CN105544764B - 大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑结构抗震技术领域，尤其是涉及一种大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置及其安装方法。该大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置包括屈曲约束支撑单元；所述屈曲约束支撑单元包括内管、外管和两个第一加强肋；所述外管外套在所述内管上，且所述内管的两端分别对应伸出所述外管的两端；所述内管的两端分别固设有所述两个第一加强肋，每个所述第一加强肋分别位于所述内管的内部，且每个所述第一加强肋沿所述内管的轴向延伸并延伸至所述外管的内部。本发明的目的在于提供一种大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置及其安装方法，以提高处于大轴力情况下屈曲约束支撑与结构连接所出现的节点连接承载力低及节点板平面外稳定性差等问题。

Description

大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及建筑结构抗震技术领域，尤其是涉及一种大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置以及其安装方法。

背景技术

屈曲约束支撑是一种高承载力的轴向拉压构件和高效的耗能减震装置，目前已越来越多地应用于建筑结构的抗震及减震设计当中。屈曲约束支撑一般包括支撑内芯和外部约束构件，根据其在结构中的不同功能，屈曲约束支撑可分为承载型和耗能型。承载型屈曲约束支撑一般只在弹性阶段工作而不屈服，作为弹性二力杆为结构提供足够的刚度或传递结构内力，而耗能型屈曲约束支撑则可在弹塑性范围工作，在中、大震下通过拉压屈服耗散地震能量。随着多高层和超高层建筑的日益增多，对屈曲约束支撑的刚度和承载力的要求也越来越高，使支撑的轴力需求明显增大，同时受到建筑外观尺寸的限制，导致传统的一字形、十字形甚至工字型内芯截面已较难满足此大轴力要求，往往需要采用箱型截面作为屈曲约束支撑的内芯。此时，箱型截面屈曲约束支撑与结构的节点连接设计显得尤为重要，必须使该节点始终保持弹性以把支撑的轴力传递给相邻结构构件，同时保证支撑的正常工作。显然，上述节点失效对多高层建筑大震安全性的不利影响将十分显著。

单节点板与箱型支撑端部开槽通过焊接连接(参见图1-图4)和节点箱型与支撑对接(参见图5-图8)分别是两种实际工程中常用的箱型截面普通支撑连接节点的构造；普通支撑受稳定控制，因而普通支撑的承载力要远远小于屈服力，对应的节点刚度以及承载能力也较低，构造措施也不太严格。但是屈曲约束支撑不由稳定控制且会出现应变强化现象，导致其与结构连接节点所受轴力要远大于普通支撑节点。因此，若仍采用上述常用节点构造与箱型截面的屈曲约束支撑进行连接，将存在以下问题：

(1)节点板的平面外稳定问题

参见图1-图4所示，屈曲约束支撑101的一端的单节点板102与箱型支撑端部103开槽通过焊接连接，箱型支撑端部103与结构构件104通过焊接连接，其中，结构构件104例如可以为梁、柱等建筑的支撑结构；当发生地震时，屈曲约束支撑101及其节点必须在大震下保持稳定。然而，单板插入式连接节点构造的平面外稳定性较差，在大轴力情况下，即使通过增大节点板厚度也较难满足节点板的平面外稳定性要求。虽然普通箱型支撑节点板的平面外稳定性较好，但是在大轴力情况下节点板依然难以避免出现屈服现象，导致节点板的平面外稳定可靠性降低。

(2)节点连接的承载力问题

参见图5-图8所示，屈曲约束支撑101的一端与箱型支撑端部103通过节点箱型焊接，箱型支撑端部103与结构构件104通过焊接连接；对于采用箱型截面内芯的耗能型屈曲约束支撑，其屈服后会出现应变强化现象，使得支撑节点所受轴力大幅提升为支撑屈服轴力的1.5-2倍。此时若仍采用与普通支撑相连的常规节点板构造，则容易导致箱型支撑节点连接焊缝在地震中出现屈服而提前发生强度失效，难以维持屈曲约束支撑在大震下的正常工作性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置及其安装方法，以提高处于大轴力情况下屈曲约束支撑与结构连接所出现的节点连接承载力低及节点板平面外稳定性差等问题。

本发明提供了一种大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置，包括屈曲约束支撑单元；所述屈曲约束支撑单元包括内管、外管和两个第一加强肋；

