CN109518830A - 防屈曲耗能支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明一种防屈曲耗能支撑结构,属于建筑结构振动控制领域。结构主体是由连接板、拉压保护限位挡板和端部封板围成，在围成的结构中设置内置耗能钢板、弧形耗能板和圆形软钢摩擦耗能筒；内置耗能钢板、弧形耗能板、拉压保护限位挡板、端部封板的左右两侧均和连接板固定连接，在连接板外端设置安装板。有益效果是整体结构缓冲能力强、受力稳定且均匀、耗能体系稳固，有经济性能好、加工简单、安装方便等优点，采用有效隔离方式，分离效果优异，避免高阻尼混凝土破坏，能使结构拥有良好抗震性能、延性和滞回耗能能力，在有承载危险的地方应设置防屈曲耗能支撑结构，对建筑结构振动控制领域十分有意义。

Description

防屈曲耗能支撑结构

技术领域

本发明属于建筑结构振动控制领域，特别是涉及一种防屈曲耗能支撑结构。

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，一次大地震可引起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。目前研究开发的防屈曲耗能构件的约束混凝土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，一些耗能构件制造工艺，耗能性能等仍需要进一步改进。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种防屈曲耗能支撑结构，采用有效隔离方式，分离效果优异，避免高阻尼混凝土破坏，能使结构拥有良好抗震性能、延性和滞回耗能能力。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种防屈曲耗能支撑结构，包括内置耗能钢板、弧形耗能板、连接板、拉压保护限位挡板、安装板、螺孔、拉压协调限位螺栓、锁紧螺母、内设椭圆孔、耗能肋、圆形软钢摩擦耗能筒、高阻尼混凝土和端部封板；结构主体是由连接板、拉压保护限位挡板和端部封板围成，在围成的结构中设置内置耗能钢板、弧形耗能板和圆形软钢摩擦耗能筒；圆形软钢摩擦耗能筒设置在内置耗能钢板和弧形耗能板之间，采用拉压协调限位螺栓和锁紧螺母将内置耗能钢板、弧形耗能板、拉压保护限位挡板和圆形软钢摩擦耗能筒连接；内置耗能钢板、弧形耗能板、拉压保护限位挡板、端部封板的左右两侧均和连接板固定连接，在连接板外端设置安装板，安装板上等间距设置螺孔，在整个结构内部空腔设置高阻尼混凝土；在内置耗能钢板上设置内设椭圆孔，在相邻内设椭圆孔之间设置耗能肋。

进一步地，所述内置耗能钢板、弧形耗能板和圆形软钢摩擦耗能筒采用低屈服点钢板。

进一步地，所述内置耗能钢板、弧形耗能板、拉压保护限位挡板、端部封板左右两侧均采用焊接和连接板连接。

进一步地，所述高阻尼混凝土是在普通混凝土中添加阻尼材料，阻尼材料采用羧基丁苯胶乳、聚酯纤维、石墨或硅粉等中的一种或多种，其体积比为5~8%。

有益效果：

本发明的有益效果是整体结构缓冲能力强、受力稳定且均匀、耗能体系稳固，具有经济性能好、加工简单、安装方便等优点，采用有效隔离的方式，分离效果优异，避免高阻尼混凝土破坏，能使结构拥有良好抗震性能、延性和滞回耗能能力；采用的内置耗能钢板、弧形耗能板、圆形软钢摩擦耗能筒能够相互协调而对高阻尼混凝土挤压消耗能量，无明显应力集中现象，设置的拉压保护限位挡板可有效控制结构整体变形程度和屈服能力；本发明出于对保护现有的建筑结构、防屈曲耗能控制等多方面潜在危险的考虑，在有承载危险的地方应设置防屈曲耗能支撑结构加以保护，对建筑结构振动控制领域建设十分有意义。

附图说明

图1为本发明防屈曲耗能支撑结构正视示意图。

图2为本发明防屈曲耗能支撑结构侧视示意图。

图3为本发明防屈曲耗能支撑结构俯视示意图。

图4为图3的A-A剖面示意图。

图5为本发明中内置耗能钢板的示意图。

图中：1为内置耗能钢板；2为弧形耗能板；3为连接板；4为拉压保护限位挡板；5为安装板；6为螺孔；7为拉压协调限位螺栓；8为锁紧螺母；9为内设椭圆孔；10为耗能肋；11为圆形软钢摩擦耗能筒；12为高阻尼混凝土；13为端部封板。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

