CN108360902B - 一种方形截面剪切型耗能支撑 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种方形截面剪切型耗能支撑，包括第一剪切耗能钢板、第二剪切耗能钢板及第三剪切耗能钢板，其中，第二剪切耗能钢板的端部与第一剪切耗能钢板的一侧面相连接，第三剪切耗能钢板的端部与第一剪切耗能钢板的另一侧面相连接，第一剪切耗能钢板与第二剪切耗能钢板及第三剪切耗能钢板组成×字型钢构件，该支撑屈服位移较小，可实现主体结构破坏前率先屈服的设计目标。

Description

一种方形截面剪切型耗能支撑
技术领域
本发明涉及一种耗能支撑，具体涉及一种方形截面剪切型耗能支撑。
背景技术
支撑是钢结构结构体系中的重要抗侧力构件，其受力以轴向力为主，故可当作二力杆。根据支撑受压后是否屈服，可分为普通支撑和屈曲约束支撑。
普通支撑受压可能发生弹性及弹塑性屈曲，迅速丧失承载能力，因此耗能能力较差。屈曲约束支撑主要由内部芯材、外部约束构件及无粘结滑移界面组成，强震作用时支撑不发生屈曲，具有优良的耗能能力和延性，显著降低主体结构的地震损伤。屈曲约束支撑必须克服自身弹性轴向变形才能达到屈服，因此屈服位移较大。
大量研究表明，传统的屈曲约束支撑屈服位移较大，布置在混凝土结构或钢-混凝土混合结构中时，难以在混凝土构件开裂之前首先发生屈服并耗散地震能量，当混凝土构件已经发生严重破坏时，屈曲约束支撑往往仍处于弹性状态。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种方形截面剪切型耗能支撑，该支撑屈服位移较小。
为达到上述目的，本发明所述的方形截面剪切型耗能支撑包括第一剪切耗能钢板、第二剪切耗能钢板及第三剪切耗能钢板，其中，第二剪切耗能钢板的端部与第一剪切耗能钢板的一侧面相连接，第三剪切耗能钢板的端部与第一剪切耗能钢板的另一侧面相连接，第一剪切耗能钢板与第二剪切耗能钢板及第三剪切耗能钢板组成×字型钢构件；
第一块内部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板的一侧及第二剪切耗能钢板的一侧面上，第二块内部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板的另一侧及第二剪切耗能钢板的另一侧面上；
第三块内部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板的一侧及第三剪切耗能钢板的一侧面上；第四块内部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板的另一侧及第三剪切耗能钢板的另一侧面上；
第一块外部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板的一侧及第二剪切耗能钢板的一侧面上，第二块外部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板的另一侧及第二剪切耗能钢板的另一侧面上；
第三块外部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板的一侧及第三剪切耗能钢板的一侧面上；第四块外部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板的另一侧及第三剪切耗能钢板的另一侧面上；
其中，四块内部传力钢板组成内部方形传力套筒；四块外部传力钢板组成外部方形传力套筒，外部方形传力套筒位于内部方形传力套筒的外侧，第一剪切耗能钢板上开设有若干第一通孔及若干第二通孔，第二剪切耗能钢板上开设有若干第三通孔，第三剪切耗能钢板上开设有若干第四通孔，其中，各第一通孔、各第二通孔、各第三通孔及各第四通孔均位于内部方形传力套筒与外部方形传力套筒之间。
各第一通孔开设于第一剪切耗能钢板的一侧，各第二通孔开设于第一剪切耗能钢板的另一侧。
各第一通孔、各第二通孔、各第三通孔及第四通孔均自上到下依次分布。
一个第一通孔对应一个第二通孔、一个第三通孔及一个第四通孔，且相对应的第一通孔、第二通孔、第三通孔及第四通孔的高度相同。
各内部传力钢板的上侧及各外部传力钢板的下侧均开设有安装螺栓孔。
