CN104989002A - 一种一字型钢板与橡胶叠层组合式屈曲约束支撑 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种屈曲约束支撑，涉及一种建筑耗能减震构件。该屈曲约束支撑包括外套筒、封板、芯材、橡胶层、销钉、端部支撑节点板和填充材料，芯材由至少两块芯材板组成，芯材板中至少有一块芯材板连接段设有销钉让位条形孔，至少有一块设有销钉紧定孔；芯材板与橡胶层叠层并通过硫化粘合；端部支撑节点板与芯材端部的连接段叠加，并连接。销钉穿过销钉紧定孔和销钉让位孔，两端紧固定位且处于销钉让位条形孔中。本发明芯材连接段采用销钉紧定孔和让位条形孔设计，可兼顾小震和大震，满足复杂地震需要；橡胶层的使用，提高耗能能力和抗疲劳性能；连接段通过钢板叠加设计，可增大连接段刚度和连接安全系数，提高屈曲约束支撑的使用安全性。

Description

一种一字型钢板与橡胶叠层组合式屈曲约束支撑
技术领域
本发明专利涉及一种建筑耗能减震构件，特别是一种屈曲约束支撑构件。
背景技术
屈曲约束支撑是一种性能优良的新型抗震耗能构件，其在受拉和受压情况下均能达到屈服，避免了传统支撑在受压时发生屈曲的缺点，提高了结构的抗震性能。目前国内外的屈曲约束支撑构造形式大体上可分为两类:(1)纯钢型屈曲约束支撑；(2)以钢管混凝土为约束单元的屈曲约束支撑。针对普通型屈曲约束支撑在小震时很难起作用，耗能能力一般等缺点，本发明设计新的芯材结构，满足复杂地震(小震，大震)需要，提高耗能能力和使用安全性。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供满足复杂地震需要、耗能能力强，安全可靠的一字型钢板与橡胶叠层组合式屈曲约束支撑构件。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种一字型钢板与橡胶叠层组合式屈曲约束支撑，包括芯材、橡胶层、包覆在芯材外部的外套筒及封板、由上而下依次横向固定在端部节点座板上的端部支撑节点板和端部中间节点板，其特征在于,所述芯材由至少两块一字型芯材板组成，芯材板由位于中间的耗能段、过渡段和两端部的连接段组成；所述芯材中至少有一块芯材板连接段处设有销钉让位条形孔，至少有一块芯材板连接段处设有销钉紧定孔；所述芯材板与橡胶层叠层并通过硫化粘合；所述端部支撑节点板依次与芯材板的连接段和端部中间节点板叠加，并通过销钉连接；所述销钉穿过支撑节点板、销钉紧定孔、端部中间节点板和销钉让位孔，两端紧固定位且处于销钉让位条形孔中。
所述芯材板与两端的端部节点座板之间设有芯材板伸缩空间。
所述芯材板的横截面积相同或者不同。
所述填充材料填充在外套筒、端部支撑节点板、封板、芯材围成的空间内。
较优的，所述橡胶层为高阻尼或粘弹性阻尼材料，其厚度范围在6～12mm，宽度单边窄于芯材板5～15mm。
所述硫化包括模压分段硫化、硫化灌硫化或室温硫化。
较优的，所述端部支撑节点板共有两块，位于芯材板连接段两端，所述端部支撑节点板和端部中间节点板其上还设有销钉紧定孔。
所述连接段的销钉紧定孔和销钉让位条形孔中心齐平。
较优的，所述填充材料为混凝土。
较优的，所述外套筒的横截面积为方形、圆形或者矩形，其强度满足抗扭转强度设计值。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷,具有以下有益效果：
1)芯材连接段采用销钉紧定孔和条形孔设计，可使屈曲约束支撑分段屈服，兼顾小震和大震，满足复杂地震需要；
2)芯材中间部位填充高阻尼或粘弹性阻尼橡胶，可提高屈曲约束支撑的阻尼力和阻尼比，提高耗能能力和抗疲劳性能；
3)连接段通过钢板叠加设计，可增大连接段刚度和连接安全系数，提高屈曲约束支撑的使用安全性。
本发明可广泛应用于建筑耗能，设置于梁柱之间。
附图说明
图1为本发明防屈曲约束支撑的结构示意图；
图2为图1沿A-A截面的剖视的示意图；
图3为芯材板的结构示意图；
图4为防屈曲约束支撑端部区域的局部放大图；
图5为外套筒的横截面实例1；
图6为外套筒的横截面实例2。
