CN105507442A - 一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑 - Google Patents

一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑，包括芯材、填充板件和约束板件，所述的填充板件设置在芯材的左右两侧，所述的约束板件设置在芯材的上下两侧，并且并排设有多个螺栓孔，所述的约束板件通过高强螺栓与填充板件固定连接，所述的芯材为多段鱼骨形，其上设有多个凸起，所述的填充板件上设有与凸起相配合的凹槽。与现有技术相比，本发明具有限制形变量、防止芯材凸起处破坏、全钢制、质量轻等优点。

Description

一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑
技术领域
本发明涉及建筑、桥梁结构的抗震设计领域，尤其是涉及一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑。
背景技术
现有的屈曲约束支撑的约束构件大多为砂浆填充的钢管，该类型的支撑因砂浆的浇筑质量难以控制而常常性能不稳定，且其自重大，会引起结构过大的附加地震力。另外，自重大也不利于工程施工安装。此外，现有的屈曲约束支撑的最大变形量一般低于3％，且破坏经常发生于芯材的截面突变处，这样的支撑经常无法满足大型桥梁结构等的抗震设计要求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种限制形变量、防止芯材凸起处破坏、全钢制、质量轻的鱼骨型全钢制屈曲约束支撑。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑，包括芯材、填充板件和约束板件，所述的填充板件设置在芯材的左右两侧，所述的约束板件设置在芯材的上下两侧，并且并排设有多个螺栓孔，所述的约束板件通过高强螺栓与填充板件固定连接，所述的芯材为多段鱼骨形，其上设有多个凸起，所述的填充板件上设有与凸起相配合的凹槽。
所述的芯材包括屈服段以及设置在屈服段两端的非屈服段，所述的多个凸起设置在屈服段上，包括一个防滑凸起和至少一个限位凸起，所述的凹槽包括一个稳固卡槽和与限位凸起数量一致的限位卡槽，所述的防滑凸起和稳固卡槽紧密配合，所述的限位卡槽的长度大于限位凸起的长度。
所述的限位凸起在压力方向上到限位卡槽内壁的距离大于在拉力方向上到限位卡槽内壁的距离。
当限位凸起为一个时，防滑凸起和限位凸起并排设置在屈服段上，并将芯材屈服段分为三个芯材子段。
防滑凸起和限位凸起之间的芯材子段的截面宽度比相邻的芯材子段截面小5％。
当限位凸起为多个时，防滑凸起设置在屈服段的中心处，限位凸起分别对称设置在防滑凸起的两边，所述的芯材屈服段被防滑凸起和多个限位凸起分为多个芯材子段。
所述的芯材子段的截面宽度从屈服段两端至中心处依次递减5％。
所述的非屈服段上设有芯材端部加劲肋。
所述的芯材、填充板件和约束板件均为钢制材料。
所述的芯材与约束板件之间还设有无粘接材料。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、限制形变量：本发明采用鱼骨形芯材，通过其上设有的多个凸起将芯材分割为多段，并且配合填充砂浆上的凹槽来限制相对刚体运动，被分割的各段芯材在凹槽和凸起的作用下限制了形变量，并且在芯材断裂的情况下仍然可以承受拉力荷载。
二、防止芯材凸起处破坏：本发明对芯材各段中间的截面宽度做了减小，同时中间两段依次比相邻段的截面宽度小5％，以使颈缩变形从中间两段开始，依次扩展至端部。
三、全钢制、质量轻：由于本发明采用全钢制构件，比一般采用混凝土的支撑质量大大降低。
附图说明
图1为本发明的结构剖视图。
图2为本发明的左视结构示意图。
其中，1、芯材，2、无粘接材料，3、填充板件，4、约束板件，51、防滑凸起，52、限位凸起，61、稳固卡槽，62、限位卡槽，7、芯材端部加劲肋，8、高强螺栓。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
如图1和2所示的5段鱼骨形屈曲约束支撑为例进行说明，本例中芯材被凸起分为对称的5段，相应的填充板件3有2个卡槽，用于限制芯材1各段的极限变形量。为了依次控制各段的变形，以及防止破坏起始于芯材1凸起的截面突变处，将各段中间的截面宽度做了减小，同时中间一段比相邻段的截面宽度小5％，以使颈缩变形从中间两段开始，依次扩展至端部。
实施例2：
本例中，芯材1的中部设有1个防滑凸起51，在防滑凸起51的两侧对称设有6个限位凸起52，芯材1被凸起分为8段，相应的填充板件3有1个稳固卡槽61和6个限位卡槽62，用于限制芯材1各段的极限变形量。为了依次控制各段的变形，以及防止破坏起始于芯材1凸起的截面突变处，将各段中间的截面宽度做了减小，同时中间两段依次比相邻段的截面宽度小5％，以使颈缩变形从中间两段开始，依次扩展至端部。
组装过程如下：先预制带有卡槽的钢管填充混凝土，将无粘结材料贴在芯材上，然后组装芯材和浇筑好混凝土的外包钢管。
本发明的具体技术方案是：组件包括钢制的芯材1、无粘结材料2、约束板件4和填充板件3。其中，芯材1为多段鱼骨形状，通过填充砂浆2的卡槽与芯材1的凸起的相互作用来限定芯材各段的变形过程和极限变形量，最终可以在芯材1的多段产生颈缩变形，从而达到提高构件在地震等滞回加载下变形能力的效果。
此外，由于防滑凸起51和限位凸起52的紧密配合，能够保持芯材1正常环境下不与填充板件3发生相对滑动，当发生地震时，芯材1的各子段在受到压力或拉力发生塑性形变时，限位凸起52在限位卡槽62中相对滑动，限位卡槽62的内壁对限位凸起52进行限位，并且压力形变的限位要大于拉力形变。
当本屈曲约束支撑芯材1的中间段截面完全断裂时仍可以承受拉力荷载，从而为防止结构的过大变形和倒塌提供了必要的安全冗余。