所述外管外套在所述内管上，且所述内管的两端分别对应伸出所述外管的两端；

所述外管与所述内管之间设置有填充层，且所述外管与所述内管固定连接；

所述内管的两端分别固设有所述两个第一加强肋，每个所述第一加强肋分别位于所述内管的内部，且每个所述第一加强肋沿所述内管的轴向延伸并延伸至所述外管的内部。

进一步地，所述内管包括内管管体和多个节点板；所述多个节点板均位于所述外管的两端的外侧；

所述节点板包括第一节点板和第二节点板；

多个所述第一节点板和多个所述第二节点板能够沿所述内管管体的周向围接形成封闭的环形，且所述第一节点板和所述第二节点板间隔设置；

沿所述内管管体的轴向，多个所述第一节点板分别与所述内管管体的两端固定连接，多个所述第二节点板能够分别与所述内管管体的两端固定连接；

多个所述第一节点板分别与所述第一加强肋固定连接，多个所述第二节点板能够分别与所述第一加强肋固定连接；

所述内管管体与所述第一加强肋固定连接。

进一步地，所述大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置还包括支撑连接单元；所述屈曲约束支撑单元的所述内管的两端能够分别与两个所述支撑连接单元固定连接；

所述支撑连接单元用于连接所述屈曲约束支撑单元与结构构件。

进一步地，所述支撑连接单元包括两个相互平行的第一连接板，还包括两个相互平行的连接加劲板；其中，两个所述连接加劲板固设在两个所述第一连接板之间，且所述第一连接板的板面垂直于所述连接加劲板的板面；

两个所述第一连接板的板边和两个所述连接加劲板的板边形成环形板边；所述环形板边与所述内管相应的端面配合固定连接。

进一步地，两个所述第一连接板和两个所述连接加劲板采用的材料的强度分别高于所述内管采用的材料的强度。

进一步地，所述支撑连接单元还包括第二加强肋，所述第二加强肋沿垂直于所述环形板边的方向延伸；

所述第二加强肋固设在两个所述第一连接板之间，且两个所述第一连接板和/或两个所述连接加劲板与所述第二加强肋固定连接；

所述第二加强肋与所述第一加强肋能够固定连接。

进一步地，所述环形板边为矩形；所述第二加强肋与所述第一加强肋均为十字形加强肋；

所述内管、所述外管和所述两个第一加强肋的材料均为钢材；两个所述第一连接板和两个所述连接加劲板的材质均为钢板；

所述两个第一加强肋焊接在所述内管内部；所述连接加劲板焊接在所述第一连接板上。

本发明还提供了一种大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的安装方法，所述安装方法包括：

步骤100、加工制作所述屈曲约束支撑单元和所述支撑连接单元，运输至施工现场；

步骤200、在施工现场的结构构件上确定对应于固定两个所述支撑连接单元的安装位置，固定安装两个所述支撑连接单元；

步骤300、所述屈曲约束支撑单元吊装就位；

步骤400、所述内管的两端分别与两个所述支撑连接单元固定连接。

进一步地，所述步骤400中，所述支撑连接单元和所述内管采用的材质均为钢材；所述内管为矩形管，所述内管的两端的端面分别焊接在两个所述支撑连接单元的相应端面上，形成两条环形焊缝；

其中，两个所述支撑连接单元采用的材料的强度分别高于所述内管采用的材料的强度。

进一步地，所述支撑连接单元和所述内管采用的材质均为钢材；所述内管为矩形管；

所述内管包括内管管体和与所述内管管体两端连接的多个节点板；所述多个节点板均位于所述外管的两端的外侧；所述节点板包括第一节点板和第二节点板；

两个所述第一节点板和两个所述第二节点板能够沿所述内管管体的周向围接形成与所述内管相应的矩形管，且所述第一节点板和所述第二节点板间隔设置；

沿所述内管管体的轴向，两个所述第一节点板分别与所述内管管体的两端固定连接；所述第一节点板和所述内管管体分别与所述第一加强肋固定连接；

所述支撑连接单元包括两个相互平行的第一连接板，还包括两个相互平行的连接加劲板；其中，两个所述连接加劲板固设在两个所述第一连接板之间，且所述第一连接板的板面垂直于所述连接加劲板的板面；两个所述第一连接板的板边和两个所述连接加劲板的板边形成环形板边；所述环形板边与所述内管相应的端面配合固定连接；

所述支撑连接单元还包括第二加强肋，所述第二加强肋沿垂直于所述环形板边的方向延伸；所述第二加强肋固设在两个所述第一连接板之间，且两个所述第一连接板和/或两个所述连接加劲板与所述第二加强肋固定连接；

