CN104929267A - 渐进屈服式防屈曲耗能支撑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种渐进屈服式防屈曲耗能支撑，包括套筒、芯板、隔离材料，所述芯板包括屈服段、过渡段、非屈服段，所述过渡段包括左过渡段、右过渡段，所述非屈服段包括左非屈服段、右非屈服段，所述左过渡段、右过渡段分别设于所述屈服段的左右两侧，所述左非屈服段设于所述左过渡段的外侧，所述右非屈服段设于所述右过渡段的外侧，所述隔离材料填充在所述套筒和屈服段、过渡段以及部分非屈服段之间的空隙内，所述屈服段由屈服段构件一和屈服段构件二组成，所述屈服段构件一和屈服段构件二由不同的材料制成。本发明由于芯板的屈服段由不同的金属材料制成，因此当受到不同的外力时其屈服强度也不同，延长了防屈曲耗能支撑的使用寿命。

Description

渐进屈服式防屈曲耗能支撑

技术领域

本发明属于建筑结构领域，尤其涉及一种渐进屈服式防屈曲耗能支撑。

背景技术

我国位于世界两大地震带——环太平洋地震带与欧亚地震带之间，受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压，地震断裂带十分活跃。地震灾害的发生不但会给人民的生命安全带来威胁，同时又会造成建筑物的毁损，造成巨大的经济损失。防屈曲耗能支撑作为一种优秀的耗能构件，已在美国、日本、我国台湾等国家和地区得到了广泛的应用。防屈曲耗能支撑是一种在受拉和受压状态下都不发生屈曲的支撑，与传统支撑相比具有更稳定的力学性能。通过屈曲约束支撑不仅可以提高结构的刚度和延性，而且利用钢材的滞回性能可以消耗由于水平荷载作用在结构上的能量，对结构抗震能力的提高具有很大的意义。

一般的防屈曲耗能支撑在纵向上由五部分构成：约束屈服段、约束非屈服段、无约束屈服段、无粘结可膨胀材料、屈服约束机构。防屈曲耗能支撑的形式多样，但工作原理基本相似。即：支撑在外力作用下，荷载全部由芯材承受，芯材在轴向拉力或压力作用下能屈服耗能，而外围的约束机构提供给芯材弯曲限制，避免芯材受压时屈曲。由于泊松效应，芯材受压时会发生膨胀，因此在芯材和约束机构之间设有缝隙，以减小芯材受力时对约束机构造成的挤压。

现有的防屈曲耗能支撑其核心受力构件均由一种材料制成，具有统一的屈服强度，无法满足结构不同受力阶段对产品性能的要求。

发明内容

本发明目的在于克服现有的技术不足，提出了一种渐进屈服式防屈曲耗能支撑，通过不同材料的组合，以满足不同受力阶段对产品的性能要求。

本发明是通过以下技术方案实现的：

渐进屈服式防屈曲耗能支撑，包括套筒、芯板、隔离材料，所述芯板包括屈服段、过渡段、非屈服段，所述过渡段包括左过渡段、右过渡段，所述非屈服段包括左非屈服段、右非屈服段，所述左过渡段、右过渡段分别设于所述屈服段的左右两侧，所述左非屈服段设于所述左过渡段的外侧，所述右非屈服段设于所述右过渡段的外侧，所述套筒套在所述屈服段、过渡段以及部分非屈服段的外部，所述非屈服段另一部分位于所述套筒外部，所述隔离材料填充在所述套筒和屈服段、过渡段以及部分非屈服段之间的空隙内，所述屈服段由屈服段构件一和屈服段构件二组成，所述屈服段构件一和屈服段构件二由不同的材料制成。