各第一通孔、各第二通孔、各第三通孔及各第四通孔均为长圆孔。
内部方形传力套筒的下端与×字型钢构件的下端对齐，内部方形传力套筒的上端超出×字型钢构件外的部分用于连接主体结构，且每根内部传力钢板上端预留一个安装螺栓孔。
外部方形传力套筒的上端与×字型钢构件的上端对齐，外部方形传力套筒的下端超出×字型钢构件的部分用于连接主体结构，且每根外部传力钢板下端预留一个安装螺栓孔。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的方形截面剪切型耗能支撑在使用时，×字型钢构件上各第一通孔、各第二通孔、各第三通孔及各第四通孔之间的部分为剪切耗能段，在安装时，将待支撑的主体结构与内部方形传力套筒及外部方形传力套筒相连接，当在轴力作用下内部方形传力套筒与外部方形传力套筒发生轴向相对位移时，则迫使×字型钢构件上的剪切耗能段发生剪切变形，由于剪切耗能段的长度较小，容易达到屈服，从而减小整个支撑的屈服位移，可在多遇地震及基本烈度地震作用下达到屈服，实现支撑在主体结构破坏前率先屈服并耗散地震能量的目的。
进一步，各内部传力钢板的上侧及各外部传力钢板的下侧均开设有安装螺栓孔，便于安装。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的内部示意图；
图3为本发明中各内部传力钢板3的位置关系图；
图4为本发明中各外部传力钢板4的位置关系图。
其中，1为第一剪切耗能钢板、21为第二剪切耗能钢板、22为第三剪切耗能钢板、3为内部传力钢板、4为外部传力钢板、5为安装螺栓孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1、图2、图3及图4，本发明所述的方形截面剪切型耗能支撑包括第一剪切耗能钢板1、第二剪切耗能钢板21及第三剪切耗能钢板22，其中，第二剪切耗能钢板21的端部与第一剪切耗能钢板1的一侧面相连接，第三剪切耗能钢板22的端部与第一剪切耗能钢板1的另一侧面相连接，第一剪切耗能钢板1与第二剪切耗能钢板21及第三剪切耗能钢板22组成×字型钢构件；第一块内部传力钢板3的两端分别连接于第一剪切耗能钢板1的一侧及第二剪切耗能钢板21的一侧面上，第二块内部传力钢板3的两端分别连接于第一剪切耗能钢板1的另一侧及第二剪切耗能钢板21的另一侧面上；第三块内部传力钢板3的两端分别连接于第一剪切耗能钢板1的一侧及第三剪切耗能钢板22的一侧面上；第四块内部传力钢板3的两端分别连接于第一剪切耗能钢板1的另一侧及第三剪切耗能钢板22的另一侧面上；第一块外部传力钢板4的两端分别连接于第一剪切耗能钢板1的一侧及第二剪切耗能钢板21的一侧面上，第二块外部传力钢板4的两端分别连接于第一剪切耗能钢板1的另一侧及第二剪切耗能钢板21的另一侧面上；第三块外部传力钢板4的两端分别连接于第一剪切耗能钢板1的一侧及第三剪切耗能钢板22的一侧面上；第四块外部传力钢板4的两端分别连接于第一剪切耗能钢板1的另一侧及第三剪切耗能钢板22的另一侧面上；四块内部传力钢板3组成内部方形传力套筒；四块外部传力钢板4组成外部方形传力套筒，外部方形传力套筒位于内部方形传力套筒的外侧，第一剪切耗能钢板1上开设有若干第一通孔及若干第二通孔，第二剪切耗能钢板21上开设有若干第三通孔，第三剪切耗能钢板22上开设有若干第四通孔，其中，各第一通孔、各第二通孔、各第三通孔及各第四通孔均位于内部方形传力套筒与外部方形传力套筒之间。优选的，各第一通孔、各第二通孔、各第三通孔及各第四通孔均为长圆孔。各部件之间通过焊缝相连接。
需要说明的是，各内部传力钢板3的上侧及各外部传力钢板4的下侧均开设有安装螺栓孔5。
各第一通孔开设于第一剪切耗能钢板1的一侧，各第二通孔开设于第一剪切耗能钢板1的另一侧；各第一通孔、各第二通孔、各第三通孔及第四通孔均自上到下依次分布。
一个第一通孔对应一个第二通孔、一个第三通孔及一个第四通孔，且相对应的第一通孔、第二通孔、第三通孔及第四通孔的高度相同，对应第一通孔、第二通孔、第三通孔及第四通孔所在的位置组成一个剪切耗能段，因此在×字型钢构件上自上到下设置多个剪切耗能段，各剪切耗能段之间是并联关系，因此当某些剪切耗能段破坏后，其他剪切耗能段可以继续发挥连接的作用。另外，在工程设计时，可通过调整各通孔的长度及间距来控制剪切耗能段的尺寸，由于剪切耗能段的长度较短，容易达到屈服，因此支撑具有较小的屈服位移，实现主体结构破坏前率先屈服的设计目标。