所述步骤400中，所述内管与所述支撑连接单元固定连接具体包括：

步骤401、所述第一加强肋与所述第二加强肋焊接；

步骤402、两个所述第一节点板分别与所述环形板边焊接；

步骤403、两个所述第二节点板相对的两边分别与两个所述第一节点板相对应的边焊接，两个所述第二节点板另一相对的两边分别与所述内管管体、所述环形板边焊接。

本发明提供的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置及其方法，包括屈曲约束支撑单元的内管、外管和两个第一加强肋，通过内管以及位于内管两端的两个第一加强肋，提高了屈曲约束支撑单元两端的承载力，进而提高了屈曲约束支撑单元与支撑连接单元(即箱型支撑端或者其他形状的支撑端)连接节点的承载力以及平面外稳定性能，从而保障了该屈曲约束支撑及连接节点装置连接节点的可靠性，使屈曲约束支撑在地震中能够发挥正常的工作性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的屈曲约束支撑构造的主视图；

图2为图1所示的屈曲约束支撑构造的俯视图；

图3为图1所示的屈曲约束支撑构造的A-A剖视图；

图4为图1所示的屈曲约束支撑构造的B-B剖视图；

图5为现有的另一屈曲约束支撑构造的主视图；

图6为图5所示的屈曲约束支撑构造的俯视图；

图7为图5所示的屈曲约束支撑构造的C-C剖视图；

图8为图5所示的屈曲约束支撑构造的D-D剖视图；

图9为本发明实施例一提供的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的屈曲约束支撑单元的主视图；

图10为图9所示的屈曲约束支撑单元的E-E剖视图；

图11为图9所示的屈曲约束支撑单元的F-F剖视图；

图12为图9所示的屈曲约束支撑单元的G-G剖视图；

图13为图9所示的屈曲约束支撑单元的H-H剖视图；

图14为图9所示的屈曲约束支撑单元的J-J剖视图；

图15为图9所示的屈曲约束支撑单元的I放大图；

图16为本发明实施例二提供的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的支撑连接单元的主视图；

图17为图16所示的支撑连接单元的左视图；

图18为图16所示的支撑连接单元的俯视图；

图19为采用图16所示的支撑连接单元的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的主视图；

图20为图19所示的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的P-P剖视图；

图21为图19所示的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的W-W剖视图；

图22为图19所示的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的第一步安装示意图；

图23为图19所示的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的第二步安装示意图；

图24为本发明实施例二提供的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的另一支撑连接单元的主视图；

图25为图24所示的支撑连接单元的左视图；

图26为图24所示的支撑连接单元的俯视图；

图27为采用图24所示的支撑连接单元的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的主视图；

图28为图27所示的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的K-K剖视图；

图29为图27所示的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的M-M剖视图；

图30为图27所示的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的N-N剖视图；

图31为图27所示的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的第一步安装示意图；

图32为图27所示的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的第二步安装示意图；

图33为图27所示的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的第三步安装示意图。

附图标记：

101-屈曲约束支撑； 102-单节点板；

103-箱型支撑端部； 104-结构构件；

1-屈曲约束支撑单元； 11-内管； 111-内管管体；

112-节点板； 1121-第一节点板； 1122-第二节点板；

12-外管； 13-第一加强肋； 14-填充层；

2-支撑连接单元； 21-第一连接板； 22-连接加劲板；

23-第二加强肋； 3-结构构件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参见图9-图15所示，本实施例提供了一种大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置；图9为本实施例提供的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的屈曲约束支撑单元的主视图；其中，图10为图9所示的屈曲约束支撑单元的E-E剖视图，图11为F-F剖视图，图12为G-G剖视图，图13为H-H剖视图，图14为J-J剖视图；图15为图9所示的屈曲约束支撑单元的I放大图。为了更加清楚的显示结构，图9-图15未示出第二节点板，第二节点板详见图27。

参见图9-图15所示，本实施例提供的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置(以下简称屈曲约束支撑及连接节点装置)，包括屈曲约束支撑单元1；屈曲约束支撑单元1包括内管11、外管12和两个第一加强肋13。

外管12外套在内管11上，且内管11的两端分别对应伸出外管12的两端；优选地，内管11的两端分别对应伸出外管12的两端的尺寸相同。

外管12与内管11之间设置有填充层14，且外管12与内管11固定连接；其中，外管12与内管11可以通过连接件固定连接。优选地，外管12与内管11通过填充层14内的填充物固定连接；该填充物例如可以为混凝土、黏土混合物、瓦砾混合物等；优选地，该填充物为混凝土，以提高屈曲约束支撑单元1的屈服轴力；进一步地，外管12和/或内管11与填充层14之间设置有防粘黏层，也即外管12和/或内管11与混凝土层之间设置有防粘黏层，以避免混凝土等填充物粘黏在外管12和/或内管11表面上。