优选地，所述屈服段的横截面为一十字型，该十字型屈服段相互交叉的屈服段构件一和屈服段构件二材料不同。

优选地，所述套筒为方形，所述隔离材料为方形钢管或填充灌浆料的方形钢管，所述屈服段横截面采用十字型时，在方形钢管与套筒间紧贴方形钢管面设置一固定套筒。

优选地，所述屈服段的横截面为一工字型，该工字型屈服段的上下两块屈服段构件一的材料相同。

优选地，所述屈服段的横截面为一王字型，该王字型屈服段位于中间位置的屈服段构件二和位于上下和中间两侧位置的屈服段构件一的材料不同。

优选地，所述隔离材料采用灌浆料、方形钢管或添加灌浆料的方形钢管制成。

优选地，所述套筒采用方形或圆形。

优选地，所述非屈服段端部与节点采用螺栓连接或焊接。

本发明的设计原理：芯板的屈服段作为防屈曲耗能支撑的核心受力构件，在发生地震时吸收能量，减轻地震对建筑物的损害。由于在发生地震或受外力作用时，力的强度每时每刻不同，因此将屈服段的构成设计成由不同的材料制成，这样本技术方案的防屈曲耗能支撑就具有不统一的屈服强度，在不同的受力阶段本防屈曲耗能支撑发挥耗能的效果更好。

有益效果：本发明的防屈曲耗能支撑，由于芯板的屈服段由不同的金属材料制成，因此当受到不同的外力时其屈服强度也不同，防屈曲耗能支撑的耗能特性得到了更好的保障，延长了防屈曲耗能支撑的使用寿命。

附图说明

图1(a-c)为本发明防屈曲耗能支撑的外观结构示意图。

图2(a-c)为图1中芯板的结构示意图。

图3(a-c)为图2中沿A-A方向的剖面结构示意图。

图4(a-c)为图1中沿1-1方向的剖面结构示意图。

图5(a-c)为图1中沿2-2方向的剖面结构示意图。

图中各符号代表：1.套筒；2.芯板；21.屈服段；22.过渡段；23.非屈服段；211.屈服段构件一；212.屈服段构件二；3.隔离材料；4.固定套筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1、2所示，图中包括套筒1、芯板2，芯板2包括屈服段21、过渡段22、非屈服段23，过渡段22包括左过渡段、右过渡段，非屈服段23包括左非屈服段、右非屈服段，左过渡段、右过渡段分别设于屈服段21的左右两侧，左非屈服段设于左过渡段的外侧，右非屈服段设于右过渡段的外侧。

套筒1套在屈服段21、过渡段22以及部分非屈服段23的外部，非屈服段23的另一部分位于套筒1的外部。隔离材料填充在套筒1和屈服段21、过渡段22以及部分非屈服段23之间的空隙内，屈服段21由两种不同材料的金属制成。

套筒1可采用方形或圆形，非屈服段23端部与节点采用螺栓连接或焊接。

如图2、3所示，图3为图2中沿A-A方向的剖面结构示意图，由图2和图3可以看出图中三种芯板2的具体结构，即套筒1内部的芯板2和套筒1外部的芯板2均采用十字交叉结构。实际上，套筒1内外的芯板2的结构可以相同或不同，可以采用多种不同结构的组合。如下实施例所示：

实施例1：

如图4a、图5a所示，屈服段是由一块屈服段构件一211和一块屈服段构件二212十字交叉组成的横截面为十字型的结构，其中屈服段构件一211和屈服段构件二212由不同的材料制成。隔离材料3填充在套筒1和屈服段21、过渡段22以及部分非屈服段23之间的空隙内。

由图4a可见，图中显示了套筒1和套筒1内部芯板2的四种构造形式，套筒1内的芯板2全部采用十字型结构。套筒1可采用方形或圆形两种构造形式。套筒1为圆形时隔离材料3采用灌浆料，套筒1为方形时隔离材料3可采用灌浆料、方形钢管或填充灌浆料的方形钢管。当采用方形钢管或填充灌浆料的方形钢管时，在方形钢管与套筒间紧贴方形钢管面设置固定套筒4(见图4a中第四个图)。

由图5a可见，图中显示了套筒1和套筒1外部芯板2的三种构造形式，套筒1外的芯板2采用十字型结构、王字型结构、丰字型结构。当图4a采用图中四种构造时，可以与图5a中的三种构造形式自由组合，从而可以形成多种渐进屈服式防屈曲耗能支撑的形状构造。

实施例2：

如图4b、图5b所示，屈服段是由上下两块屈服段构件一211和屈服段构件二212组成的横截面为工字型的结构，该工字型屈服段的上下两块屈服段构件一211的材料相同，上下两块屈服段构件一211和位于中间的屈服段构件二212材料不同。隔离材料3填充在套筒1和屈服段21、过渡段22以及部分非屈服段23之间的空隙内。隔离材料3均采用灌浆料。