内部方形传力套筒的下端与×字型钢构件的下端对齐，内部方形传力套筒的上端超出×字型钢构件外的部分用于连接主体结构，且每根内部传力钢板3上端预留一个安装螺栓孔；外部方形传力套筒的上端与×字型钢构件的上端对齐，外部方形传力套筒的下端超出×字型钢构件的部分用于连接主体结构，且每根外部传力钢板4下端预留一个安装螺栓孔。

Claims (8)

1.一种方形截面剪切型耗能支撑，其特征在于，包括第一剪切耗能钢板(1)、第二剪切耗能钢板(21)及第三剪切耗能钢板(22)，其中，第二剪切耗能钢板(21)的端部与第一剪切耗能钢板(1)的一侧面相连接，第三剪切耗能钢板(22)的端部与第一剪切耗能钢板(1)的另一侧面相连接，第一剪切耗能钢板(1)与第二剪切耗能钢板(21)及第三剪切耗能钢板(22)组成×字型钢构件；
第一块内部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板(1)的正面及第二剪切耗能钢板(21)的正面上，第二块内部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板(1)的正面及第二剪切耗能钢板(21)的反面上；
第三块内部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板(1)的反面及第三剪切耗能钢板(22)的正面上；第四块内部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板(1)的反面及第三剪切耗能钢板(22)的反面上；
第一块外部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板(1)的正面及第二剪切耗能钢板(21)的正面上，第二块外部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板(1)的正面及第二剪切耗能钢板(21)的反面上；
第三块外部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板(1)的反面及第三剪切耗能钢板(22)的正面上；第四块外部传力钢板的两端分别连接于第一剪切耗能钢板(1)的反面及第三剪切耗能钢板(22)的反面上；
其中，四块内部传力钢板(3)组成内部方形传力套筒；四块外部传力钢板(4)组成外部方形传力套筒，外部方形传力套筒位于内部方形传力套筒的外侧，第一剪切耗能钢板(1)上开设有若干第一通孔及若干第二通孔，第二剪切耗能钢板(21)上开设有若干第三通孔，第三剪切耗能钢板(22)上开设有若干第四通孔，其中，各第一通孔、各第二通孔、各第三通孔及各第四通孔均位于内部方形传力套筒与外部方形传力套筒之间。
2.根据权利要求1所述的方形截面剪切型耗能支撑，其特征在于，各第一通孔开设于第一剪切耗能钢板(1)的左侧，各第二通孔开设于第一剪切耗能钢板(1)的右侧。
3.根据权利要求1所述的方形截面剪切型耗能支撑，其特征在于，各第一通孔、各第二通孔、各第三通孔及第四通孔均自上到下依次分布。
4.根据权利要求1所述的方形截面剪切型耗能支撑，其特征在于，一个第一通孔对应一个第二通孔、一个第三通孔及一个第四通孔，且相对应的第一通孔、第二通孔、第三通孔及第四通孔的高度相同。
5.根据权利要求1所述的方形截面剪切型耗能支撑，其特征在于，各内部传力钢板(3)的上侧及各外部传力钢板(4)的下侧均开设有安装螺栓孔(5)。
6.根据权利要求1所述的方形截面剪切型耗能支撑，其特征在于，各第一通孔、各第二通孔、各第三通孔及各第四通孔均为长圆孔。
7.根据权利要求2所述的方形截面剪切型耗能支撑，其特征在于，内部方形传力套筒的下端与×字型钢构件的下端对齐，内部方形传力套筒的上端超出×字型钢构件外的部分用于连接主体结构，且每根内部传力钢板(3)上端预留一个安装螺栓孔。
8.根据权利要求1所述的方形截面剪切型耗能支撑，其特征在于，外部方形传力套筒的上端与×字型钢构件的上端对齐，外部方形传力套筒的下端超出×字型钢构件的部分用于连接主体结构，且每根外部传力钢板(4)下端预留一个安装螺栓孔。
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