内管11的两端分别固设有两个第一加强肋13，每个第一加强肋13分别位于内管11的内部，且每个第一加强肋13沿内管11的轴向延伸并延伸至外管12的内部。

本实施例中所述大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置，包括屈曲约束支撑单元1的内管11、外管12和两个第一加强肋13，通过内管11以及位于内管11两端的两个第一加强肋13，提高了屈曲约束支撑单元1两端的承载力，进而提高了屈曲约束支撑单元1与支撑连接单元(即箱型支撑端或者其他形状的支撑端)连接节点的承载力以及平面外稳定性能，从而保障了该屈曲约束支撑及连接节点装置连接节点的可靠性，使屈曲约束支撑在地震中能够发挥正常的工作性能。

进一步地，内管11包括内管管体111和多个节点板112。通过设置内管管体111和多个节点板112，以便于内管11能够与支撑连接单元实现固定连接，进而便于将屈曲约束支撑单元1与支撑连接单元固定连接形成屈曲约束支撑及连接节点装置。

具体而言，多个节点板112能够沿内管管体111的周向围接形成封闭的环形；沿内管管体111的轴向，多个节点板112能够分别与内管管体111的两端固定连接；也就是说，内管管体111的两端分别连接由多个节点板112围接而成的封闭的环形。优选地，沿垂直于内管管体111的轴向，封闭的环形的截面与内管管体111的截面的形状一致，以简化内管11的结构，便于内管管体111与多个节点板112固定连接。

多个节点板112均位于外管12的两端的外侧；进一步便于内管管体111与多个节点板112固定连接。

内管管体111与第一加强肋13固定连接；以增强内管11两端的强度，提高内管11的连接节点的承载力，进而提高屈曲约束支撑单元1的连接节点的承载力。

多个节点板112能够与第一加强肋13固定连接；以增强内管11两端的强度，提高内管11的连接节点的承载力，进而提高屈曲约束支撑单元1的连接节点的承载力。

进一步地，节点板112包括第一节点板1121和第二节点板1122。

多个第一节点板1121和多个第二节点板1122能够沿内管管体111的周向围接形成封闭的环形，且第一节点板1121和第二节点板1122间隔设置。

沿内管管体111的轴向，多个第一节点板1121分别与内管管体111的两端固定连接，多个第二节点板1122能够分别与内管管体111的两端固定连接。

多个第一节点板1121分别与第一加强肋13固定连接，多个第二节点板1122能够分别与第一加强肋13固定连接。采用这样的设计，便于在现场施工时，将屈曲约束支撑单元1的内管11与支撑连接单元固定连接，此时，屈曲约束支撑单元1的第一节点板1121与内管管体111、第一加强肋13已固定连接，第二节点板1122尚未与内管管体111、第一加强肋13固定连接，也就是说，施工人员可以通过尚未连接第二节点板1122的内管11的部分作为操作口，通过该操作口可以将内管11内的第一加强肋13与支撑连接单元固定连接、内管11的内壁与支撑连接单元固定连接(即第一节点板1121的内壁与支撑连接单元固定连接)，之后，再将第二节点板1122与内管管体111固定连接，封闭该操作口，进一步提高屈曲约束支撑单元1与支撑连接单元连接节点的承载力。

优选地，第一节点板1121的数量为2个，第二节点板1122的数量为2个，内管11为方管，优选地，两个第一节点板1121与内管11一体成型，两个第二节点板1122能够与内管11相应的一端固定连接。

优选地，第一加强肋13为十字形加强肋，即沿垂直于第一加强肋13的延伸方向，第一加强肋13的截面呈十字形。十字形加强肋的各个肋边分别与内管11的内壁固定连接，也即十字形加强肋的各个肋边分别与内管管体111的内壁、第一节点板1121的内壁固定连接。该十字形加强肋结构简单，还能提高屈曲约束支撑单元1两端的承载力。

本实施例的可选方案中，内管11、外管12和两个第一加强肋13的材料均为钢材，第一节点板1121和第二节点板1122的材料均为钢材，钢材的型号例如可以为Q235、Q345、Q450等，具体钢材的型号可根据屈曲约束支撑安装的环境而定。

具体而言，两个第一加强肋13焊接在内管11内部，内管管体111与第一加强肋13焊接连接；多个第一节点板1121和多个第二节点板1122能够沿内管管体111的周向能够通过焊接围接形成封闭的环形；第一节点板1121与第一加强肋13焊接连接，第二节点板1122与第一加强肋13能够通过焊接连接。

实施例二

实施例二提供了一种大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置，该实施例是在实施例一的基础上对大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置改进后的另一技术方案，实施例一所公开的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的技术特征也适用于该实施例，实施例一已公开的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的技术特征不再重复描述。

