CN108301675A - 一种侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑 - Google Patents

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李帼昌
张洪恩
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    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
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Abstract

本发明公开了一种侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，属于土木工程技术领域。包括铝合金内芯，平行设置在其上下两侧的上下约束板，和平行设置在其左右两侧的环形垫块,上下约束板的两端分别设置有半十字形连接板，半十字形连接板通过高强螺栓将铝合金内芯固定连接在中间，上下约束板的两侧通过高强螺栓将环形垫块固定连接在中间，环形垫块的厚度大于铝合金内芯的厚度，使内芯和约束板之间形成侧面可检视的间隙。本发明可以减轻结构自重，可用于空间长度比较大的区域；因支撑侧面有较大间隙，可在支撑未拆卸的状态下通过间隙对内芯平面进行检查；该支撑采用装配式，拆卸和组装方便，震后可对内芯检视和更换，经济效益及社会效益突出。

Description

一种侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑
技术领域
本发明涉及土木工程领域，尤其涉及一种侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑。
背景技术
地震作为一种常见的自然灾害，每一次的发生都给人类带来巨大的灾难与痛苦。传统的结构抗震方法是通过提高结构本身的强度和刚度来抵御地震作用，同时利用结构的延性，即结构本身的塑性变形，来消耗地震输入的能量。这种消极的抗震对策是不可取的。因此，研究经济有效的抗震措施具有十分重要的意义。
防屈曲支撑是一种非常有效的消能减震装置，其不仅在小震下能够给结构提供附加刚度、减小结构变形，而且大震下能够屈服耗散地震能量，从而保护主体结构，起到损伤控制的作用，震后可以对防屈曲支撑构件进行替换，因此便于震后修复。防屈曲支撑的使用还可使梁柱截面减小，降低结构自重。由于其能够提供良好的耗能能力以及制作方便、质量容易保证等优点受到了广泛欢迎并已经被大量应用。
目前屈曲约束支撑大多都是以钢材作为耗能核芯部件，对铝合金作为核芯耗能部件的研究少之又少，铝合金自重轻、耐腐蚀、易加工、取材方便，屈服荷载较低，能较早进入塑性耗能状态，应变硬化现象十分明显，滞回环面积较大，是一种优异的耗能材料。
发明内容
本发明针对传统屈曲约束支撑的不足，提出了一种侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，其自重轻，构造简单，可现场装配，易于制作和产业化生产，震后可对芯材检视和更换，且有着较好的耗能减震效果。
本发明采用的技术方案为：提供一种侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，包括铝合金内芯，平行设置在该铝合金内芯上下两侧的上约束板和下约束板，和平行设置在该铝合金内芯左右两侧的环形垫块,铝合金内芯侧面中间设有半螺纹孔状的限位孔，所述上约束板和下约束板的两端分别设置有半十字形连接板，所述半十字形连接板通过高强螺栓将铝合金内芯固定连接在中间，上约束板和下约束板的两侧通过高强螺栓将环形垫块固定连接在中间，所述环形垫块的厚度大于铝合金内芯的厚度，使内芯和约束板之间形成侧面可检视的间隙，且内芯的侧面和环形垫块之间设有一定距离，使轴向也形成可检视的间隙。
进一步的，所述上约束板和下约束板上设有与限位孔对应的螺栓孔，所述螺栓孔及限位孔通过螺栓连接将铝合金内芯固定。
进一步的，所述上约束板和下约束板均为水平板，其一侧表面均垂直设置有两条纵向加强筋。
进一步的，所述半十字形连接板由两块L形角形板件通过螺栓连接构成。
进一步的，所述铝合金内芯的耗能区采用开洞处理。
进一步的，所述铝合金内芯和约束板之间不使用粘接材料。
进一步的，所述铝合金内芯由铝合金制成，其余均为钢材。
进一步的，所述铝合金可选型号为A5083,A6061，钢材可选型号为Q345、Q235。
进一步的，所述铝合金内芯、端部连接螺栓、中间限位螺栓上均喷涂有SPUA材料或其他绝缘材料。
本发明的有益效果：本发明描述的侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，采用上下约束板及左右环形垫板通过高强螺栓连接并将核芯板包裹在中间，可以为支撑提供较大的抗弯刚度以及约束核芯板的横向变形，支撑在受到往复荷载时可以快速进入塑性耗能状态，更大程度的消耗地震能量，而且核心板是由铝合金制作，在一定程度上可以减轻结构自重，可用于空间长度比较大的区域。因支撑侧面有较大间隙，故可在支撑未拆卸的状态下通过间隙对内芯平面进行检查。该支撑采用装配式，拆卸和组装方便，震后可对内芯检视和更换，经济效益及社会效益突出。
附图说明
图1为支撑整体轴侧分解图
图2为支撑立体示意图
图3为支撑主视图
图4为支撑俯视图
图5为图3中沿A-A线的剖视图
图6为图4中沿C-C线的剖视图
图7为图4中沿B-B线的剖视图
其中：1、铝合金内芯，2、上约束板，3、下约束板，4、十字形连接板，5、环形垫块，6、高强螺栓，7、限位孔。
具体实施方式
下面结合图1-7，详细说明本专利的实施方式。