由图4b可见，图中显示了套筒1和套筒1内部芯板2的两种构造形式，套筒1内的芯板2全部采用工字型结构。套筒1可采用方形或圆形两种构造形式。套筒1为圆形时隔离材料3采用灌浆料，套筒1为方形时隔离材料3可采用灌浆料、方形钢管或填充灌浆料的方形钢管。

由图5b可见，图中显示了套筒1和套筒1外部芯板2的两种构造形式，套筒1外的芯板2采用工字型结构、王字型结构。当图4b采用图中两种构造时，可以与图5b中的两种构造形式自由组合，从而可以形成多种渐进屈服式防屈曲耗能支撑的形状构造。

实施例3：

如图4c、图5c所示，屈服段是由上下两块和中间两侧屈服段构件一211和屈服段构件二212组成的横截面为王字型结构，该王字型屈服段的上下两块和中间两侧屈服段构件一211的材料相同，上下两块及中间两侧屈服段构件一211和位于中间的屈服段构件二212材料不同。隔离材料3填充在套筒1和屈服段21、过渡段22以及部分非屈服段23之间的空隙内。隔离材料3均采用灌浆料。

由图4c可见，图中显示了套筒1和套筒1内部芯板2的两种构造形式，套筒1内的芯板2全部采用王字型结构。套筒1可采用方形或圆形两种构造形式。套筒1为圆形时隔离材料3采用灌浆料，套筒1为方形时隔离材料3可采用灌浆料、方形钢管或填充灌浆料的方形钢管。

由图5c可见，图中显示了套筒1和套筒1外部芯板2的一种构造形式，套筒1外的芯板2采用王字型结构。当图4c采用图中两种构造时，可以与图5c中的王字型构造形式自由组合，从而可以形成多种渐进屈服式防屈曲耗能支撑的形状构造。

本发明渐进屈服式防屈曲耗能支撑的结构不限于上述实施例，根据建筑防震结构的需要，还可以采用其它多种结构形式。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.渐进屈服式防屈曲耗能支撑，其特征在于，包括套筒、芯板、隔离材料，所述芯板包括屈服段、过渡段、非屈服段，所述过渡段包括左过渡段、右过渡段，所述非屈服段包括左非屈服段、右非屈服段，所述左过渡段、右过渡段分别设于所述屈服段的左右两侧，所述左非屈服段设于所述左过渡段的外侧，所述右非屈服段设于所述右过渡段的外侧，所述套筒套在所述屈服段、过渡段以及部分非屈服段的外部，所述非屈服段另一部分位于所述套筒外部，所述隔离材料填充在所述套筒和屈服段、过渡段以及部分非屈服段之间的空隙内，所述屈服段由屈服段构件一和屈服段构件二组成，所述屈服段构件一和屈服段构件二由不同的材料制成。

2.根据权利要求1所述的渐进屈服式防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述隔离材料采用灌浆料、方形钢管或添加灌浆料的方形钢管制成。

3.根据权利要求1所述的渐进屈服式防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述套筒采用方形或圆形。

4.根据权利要求1所述的渐进屈服式防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述非屈服段端部与节点采用螺栓连接或焊接。

5.根据权利要求1所述的渐进屈服式防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述屈服段的横截面为一十字型，该十字型屈服段相互交叉的屈服段构件一和屈服段构件二材料不同。

6.根据权利要求1所述的渐进屈服式防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述套筒为方形，所述隔离材料为方形钢管或填充灌浆料的方形钢管，所述屈服段横截面采用十字型时，在方形钢管与套筒间紧贴方形钢管面设置一固定套筒。

7.根据权利要求1所述的渐进屈服式防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述屈服段的横截面为一工字型，该工字型屈服段的上下两块屈服段构件一的材料相同。

8.根据权利要求1所述的渐进屈服式防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述屈服段的横截面为一王字型，该王字型屈服段位于中间位置的屈服段构件二和位于上下和中间两侧位置的屈服段构件一的材料不同。