参见图16-图33所示，本实施例提供了一种大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置；图16为本实施例提供的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的支撑连接单元的主视图，图17为其左视图，图18为其俯视图。图19为采用图16所示的支撑连接单元的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的主视图，图20为图19的P-P剖视图，图21为图19的W-W剖视图；图22、图23分别为图19所示的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的第一步、第二步安装示意图。

图24为本实施例提供的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的另一支撑连接单元的主视图，图25为图24的左视图，图26为图24的俯视图。图27为采用图24所示的支撑连接单元的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的主视图，图28为图27的K-K剖视图，图29为图27的M-M剖视图，图30为图27的N-N剖视图；图31-图33分别为图27所示的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的第一步至第三步安装示意图。

参见图16-图33所示，本实施例提供的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置,还包括支撑连接单元2；屈曲约束支撑单元1的内管11的两端能够分别与两个支撑连接单元2固定连接。

支撑连接单元2用于连接屈曲约束支撑单元1与结构构件3。其中，结构构件3例如可以为梁、柱等建筑的支撑结构。通过支撑连接单元2以将屈曲约束支撑及连接节点装置与结构构件3固定连接，实现结构构件3的屈曲约束支撑。

具体而言，参见图16-图18、图24-图26所示，支撑连接单元2包括两个相互平行的第一连接板21，还包括两个相互平行的连接加劲板22；其中，两个连接加劲板22固设在两个第一连接板21之间，且第一连接板21的板面垂直于连接加劲板22的板面；

两个第一连接板21的板边和两个连接加劲板22的板边形成环形板边；环形板边与内管11相应的端面配合固定连接；即环形板边与内管11的第一节点板1121远离内管管体111的一端固定连接，环形板边能够与内管11的第二节点板1122远离内管管体111的一端固定连接。通过第一连接板21和连接加劲板22，以提高屈曲约束支撑及连接节点装置的连接节点的承载力以及平面外稳定性能。

参见图16-图23所示，本实施例的可选方案中，两个第一连接板21和两个连接加劲板22采用的材料的强度分别高于内管11采用的材料的强度。优选地，第一连接板21、连接加劲板22和内管11均采用钢材，则两个第一连接板21和两个连接加劲板22采用的钢材的强度分别高于内管11采用的钢材的强度；以便于提高支撑连接单元2的刚度，以使屈曲约束支撑及连接节点装置的两端的刚度较强，中间的刚度较弱，进而令屈曲位置位于屈曲约束支撑及连接节点装置的中间，也即屈曲位置位于屈曲约束支撑单元1的中间，便于支撑连接单元2将力传递给屈曲约束支撑单元1，以使屈曲约束支撑在地震中能够发挥正常的工作性能。

以下举例说明本可选实施例：本实施方式的支撑连接单元2，包括两个第一连接板21；两个第一连接板21相互平行，且两个第一连接板21之间留有间隙，其平面形状由两条水平边、两条竖直边及一条斜边组成；两个第一连接板21与梁、柱的翼缘表面等结构构件3的表面相互垂直并通过焊接连接；采用对接焊缝，把支撑连接单元2的两个第一连接板21、两个连接加劲板22与屈曲约束支撑单元1的内管11的一端分别进行焊接，其中两个第一连接板21、两个连接加劲板22所用材料强度要高于内管11所用材料强度。

本实施方式的屈曲约束支撑单元1，包括内管11和十字形加强肋(也即第一加强肋13)，十字形加强肋对称布置在内管11内侧，并与内管11垂直压于中线上；其中，内管11采用方钢管。内管11由四块钢板焊接而成，并且四块钢板同长，保证内管11内部十字形加强肋无法暴露出来。

参见图24-图33所示，本实施例的可选方案中，支撑连接单元2还包括第二加强肋23，第二加强肋23沿垂直于环形板边的方向延伸。

第二加强肋23固设在两个第一连接板21之间，且两个第一连接板21和/或两个连接加劲板22与第二加强肋23固定连接；优选地，两个第一连接板21和两个连接加劲板22与第二加强肋23固定连接，以提高支撑连接单元2的刚度。

第二加强肋23与第一加强肋13能够固定连接。以提高屈曲约束支撑单元1与支撑连接单元2连接节点的承载力以及平面外稳定性能，从而进一步保障了该屈曲约束支撑及连接节点装置连接节点的可靠性，使屈曲约束支撑在地震中能够发挥正常的工作性能。

进一步地，环形板边为矩形；相应的，沿垂直于内管11的轴向，内管11的截面为矩形，以便内管11与环形板边固定连接；第二加强肋23与第一加强肋13均为十字形加强肋；通过十字形加强肋，以分别提高屈曲约束支撑单元1和支撑连接单元2的连接部位的刚度，进而提高连接节点的承载力以及平面外稳定性能。

