CN107761981A - 压型钢板耗能防屈曲支撑 - Google Patents

Abstract

压型钢板耗能防屈曲支撑，包括外约束钢管，固定连接板，加强钢环，所述外约束钢管的内部设置核心受力钢板，核心受力钢板四周涂抹隔离层；外约束钢管短边方向上下的空隙中放入减震压型钢板，相邻的两个减震压型钢板内部形成空腔，空腔内注入耗能约束材料；外约束钢管的两端外表面设置加强钢环，外约束钢管的两端内部设置防老化密封层，防老化密封层外端面设置端板，端板的两侧分别焊接外约束钢管和固定连接板，固定连接板的中部两侧垂直设置加强肋，固定连接板上设置螺栓孔。本发明的有益效果为：采用隔离核心受力钢板的方式，延长核心受力钢板使用时长，隔离层具有防滑设置，提高核心受力钢板与外部结构的整体性。

Description

压型钢板耗能防屈曲支撑

技术领域

本发明涉及一种建筑结构的耗能支撑，特别是涉及一种压型钢板耗能防屈曲支撑。

背景技术

地震灾害具有突发性和毁灭性，严重威胁着人类生命、财产的安全。世界上每年发生破坏性地震近千次，一次大地震可造成上千亿美元的经济损失，导致几十万人死亡或严重伤残。我国地处世界上两个最活跃的地震带上，是遭受地震灾害最严重的国家之一，地震造成的人员伤亡居世界首位，经济损失也十分巨大。地震中建筑物的大量破坏与倒塌，是造成地震灾害的直接原因。地震发生时，地面振动引起结构的地震反应。对于基础固接于地面的建筑结构物，其反应沿着高度从下到上逐层放大。由于结构物某部位的地震反应加速度、速度或位移过大，使主体承重结构严重破坏甚至倒塌或虽然主体结构未破坏，但建筑饰面、装修或其它非结构配件等毁坏而导致严重损失或室内昂贵仪器、设备破坏导致严重的损失或次生灾害。为了避免上述灾害的发生，人们必须对结构体系的地震反应进行控制，并消除结构体系的“放大器”作用。

结构消能减振技术是把结构的某些非承重构件如支撑、剪力墙、连接件等设计成消能杆件，或在结构的某些部位层间空间、节点、连接缝等安装消能装置。在小风或小震时，这些消能杆件或消能装置和结构本身具有足够的侧向刚度以满足使用要求，结构处于弹性状态当出现大震或大风时，随着结构侧向变形的增大，消能构件或消能装置率先开始工作，产生较大阻尼，大量消耗输入结构的地震或风振能量，使结构的动能或弹性势能等能量转化成热能等形式耗散掉，迅速衰减结构的地震或风振反应位移、速度、加速度等，使主体结构避免出现明显的非弹性状态，保护主体结构及构件在强震或大风中免遭破坏。因为地震等原因传输给建筑结构的外部能量，是结构产生振动的根源，所以在结构中设置耗能装置，增加耗能量，将会减少结构的振动反应。将消能部件用于支撑中可形成各种耗能支撑，如交叉支撑、斜撑支撑、形支撑等。现有的BRB耗能支撑存在一些问题，制作过于复杂，施工效率低，约束混凝土因容易被压碎而失去了约束与防屈曲作用，致使其耗能能力大幅降低。因此，耗能支撑制造工艺，耗能性能等仍需要进一步改进。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种屈曲防屈曲耗能支撑，采用有效隔离的方式，避免约束混凝土破坏，以提高其耗能能力。本发明能够减少建筑结构的地震反应，对建筑结构起到很好的保护作用。

本发明采用的技术方案如下：

压型钢板耗能防屈曲支撑，包括外约束钢管（1），固定连接板（2），加强钢环（3），螺栓孔（4），加强肋（5），核心受力钢板（6），隔离层（7），减震压型钢板（8），耗能约束材料（9），防老化密封层（10），端板（11）；所述外约束钢管（1）的内部设置核心受力钢板（6），核心受力钢板（6）四周涂抹隔离层（7）；外约束钢管（1）内壁与核心受力钢板（6）的上下部之间形成空隙，空隙中设置减震压型钢板（8），相邻的两个减震压型钢板（8）内部形成空腔，空腔内注入耗能约束材料（9）；外约束钢管（1）的两端与加强钢环（3）相连，外约束钢管（1）的两端内部设置防老化密封层（10），防老化密封层（10）外端面设置端板（11），端板（11）的两侧分别焊接外约束钢管（1）和固定连接板（2），固定连接板（2）的中部两侧垂直设置加强肋（5），固定连接板（2）上设置螺栓孔（4）。

其中，所述的外约束钢管（1）的几何中心与核心受力钢板（6）的几何中心重合。

其中，所述的外约束钢管（1）与加强钢环（3）通过螺纹连接，加强钢环（3）的内表面及外约束钢管（1）与之对应的外表面分别设置对应的螺栓纹。

其中，所述的隔离层（7）内部为防滑结构。

其中，所述的相邻的减震压型钢板（8）凸点对应凸点，凹点对应凹点，紧密排列布置。

其中，所述的耗能约束材料（9）采用大刚度的耗能混凝土材料，起到粘结作用，使外约束钢管（1）以及核心受力钢板（6）连接为一体。

其中，所述的端板（11）的截面尺寸与外约束钢管（1）的内边长一致。

其中，所述的减震压型钢板（8）的宽度小于外约束钢管（1）的宽度5-10mm，外约束钢管（1）的纵向长度等于减震压型钢板（8）的纵向长度与两个防老化密封层（10）的纵向长度之和。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：采用隔离核心受力钢板的方式，延长核心受力钢板使用时长，隔离层具有防滑设置，提高核心受力钢板与外部结构的整体性。减震压型钢板避免约束材料的破坏，显著提升整体结构的耗能能力，具有耗能能力强、加工简单、安装方便等优点，使结构拥有良好的抗震性能、延性和滞回耗能能力。