Claims (10)

1.一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑，包括芯材(1)、填充板件(3)和约束板件(4)，其特征在于，所述的填充板件(3)设置在芯材(1)的左右两侧，所述的约束板件(4)设置在芯材(1)的上下两侧，并且并排设有多个螺栓孔，所述的约束板件(4)通过高强螺栓(8)与填充板件(3)固定连接，所述的芯材(1)为多段鱼骨形，其上设有多个凸起，所述的填充板件(3)上设有与凸起相配合的凹槽。
2.根据权利要求1所述的一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑，其特征在于，所述的芯材(1)包括屈服段以及设置在屈服段两端的非屈服段，所述的多个凸起设置在屈服段上，包括一个防滑凸起(51)和至少一个限位凸起(52)，所述的凹槽包括一个稳固卡槽(61)和与限位凸起(52)数量一致的限位卡槽(62)，所述的防滑凸起(51)和稳固卡槽(61)紧密配合，所述的限位卡槽(62)的长度大于限位凸起(52)的长度。
3.根据权利要求2所述的一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑，其特征在于，所述的限位凸起(52)在压力方向上到限位卡槽(62)内壁的距离大于在拉力方向上到限位卡槽(62)内壁的距离。
4.根据权利要求2所述的一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑，其特征在于，当限位凸起(52)为一个时，防滑凸起(51)和限位凸起(52)并排设置在屈服段上，并将芯材屈服段分为三个芯材子段。
5.根据权利要求4所述的一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑，其特征在于，防滑凸起(51)和限位凸起(52)之间的芯材子段的截面宽度比相邻的芯材子段截面小5％。
6.根据权利要求2所述的一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑，其特征在于，当限位凸起(52)为多个时，防滑凸起(51)设置在屈服段的中心处，限位凸起(52)分别对称设置在防滑凸起(51)的两边，所述的芯材屈服段被防滑凸起(51)和多个限位凸起(52)分为多个芯材子段。
7.根据权利要求6所述的一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑，其特征在于，所述的芯材子段的截面宽度从屈服段两端至中心处依次递减5％。
8.根据权利要求2所述的一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑，其特征在于，所述的非屈服段上设有芯材端部加劲肋(7)。
9.根据权利要求1所述的一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑，其特征在于，所述的芯材(1)、填充板件(3)和约束板件(4)均为钢制材料。
10.根据权利要求1所述的一种鱼骨型全钢制屈曲约束支撑，其特征在于，所述的芯材(1)与约束板件(4)之间还设有无粘接材料(2)。
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