本发明一种侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，包括由型号为A5083制成的一字型铝合金内芯1，为中间窄两头宽的截面形式，平行设置在该铝合金内芯1上下两侧的上约束板2和下约束板3，和平行设置在该铝合金内芯1左右两侧的环形垫块5,所述铝合金内芯1侧面中间设有半螺纹孔状的限位孔7，约束板与限位孔7相对应的位置开有螺栓孔，螺栓穿过限位孔及螺栓孔将核心板固定住，可以避免芯板与约束板之间在反复荷载下纵向的相对运动。所述上约束板2和下约束板3的两端分别设置有半十字形连接板4，所述半十字形连接板4通过高强螺栓将铝合金内芯1固定连接在中间，所述上约束板2和下约束板3的两侧通过高强螺栓6将环形垫块5固定连接在中间，在两个约束板之间设置环形垫块，以方便螺栓连接以及从侧面对内芯检视。所述环形垫块5的厚度大于铝合金内芯1的厚度，使内芯和约束板之间形成侧面可检视的间隙，且内芯的侧面和环形垫块5之间设有一定距离，使轴向也形成可检视的间隙。
上述半十字形连接板4通过螺栓将铝合金内芯1和约束板连接，使铝合金内芯1的两端分别成十字形状结构，该十字形状结构是由四块L形角形板通过高强螺栓连接组成。
上述上约束板2和下约束板3为一字型的水平约束板，每块约束板的外表面垂直设置有两条纵向加强筋，为支撑提供更大的抗弯和抗扭刚度以及对核心板足够的约束力。
上述铝合金内芯1与约束板之间不使用粘结材料，主要由于芯材失稳后所需侧向支撑力较小，故芯板与约束板之间摩擦力也较小，于是构造更加简单，可不使用粘结材料。
上述只有内芯使用铝合金，其余均为钢材，所述铝合金可选型号为A5083,A6061，钢材可选型号为Q345、Q235等。
上述铝合金内芯1和所有螺栓上均喷涂SPUA材料或其他绝缘材料，以避免钢材与铝合金之间的电位腐蚀。铝合金内芯1耗能区采用开洞处理，以“芯板中部削弱相当于端部加强”为理念，以避免加劲肋端部芯板首先破坏，使核心板耗能区充分耗能。
本发明所述一种侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，其工作时，在受到地震等灾害时，该支撑核心板1可以快速进入塑性耗能状态，防止局部发生屈曲破坏，约束板2及环形垫块5包裹着核心板1，防止核心板1发生整体屈曲破坏，使得约束板2和环形垫块5只起到约束核心板1横向变形的作用，并不与核心板1共同承受外部传来的荷载。
在受拉过程中，核心板1受拉变形，与普通支撑的力学性能基本一致，且同时通过中部限位螺栓4带动约束板2和环形垫块5发生位移，在受压过程中，核心板1受压变形，带动约束板2和环形垫块5发生位移，由于约束板2和环形垫块5的存在，核心板1只发生屈服却不发生屈曲或只发生多波小幅屈曲破坏，变形稳定，具有良好的耗能减震效果。
应当指出，对于本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。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，其特征在于：包括铝合金内芯(1)，平行设置在该铝合金内芯(1)上下两侧的上约束板(2)和下约束板(3)，和平行设置在该铝合金内芯(1)左右两侧的环形垫块(5),所述铝合金内芯(1)侧面中间设有半螺纹孔状的限位孔(7)，所述上约束板(2)和下约束板(3)的两端分别设置有半十字形连接板(4)，所述半十字形连接板(4)通过高强螺栓将铝合金内芯(1)固定连接在中间，所述上约束板(2)和下约束板(3)的两侧通过高强螺栓(6)将环形垫块(5)固定连接在中间，所述环形垫块(5)的厚度大于铝合金内芯(1)的厚度，使内芯和约束板之间形成侧面可检视的间隙，且内芯的侧面和环形垫块(5)之间设有一定距离，使轴向也形成可检视的间隙。
2.根据权利要求1所述的侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，其特征在于：所述上约束板(2)和下约束板(3)上设有与限位孔(7)对应的螺栓孔，所述螺栓孔及限位孔(7)通过螺栓连接将铝合金内芯(1)固定。
3.根据权利要求1所述的侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，其特征在于：所述上约束板(2)和下约束板(3)均为水平板，其一侧表面均垂直设置有两条纵向加强筋。
4.根据权利要求1所述的侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，其特征在于：所述半十字形连接板(4)由两块L形角形板件通过螺栓连接构成。
5.根据权利要求1所述的侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，其特征在于：所述铝合金内芯(1)的耗能区采用开洞处理。
6.根据权利要求1所述的侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，其特征在于：所述铝合金内芯(1)和约束板之间不使用粘接材料。
7.根据权利要求1-6任一项所述的侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，其特征在于：所述铝合金内芯(1)由铝合金制成，其余均为钢材。
8.根据权利要求7所述的侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，其特征在于：所述铝合金可选型号为A5083,A6061，钢材可选型号为Q345、Q235。
9.根据权利要求1所述的侧面可检视的铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，其特征在于：所述铝合金内芯(1)、端部连接螺栓、中间限位螺栓上均喷涂有SPUA材料或其他绝缘材料。
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