两个第一连接板21和两个连接加劲板22的材质均为钢板；连接加劲板22焊接在第一连接板21上。

以下举例说明本可选实施例：本实施方式的支撑连接单元2，其中，两个第一连接板21为两块钢板，并与梁柱翼缘表面等结构构件3的表面通过焊缝连接；两个第一连接板21相互平行，且两个第一连接板21之间留有间隙，其平面形状由两条水平边、两条竖直边及一条斜边组成，两个第一连接板21中置有两个连接加劲板22以及一组十字形加强肋(也即第二加强肋23)，两个连接加劲板22位置与屈曲约束支撑单元1的内管11上下翼缘位置相对应，支撑连接单元的十字形加强肋与屈曲约束支撑单元1的内管11内部十字形加强肋位置相对应，连接加劲板22与第一连接板21T型焊接，十字形加强肋与连接加劲板22以及节点板112通过角焊缝焊接。所述屈曲约束支撑单元1的节点包括采用方钢管的内管11和十字形加强肋，其中内管11由上下两块翼缘板和左右两块腹板通过角焊缝连接而成，形成方钢管，且支撑其中一侧的翼缘板长度比腹板长50mm，长出的50mm部分翼缘板即为第一节点板1121，也即第一节点板1121与内管11的翼缘板一体成型；十字形加强肋布置在内管11内侧的中线上并与其表面垂直，十字形加强肋端部与内管11的上下两块翼缘板平齐，彼此之间通过角焊缝进行连接。采用对接焊缝，把支撑连接单元2的十字加劲板和内管11内部的十字加劲板，以及支撑连接单元2的两个第一连接板21、两个连接加劲板22与屈曲约束支撑单元1的第一节点板1121、第二节点板1122分别进行连接。两个第二节点板1122为两块矩形钢板，其厚度与内管11的壁厚相同，四边开有单边坡口，通过对接焊缝与第一节点板1121、内管11的上下翼缘板和左右腹板分别进行连接，形成整体。

本实施例有以下有益效果：本实施例具有节点连接承载力高、平面外稳定性及抗震性能好等优点。本实施例的优点具体表现在以下几个方面：

一、在屈曲约束支撑单元1和支撑连接单元2内部同时设置十字形加强肋，与传统箱型支撑节点相比，显著提升了节点连接的承载力，即使在大轴力情况下仍能使节点保持弹性状态，对其抗震性能更有利。

二、与传统的单节点板槽接构造相比，本实施例的节点连接配合使用第一连接板21构造，显著提升节点板112的平面外稳定性。同时第一连接板21的构造形式能够保证在中震大震作用下支撑连接部分保持弹性状态。

实施例三

为了更好的加工、安装大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置，本发明实施例提供了一种大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的安装方法，所述安装方法可应用于实施例一、实施例二所述的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置；实施例一、实施例二所公开的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的技术特征也适用于该实施例，实施例一、实施例二已公开的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的技术特征不再重复描述。

为节约篇幅，实施例一、实施例二中的图1-图33也适用于该实施例；结合图1-图33对该实施例的安装方法进行说明。

本实施例提供的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的安装方法，该安装方法包括：

步骤100、加工制作所述屈曲约束支撑单元和所述支撑连接单元，运输至施工现场；也即，将完成加工的所述屈曲约束支撑单元和所述支撑连接单元运输至施工现场，以减少在施工现场施工的时间，同时在工厂加工所述屈曲约束支撑单元和所述支撑连接单元，便于所述屈曲约束支撑单元和所述支撑连接单元的工业化、批量成产，降低所述屈曲约束支撑单元和所述支撑连接单元的生产成本，也即降低屈曲约束支撑及连接节点装置的生产成本。

步骤200、在施工现场的结构构件上确定对应于固定两个所述支撑连接单元的安装位置，固定安装两个所述支撑连接单元；参见图22、图31所示，图中加深的粗线为焊缝；所述支撑连接单元与结构构件的连接方式例如可以为焊接、螺钉连接、铆接等，优选地，所述支撑连接单元焊接在结构构件上。

步骤300、所述屈曲约束支撑单元吊装就位，并进行临时固定，使所述屈曲约束支撑单元的两端与两个所述支撑连接单元相对应，以便于下一步的焊接等固定连接工作。

步骤400、所述内管的两端分别与两个所述支撑连接单元固定连接。

本实施例中所述大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的安装方法，采用先将支撑连接单元固定连接在结构构件上，再将屈曲约束支撑单元的两端分别与两个支撑连接单元固定连接，以便将大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置安装在结构构件上，提高了该结构构件的屈曲约束支撑及连接节点的可靠性，使屈曲约束支撑在地震中能够发挥正常的工作性能。

