屈服点钢板2分别由低屈服点钢板与高屈服点钢板重叠制成，且两钢板之间的缝隙填充有无粘结材料，所以由于地震强度较小，可以通过套管形耗能内芯板的低屈服点钢板1、套管形耗能内芯板的高屈服点钢板2的弹性变形消耗地震能量，此时支撑构件保证处于弹性状态；在大震发生（即当遭受高于本地区抗震设防烈度预计的罕遇地震影响）时，低屈服点钢首先进入屈服阶段滞回耗能，随后高屈服点钢屈服，进入滞回耗能阶段，从而更好地消耗地震输入结构的能量。单一屈服点的普通防屈曲支撑不能适应不同水平地震作用，具备两个屈服点的防屈曲支撑能在不同地震作用水平下发挥耗能作用。
所述外约束钢管3与套管形耗能内芯板的低屈服点钢板1、套管形耗能内芯板的高屈服点钢板2之间通过预留的缝隙填充水泥砂浆以防止耗能内芯板失稳。
所述外约束钢管3的自由端与端部连接板4的缝隙保持在支撑全长的十分之一，保证耗能内芯板不会发生局部屈曲。
所述端部连接板4实际连接到构件时，可焊接加劲肋板或角钢来增大连接段强度，保证连接段双向稳定性。
Claims (3)
1.一种具有双屈服点的套管型耗能内芯防屈曲支撑构件，其特征在于：该构件包括套管形耗能内芯板的低屈服点钢板(1)、套管形耗能内芯板的高屈服点钢板(2)、外约束钢管(3)、端部连接板(4)、水泥砂浆(5)；所述套管形耗能内芯板的低屈服点钢板(1)嵌套在套管形耗能内芯板的高屈服点钢板(2)内；外约束钢管(3)从外部包围住套管形耗能内芯板的低屈服点钢板(1)、套管形耗能内芯板的高屈服点钢板(2)，外约束钢管(3)一端固定于端部连接板(4)，外约束钢管(3)的另一端自由无连接且留有缝隙以便灌入水泥砂浆(5)；套管形耗能内芯板的低屈服点钢板(1)与套管形耗能内芯板的高屈服点钢板(2)的两端处利用螺栓连接或者焊接形成整体耗能内芯板，且在两钢板中间段之间填充无粘结材料，所述外约束钢管(3)为方形截面；所述水泥砂浆(5)填充于外约束钢管(3)的缝隙处，共同构成一种具有双屈服点的套管型耗能内芯防屈曲支撑构件；
整体耗能内芯板由低屈服点钢板与高屈服点钢板重叠制成，两钢板之间的缝隙填充有无粘结材料，以提供套管形耗能内芯板的低屈服点钢板(1)和套管形耗能内芯板的高屈服点钢板(2)在轴向变形时由于泊松效应分别所产生的侧向变形空间，使支撑在受拉与受压过程中尽可能有相似的力学性能；在两钢板中间段之间填充无粘结材料，整体内芯板的两端均焊接于端部连接板(4)；在小震发生时，以及在中震发生时，由于套管形耗能内芯板的低屈服点钢板(1)、套管形耗能内芯板的高屈服点钢板(2)分别由低屈服点钢板与高屈服点钢板重叠制成，且两钢板之间的缝隙填充有无粘结材料，所以由于地震强度较小，能够通过套管形耗能内芯板的低屈服点钢板(1)、套管形耗能内芯板的高屈服点钢板(2)的弹性变形消耗地震能量，此时支撑构件保证处于弹性状态；在大震发生时，套管形耗能内芯板的低屈服点钢板(1)首先进入屈服阶段滞回耗能，随后套管形耗能内芯板的高屈服点钢板(2)屈服，进入滞回耗能阶段，从而消耗地震输入结构的能量；单一屈服点的普通防屈曲支撑不能适应不同水平地震作用，具备两个屈服点的防屈曲支撑能在不同地震作用水平下发挥耗能作用。
2.根据权利要求1所述的一种具有双屈服点的套管型耗能内芯防屈曲支撑构件，其特征在于：所述外约束钢管(3)的自由端与端部连接板(4)的缝隙保持在支撑全长的十分之一，保证耗能内芯板不会发生局部屈曲。
3.根据权利要求1所述的一种具有双屈服点的套管型耗能内芯防屈曲支撑构件，其特征在于：所述端部连接板(4)实际连接到构件时，能够焊接加劲肋板或角钢来增大连接段强度，保证连接段双向稳定性。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410129056.7A CN103924702B (zh) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | 一种具有双屈服点的双套管耗能内芯防屈曲支撑构件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410129056.7A CN103924702B (zh) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | 一种具有双屈服点的双套管耗能内芯防屈曲支撑构件 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103924702A CN103924702A (zh) | 2014-07-16 |
| CN103924702B true CN103924702B (zh) | 2016-05-25 |
Family
ID=51143080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410129056.7A Expired - Fee Related CN103924702B (zh) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | 一种具有双屈服点的双套管耗能内芯防屈曲支撑构件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103924702B (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104594521A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-05-06 | 中冶天工上海十三冶建设有限公司 | 可提供附加阻尼的防屈曲钢支撑 |
| CN105569223B (zh) * | 2016-02-01 | 2018-01-02 | 中国地震局工程力学研究所 | 一种高低强度多层钢板组合的自复位耗能墙 |
| CN105971355B (zh) * | 2016-06-01 | 2018-10-26 | 东南大学 | 一种具有钻石型耗能单元的套管约束防屈曲支撑 |
| CN105971356B (zh) * | 2016-06-01 | 2018-08-21 | 东南大学 | 一种端部具有对称初始缺陷单元的耗能型屈曲约束支撑 |
| CN109356299A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-02-19 | 江苏蓝科减震科技有限公司 | 一种新型分阶段屈曲约束支撑 |