附图说明

图1为本发明压型钢板耗能防屈曲支撑的结构图。

图2 为图1 的A-A 剖面图。

图3 为图1 的B-B 剖面图。

图4 为图1 的左视图。

图中：1为外约束钢管，2为固定连接板，3为加强钢环，4为螺栓孔，5为加强肋，6为核心受力钢板，7为隔离层，8为减震压型钢板，9为耗能约束材料，10为防老化密封层，11为端板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

如图1-4所示，压型钢板耗能防屈曲支撑，包括外约束钢管1，固定连接板2，加强钢环3，螺栓孔4，加强肋5，核心受力钢板6，隔离层7，减震压型钢板8，耗能约束材料9，防老化密封层10，端板11，核心受力钢板6四周涂抹隔离层7，隔离层7内部为防滑结构；外约束钢管1套在核心受力钢板6外，使核心受力钢板6的几何中心与外约束钢管1的几何中心重合，在外约束钢管1弱轴方向，即外约束钢管1短边方向的空隙中放入减震压型钢板8，相邻的减震压型钢板8凸点对应凸点，凹点对应凹点，紧密排列布置，相邻的两个减震压型钢板8内部形成空腔，在空腔内注入耗能约束材料9，外约束钢管1与核心受力钢板6之间的空隙中也注入耗能约束材料9，外约束钢管1两端通过螺纹与加强钢环3相连，加强钢环3内表面及外约束钢管1与之对应的外表面分别设置对应的螺栓纹；外约束钢管1两端内部设置防老化密封层10，防老化密封层10外部设置端板11，端板11两侧分别焊接外约束钢管1和固定连接板2，固定连接板2的垂直方向设置加强肋5，固定连接板2上设置螺栓孔4。端板11截面尺寸与外约束钢管1内边长一致。

如图3所示，外约束钢管1内壁与核心受力钢板6的上下两条短边所在的水平线之间形成空隙，在矩形空隙中放入减震压型钢板8，相邻的两个减震压型钢板8凹点对应凹点，凸点对应凸点，相邻的两个减震压型钢板8的凹点紧密接触且内部形成空腔，空腔内注入耗能约束材料9，外约束钢管1与核心受力钢板6之间的空隙中也注入耗能约束材料9。

减震压型钢板8变形能力强，可以提高结构耗能能力，且减震压型钢板8的表面积较大，增加了和耗能约束材料9的接触面积，使粘结更为牢靠。减震压型钢板8横截面长度比外约束钢管1横截面边长短5-10mm，外约束钢管1的纵向长度为a，减震压型钢板8的纵向长度为b，防老化密封层10的纵向长度为c，他们之间的尺寸关系满足a=b+2c。耗能约束材料9起到粘结作用，提高结构整体性，使外约束钢管以及核心受力钢板连接一体，推荐采用大刚度的耗能混凝土或类似材料，提高结构耗能能力。耗能约束材料9为橡胶混凝土或类似材料。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.压型钢板耗能防屈曲支撑，其特征在于：包括外约束钢管（1），固定连接板（2），加强钢环（3），螺栓孔（4），加强肋（5），核心受力钢板（6），隔离层（7），减震压型钢板（8），耗能约束材料（9），防老化密封层（10），端板（11），所述外约束钢管（1）的内部设置核心受力钢板（6），核心受力钢板（6）四周涂抹隔离层（7）；外约束钢管（1）内壁与核心受力钢板（6）的上下部之间形成空隙，空隙中设置减震压型钢板（8），相邻的两个减震压型钢板（8）内部形成空腔，空腔内注入耗能约束材料（9）；外约束钢管（1）的两端与加强钢环（3）相连，外约束钢管（1）的两端内部设置防老化密封层（10），防老化密封层（10）外端面设置端板（11），端板（11）的两侧分别焊接外约束钢管（1）和固定连接板（2），固定连接板（2）的中部两侧垂直设置加强肋（5），固定连接板（2）上设置螺栓孔（4）。

2.根据权利要求1所述的压型钢板耗能防屈曲支撑，其特征在于：所述的外约束钢管（1）的几何中心与核心受力钢板（6）的几何中心重合。

3.根据权利要求1所述的压型钢板耗能防屈曲支撑，其特征在于：所述的外约束钢管（1）与加强钢环（3）通过螺纹连接，加强钢环（3）的内表面及外约束钢管（1）与之对应的外表面分别设置对应的螺栓纹。

4.根据权利要求1所述的压型钢板耗能防屈曲支撑，其特征在于：所述的隔离层（7）内部为防滑结构。

5.根据权利要求1所述的压型钢板耗能防屈曲支撑，其特征在于：所述的相邻的减震压型钢板（8）凸点对应凸点，凹点对应凹点，紧密排列布置。

6.根据权利要求1所述的压型钢板耗能防屈曲支撑，其特征在于：所述的耗能约束材料（9）采用大刚度的耗能混凝土材料，起到粘结作用，使外约束钢管（1）以及核心受力钢板（6）连接为一体。

7.根据权利要求1所述的压型钢板耗能防屈曲支撑，其特征在于：所述的端板（11）的截面尺寸与外约束钢管（1）的内边长一致。

8.根据权利要求5所述的压型钢板耗能防屈曲支撑，其特征在于：所述的减震压型钢板（8）的宽度小于外约束钢管（1）的宽度5-10mm，外约束钢管（1）的纵向长度等于减震压型钢板（8）的纵向长度与两个防老化密封层（10）的纵向长度之和。