本实施例的可选方案中，所述步骤400中，所述支撑连接单元和所述内管采用的材质均为钢材；所述内管为矩形管，所述内管的两端的端面分别焊接在两个所述支撑连接单元的相应端面上，形成两条环形焊缝，即内管的每一端与所述支撑连接单元的相应端面上均形成一条环形焊缝，参见图32所示，图中加深的粗线为焊缝。

其中，两个所述支撑连接单元采用的材料的强度分别高于所述内管采用的材料的强度。以便于提高支撑连接单元的刚度，以使屈曲约束支撑及连接节点装置的两端的刚度较强，中间的刚度较弱，进而令屈曲位置位于屈曲约束支撑及连接节点装置的中间，也即屈曲位置位于屈曲约束支撑单元的中间，便于支撑连接单元将力传递给屈曲约束支撑单元，以使屈曲约束支撑在地震中能够发挥正常的工作性能。

本实施例的另一可选方案中，所述支撑连接单元和所述内管采用的材质均为钢材；所述内管为矩形管。

所述内管包括内管管体和与所述内管管体两端连接的多个节点板；所述多个节点板均位于所述外管的两端的外侧；所述节点板包括第一节点板和第二节点板。

两个所述第一节点板和两个所述第二节点板能够沿所述内管管体的周向围接形成与所述内管相应的矩形管，且所述第一节点板和所述第二节点板间隔设置。

沿所述内管管体的轴向，所述内管管体的两端分别固定连接两个所述第一节点板，也即所述内管管体固定连接四个所述第一节点板；所述第一节点板和所述内管管体分别与所述第一加强肋固定连接，以提高所述屈曲约束支撑单元两端的刚度。

所述支撑连接单元包括两个相互平行的第一连接板，还包括两个相互平行的连接加劲板；其中，两个所述连接加劲板固设在两个所述第一连接板之间，且所述第一连接板的板面垂直于所述连接加劲板的板面；两个所述第一连接板的板边和两个所述连接加劲板的板边形成环形板边；所述环形板边与所述内管相应的端面配合固定连接。

所述支撑连接单元还包括第二加强肋，所述第二加强肋沿垂直于所述环形板边的方向延伸；所述第二加强肋固设在两个所述第一连接板之间，且两个所述第一连接板和/或两个所述连接加劲板与所述第二加强肋固定连接。

所述步骤400中，所述内管与所述支撑连接单元(也即所述内管的其中一端与其中一个所述支撑连接单元)固定连接具体包括：

步骤401、所述第一加强肋与所述第二加强肋焊接，参见图32所示，图中所示颜色较深的粗线为此焊接位置；优选地，所述第一加强肋与所述第二加强肋均为十字形加强肋；即沿垂直于第一加强肋的延伸方向，第一加强肋的截面呈十字形，沿垂直于第二加强肋的延伸方向，第二加强肋的截面呈十字形；其结构简单，还可以保证大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的节点的刚度。

步骤402、两个所述第一节点板分别与所述环形板边焊接，参见图32所示，图中所示颜色较深的粗线为此焊接位置，该焊接与步骤401中第一加强肋与第二加强肋的焊接位于同一平面上。

步骤403、两个所述第二节点板相对的两边分别与两个所述第一节点板相对应的边焊接，两个所述第二节点板另一相对的两边分别与所述内管管体、所述环形板边焊接，参见图33所示，图中所示颜色较深的两条粗线为此焊接位置。该步骤将外露的第一加强肋通过第二节点板封上，进一步提高了大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的节点的刚度；还使内管的内部基本与外部空气隔离，降低了内管内部被腐蚀的风险。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置，其特征在于，包括屈曲约束支撑单元；所述屈曲约束支撑单元包括内管、外管和两个第一加强肋；

所述外管外套在所述内管上，且所述内管的两端分别对应伸出所述外管的两端；

所述外管与所述内管之间设置有填充层，且所述外管与所述内管固定连接；

所述内管的两端分别固设有所述两个第一加强肋，每个所述第一加强肋分别位于所述内管的内部，且每个所述第一加强肋沿所述内管的轴向延伸并延伸至所述外管的内部；

所述内管包括内管管体和多个节点板；所述多个节点板均位于所述外管的两端的外侧；

所述节点板包括第一节点板和第二节点板；

多个所述第一节点板和多个所述第二节点板能够沿所述内管管体的周向围接形成封闭的环形，且所述第一节点板和所述第二节点板间隔设置；

沿所述内管管体的轴向，多个所述第一节点板分别与所述内管管体的两端固定连接，多个所述第二节点板能够分别与所述内管管体的两端固定连接；

多个所述第一节点板分别与所述第一加强肋固定连接，多个所述第二节点板能够分别与所述第一加强肋固定连接；

所述内管管体与所述第一加强肋固定连接。

2.根据权利要求1所述的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置，其特征在于，还包括支撑连接单元；所述屈曲约束支撑单元的所述内管的两端能够分别与两个所述支撑连接单元固定连接；