| CN109306810A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-02-05 | 山东省工程地震研究中心 | 一种具有双屈服点的双芯材多重钢管全钢防屈曲支撑 |
| CN110439135A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-12 | 上海大学 | 一种多阶屈服抗稳载力撑 |
| CN110593630B (zh) * | 2019-09-19 | 2024-03-12 | 苏州科技大学 | 一种新型自平衡式多阶段耗能防屈曲支撑及制作工艺 |
| CN113172325B (zh) * | 2021-05-21 | 2022-05-13 | 重庆科技学院 | 一种电子封装用电磁脉冲焊接工艺及设备 |
| CN113833147B (zh) * | 2021-10-13 | 2022-10-11 | 黑龙江科技大学 | 一种多阶可更换式自复位防屈曲支撑装置 |
| CN113958001B (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-04 | 北京市建筑设计研究院有限公司 | 并联多重套管式双屈服点屈曲约束支撑 |
| CN115110657A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-09-27 | 东华理工大学 | 一种装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4621933B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2011-02-02 | 敏郎 鈴木 | 補剛筋違構造 |
| CN101440639B (zh) * | 2008-12-10 | 2010-11-10 | 上海维固工程实业有限公司 | 防屈曲耗能支撑 |
| JP5294127B2 (ja) * | 2009-10-22 | 2013-09-18 | 清水建設株式会社 | ブレースダンパー |
| CN201671199U (zh) * | 2010-05-04 | 2010-12-15 | 天津市建筑设计院 | 半刚接双钢管防屈曲耗能支撑 |
| CN201649348U (zh) * | 2010-05-04 | 2010-11-24 | 天津市建筑设计院 | 中部刚接双钢管防屈曲耗能支撑 |
| CN203320725U (zh) * | 2013-06-19 | 2013-12-04 | 同济大学 | 自复位耗能支撑 |
| CN203440942U (zh) * | 2013-07-30 | 2014-02-19 | 武汉理工大学 | 并联式分级屈服防屈曲耗能支撑 |
| CN103572859A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-02-12 | 清华大学 | 一种双矩管对扣双核装配式防屈曲支撑构件 |
-
2014
- 2014-04-01 CN CN201410129056.7A patent/CN103924702B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103924702A (zh) | 2014-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103924702B (zh) | 一种具有双屈服点的双套管耗能内芯防屈曲支撑构件 | |
| CN103938749B (zh) | 一种具有双屈服点的十字型耗能内芯防屈曲支撑构件 | |
| CN103938748B (zh) | 一种具有双屈服点的一字型耗能内芯防屈曲支撑构件 | |
| CN103696498B (zh) | 一种震后易修复钢异形柱-中心支撑架 | |
| CN103711226A (zh) | 半刚性耗能装置加固木结构榫卯节点 | |
| CN104005490B (zh) | 一种加强屈服后刚度的防屈曲限位支撑构件 | |
| CN105332521A (zh) | 抗震加固用节点域连接附加减震加固框架 | |
| Zhang et al. | Experimental study on seismic performance of rocking buckling-restrained brace steel frame with liftable column base | |
| Moon et al. | Performance evaluation of a transmission tower by substructure test | |
| CN201704822U (zh) | 一种原竹抗震墙 | |
| CN104005489A (zh) | 一种自复位耗能连接装置及耗能减震方法 | |
| CN102011434A (zh) | 约束屈曲支撑混凝土框架梁柱节点 | |
| CN106894574B (zh) | 一种具有自复位功能的梁式构件 | |
| CN103790259B (zh) | 一种震后自复位混凝土框架-中心支撑结构体系 | |
| CN210288683U (zh) | 一种提高pc框架节点抗震性能的连接结构 | |
| CN203403558U (zh) | 剪力墙 | |
| CN102912878B (zh) | 模块化建筑隔震体系 | |
| CN101974940A (zh) | 约束屈曲支撑与混凝土梁节点 | |
| CN204266394U (zh) | 在超高层建筑中实现震后自复位的伸臂阻尼系统 | |
| CN201730104U (zh) | 塔式炉空心筏板基础结构 | |
| CN102852249A (zh) | 一种改进型联肢剪力墙结构 | |
| CN103711221B (zh) | 一种槽钢开槽式工字形变截面钢芯防屈曲限位耗能支撑构件 | |
| CN203669204U (zh) | 桁架式钢骨混凝土连梁 | |
| CN202248249U (zh) | 一种屈曲约束支撑 | |
| CN202055371U (zh) | 柔性连接钢框架内填延性高性能混凝土剪力墙组合结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160525 Termination date: 20200401 |