图中：1-橡胶层，2-芯材板Ⅰ，3-封板，4-端部中间节点板，5-芯材板伸缩空间，6-外套筒，7-芯材板Ⅱ，8-端部支撑节点板，9-销钉，10-端部节点座板，11-销钉紧定孔，12-销钉让位条形孔，13-填充材料。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2、图3和图4所示的一种一字型钢板与橡胶叠层组合式屈曲约束支撑，包括芯材、橡胶层1、销钉9、端部支撑节点板4、外套筒6、封板3以及填充材料13。芯材由芯材板Ⅰ2和芯材板Ⅱ7组成，所述芯材板由位于中间的耗能段、过渡段和位于两端的连接段组成，其横断面为一字型。芯材板Ⅰ2和芯材板Ⅱ7与橡胶层1叠加通过硫化粘合，端部支撑节点板8，芯材端部连接段叠加，并通过销钉9连接。填充材料13填满外套筒6、端部支撑节点板8、封板3及芯材围城的空间。外套筒6及封板3包覆于芯材及两端连接装置的部分连接段。芯材板与两端的端部节点座板10之间设有芯材板伸缩空间5。芯材板Ⅰ2和芯材板Ⅱ7横截面积可以相同也可以不同。芯材板Ⅰ2连接段设有多排销钉让位条形孔12和芯材板Ⅱ7连接段设有销钉紧定孔11。橡胶层1为高阻尼材料，橡胶层厚度范围在8mm,宽度单边一般窄于芯材板10mm，并采用模压分段硫化方法与芯材板粘合；端部支撑节点板8共有两块，位于芯材连接段两端；两端部支撑节点板8、端部中间节点板4上设有多排销钉紧定孔11；芯材板Ⅰ2、芯材板Ⅱ7、端部支撑节点板8、端部中间节点板4连接段的销钉紧定孔11和销钉让位条形孔12中心齐平。销钉9由上至下一次穿过上方的支撑节点板8、销钉紧定孔11、端部中间节点板4、销钉让位孔12和下方的支撑节点板8，两端紧固定位且处于销钉让位条形孔12正中。
如图5和图6所示，外套筒6横截面实施例，其实施例1是方形、实施例2为圆形，还可以是矩形等其他形状，其强度必须满足抗扭转强度设计值。填充材料13为混凝土。
本发明的原理是：当该组合式屈曲约束支撑构件受轴向拉压力时，其中销钉紧定的芯材Ⅱ7先行屈服，后随屈服位移的增加，销钉9也将跟着移动，当销钉9移动到芯材板Ⅰ2上让位条形孔12正的最大位移处，轴向力将平均分配给芯材Ⅰ和芯材Ⅱ上，提供给构件的刚度增强，且随着屈服位移的增加，橡胶层1将产生位移剪切变形，提高屈曲约束支撑的阻尼力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种一字型钢板与橡胶叠层组合式屈曲约束支撑，包括芯材、橡胶层(1)、包覆在芯材外部的外套筒(6)及封板(3)、由上而下依次横向固定在端部节点座板(10)上的端部支撑节点板(8)和端部中间节点板(4)，其特征在于,所述芯材由至少两块一字型芯材板组成，芯材板由位于中间的耗能段、过渡段和两端部的连接段组成；所述芯材中至少有一块芯材板连接段处设有销钉让位条形孔(12)，至少有一块芯材板连接段处设有销钉紧定孔(11)；所述芯材板与橡胶层(1)叠层并通过硫化粘合；所述端部支撑节点板(8)依次与芯材板的连接段和端部中间节点板(4)叠加，并通过销钉(9)连接；所述销钉(9)穿过支撑节点板(8)、销钉紧定孔(11)、端部中间节点板(4)和销钉让位孔(12)，两端紧固定位且处于销钉让位条形孔(12)中。
2.根据权利要求1所述的一字型钢板与橡胶叠层组合式屈曲约束支撑，其特征在于：所述芯材板与两端的端部节点座板(10)之间设有芯材板伸缩空间(5)。
3.根据权利要求1所述的一字型钢板与橡胶叠层组合式屈曲约束支撑，其特征在于：所述外套筒(6)、端部支撑节点板(8)内部及芯材板与橡胶层(1)叠层之间的空隙内填有填充材料(13)。
4.根据权利要求1所述的一字型钢板与橡胶叠层组合式屈曲约束支撑，其特征在于：所述芯材板的横截面积相同或者不同。
5.根据权利要求1所述的一字型钢板与橡胶叠层组合式屈曲约束支撑，其特征在于：所述橡胶层(1)为高阻尼或粘弹性阻尼材料，其厚度范围在6～12mm，宽度单边窄于芯材板5～15mm。
6.根据权利要求1所述的一字型钢板与橡胶叠层组合式屈曲约束支撑，其特征在于：所述硫化包括模压分段硫化、硫化灌硫化或室温硫化。
7.根据权利要求1所述的一字型钢板与橡胶叠层组合式屈曲约束支撑，其特征在于：所述端部支撑节点板(8)共有两块，位于芯材板连接段两端，所述端部支撑节点板(8)和端部中间节点板(4)其上还设有销钉紧定孔(11)。
8.根据权利要求1所述的一字型钢板与橡胶叠层组合式屈曲约束支撑，其特征在于：所述芯材板连接段的销钉紧定孔(11)和销钉让位条形孔(12)中心齐平。
9.根据权利要求3所述的一字型钢板与橡胶叠层组合式屈曲约束支撑，其特征在于：所述填充材料(13)为混凝土。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一字型钢板与橡胶叠层组合式屈曲约束支撑，其特征在于：所述外套筒(6)的横截面为方形、圆形或者矩形，其强度满足抗扭转强度设计值。
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