所述支撑连接单元用于连接所述屈曲约束支撑单元与结构构件。

3.根据权利要求2所述的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置，其特征在于，所述支撑连接单元包括两个相互平行的第一连接板，还包括两个相互平行的连接加劲板；其中，两个所述连接加劲板固设在两个所述第一连接板之间，且所述第一连接板的板面垂直于所述连接加劲板的板面；

两个所述第一连接板的板边和两个所述连接加劲板的板边形成环形板边；所述环形板边与所述内管相应的端面配合固定连接。

4.根据权利要求3所述的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置，其特征在于，两个所述第一连接板和两个所述连接加劲板采用的材料的强度分别高于所述内管采用的材料的强度。

5.根据权利要求3所述的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置，其特征在于，所述支撑连接单元还包括第二加强肋，所述第二加强肋沿垂直于所述环形板边的方向延伸；

所述第二加强肋固设在两个所述第一连接板之间，且两个所述第一连接板和/或两个所述连接加劲板与所述第二加强肋固定连接；

所述第二加强肋与所述第一加强肋能够固定连接。

6.根据权利要求5所述的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置，其特征在于，所述环形板边为矩形；所述第二加强肋与所述第一加强肋均为十字形加强肋；

所述内管、所述外管和所述两个第一加强肋的材料均为钢材；两个所述第一连接板和两个所述连接加劲板的材质均为钢板；

所述两个第一加强肋焊接在所述内管内部；所述连接加劲板焊接在所述第一连接板上。

7.一种如权利要求2所述的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的安装方法，其特征在于，所述安装方法包括：

步骤100、加工制作所述屈曲约束支撑单元和所述支撑连接单元，运输至施工现场；

步骤200、在施工现场的结构构件上确定对应于固定两个所述支撑连接单元的安装位置，固定安装两个所述支撑连接单元；

步骤300、所述屈曲约束支撑单元吊装就位；

步骤400、所述内管的两端分别与两个所述支撑连接单元固定连接。

8.根据权利要求7所述的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的安装方法，其特征在于，所述步骤400中，所述支撑连接单元和所述内管采用的材质均为钢材；所述内管为矩形管，所述内管的两端的端面分别焊接在两个所述支撑连接单元的相应端面上，形成两条环形焊缝；

其中，两个所述支撑连接单元采用的材料的强度分别高于所述内管采用的材料的强度。

9.根据权利要求7所述的大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的安装方法，其特征在于，所述支撑连接单元和所述内管采用的材质均为钢材；所述内管为矩形管；

所述内管包括内管管体和与所述内管管体两端连接的多个节点板；所述多个节点板均位于所述外管的两端的外侧；所述节点板包括第一节点板和第二节点板；

两个所述第一节点板和两个所述第二节点板能够沿所述内管管体的周向围接形成与所述内管相应的矩形管，且所述第一节点板和所述第二节点板间隔设置；

沿所述内管管体的轴向，所述内管管体的两端分别固定连接两个所述第一节点板；所述第一节点板和所述内管管体分别与所述第一加强肋固定连接；

所述支撑连接单元包括两个相互平行的第一连接板，还包括两个相互平行的连接加劲板；其中，两个所述连接加劲板固设在两个所述第一连接板之间，且所述第一连接板的板面垂直于所述连接加劲板的板面；两个所述第一连接板的板边和两个所述连接加劲板的板边形成环形板边；所述环形板边与所述内管相应的端面配合固定连接；

所述支撑连接单元还包括第二加强肋，所述第二加强肋沿垂直于所述环形板边的方向延伸；所述第二加强肋固设在两个所述第一连接板之间，且两个所述第一连接板和/或两个所述连接加劲板与所述第二加强肋固定连接；

所述步骤400中，所述内管与所述支撑连接单元固定连接具体包括：

步骤401、所述第一加强肋与所述第二加强肋焊接；

步骤402、两个所述第一节点板分别与所述环形板边焊接；

步骤403、两个所述第二节点板相对的两边分别与两个所述第一节点板相对应的边焊接，两个所述第二节点板另一相对的两边分别与所述内管管体、所述环形板边焊接。