如图1~图5所示，一种防屈曲耗能支撑结构，结构主体是由连接板3、拉压保护限位挡板4和端部封板13围成，在围成的结构中设置内置耗能钢板1、弧形耗能板2和圆形软钢摩擦耗能筒11；圆形软钢摩擦耗能筒11设置在内置耗能钢板1和弧形耗能板2之间，采用拉压协调限位螺栓7和锁紧螺母8将内置耗能钢板1、弧形耗能板2、拉压保护限位挡板4和圆形软钢摩擦耗能筒11连接；内置耗能钢板1、弧形耗能板2、拉压保护限位挡板4、端部封板13的左右两侧均和连接板3固定连接，在连接板3外端设置安装板5，安装板5上等间距设置螺孔6，在整个结构内部空腔设置高阻尼混凝土12；在内置耗能钢板1上设置内设椭圆孔9，在相邻内设椭圆孔9之间设置耗能肋10。所述内置耗能钢板1、弧形耗能板2和圆形软钢摩擦耗能筒11采用低屈服点钢板。所述内置耗能钢板1、弧形耗能板2、拉压保护限位挡板4、端部封板13左右两侧均采用焊接和连接板3连接。所述高阻尼混凝土12是在普通混凝土中添加阻尼材料，阻尼材料采用羧基丁苯胶乳、聚酯纤维、石墨或硅粉等中的一种或多种，其体积比为5%。

实施例2

一种防屈曲耗能支撑结构，结构主体是由连接板3、拉压保护限位挡板4和端部封板13围成，在围成的结构中设置内置耗能钢板1、弧形耗能板2和圆形软钢摩擦耗能筒11；圆形软钢摩擦耗能筒11设置在内置耗能钢板1和弧形耗能板2之间，采用拉压协调限位螺栓7和锁紧螺母8将内置耗能钢板1、弧形耗能板2、拉压保护限位挡板4和圆形软钢摩擦耗能筒11连接；内置耗能钢板1、弧形耗能板2、拉压保护限位挡板4、端部封板13的左右两侧均和连接板3固定连接，在连接板3外端设置安装板5，安装板5上等间距设置螺孔6，在整个结构内部空腔设置高阻尼混凝土12；在内置耗能钢板1上设置内设椭圆孔9，在相邻内设椭圆孔9之间设置耗能肋10。所述内置耗能钢板1、弧形耗能板2和圆形软钢摩擦耗能筒11采用低屈服点钢板。所述内置耗能钢板1、弧形耗能板2、拉压保护限位挡板4、端部封板13左右两侧均采用焊接和连接板3连接。所述高阻尼混凝土12是在普通混凝土中添加阻尼材料，阻尼材料采用羧基丁苯胶乳、聚酯纤维、石墨或硅粉等中的一种或多种，其体积比为6.5%。

实施例3

一种防屈曲耗能支撑结构，结构主体是由连接板3、拉压保护限位挡板4和端部封板13围成，在围成的结构中设置内置耗能钢板1、弧形耗能板2和圆形软钢摩擦耗能筒11；圆形软钢摩擦耗能筒11设置在内置耗能钢板1和弧形耗能板2之间，采用拉压协调限位螺栓7和锁紧螺母8将内置耗能钢板1、弧形耗能板2、拉压保护限位挡板4和圆形软钢摩擦耗能筒11连接；内置耗能钢板1、弧形耗能板2、拉压保护限位挡板4、端部封板13的左右两侧均和连接板3固定连接，在连接板3外端设置安装板5，安装板5上等间距设置螺孔6，在整个结构内部空腔设置高阻尼混凝土12；在内置耗能钢板1上设置内设椭圆孔9，在相邻内设椭圆孔9之间设置耗能肋10。所述内置耗能钢板1、弧形耗能板2和圆形软钢摩擦耗能筒11采用低屈服点钢板。所述内置耗能钢板1、弧形耗能板2、拉压保护限位挡板4、端部封板13左右两侧均采用焊接和连接板3连接。所述高阻尼混凝土12是在普通混凝土中添加阻尼材料，阻尼材料采用羧基丁苯胶乳、聚酯纤维、石墨或硅粉等中的一种或多种，其体积比为8%。

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 (4)

1.一种防屈曲耗能支撑结构，包括内置耗能钢板(1)、弧形耗能板(2)、连接板(3)、拉压保护限位挡板(4)、安装板(5)、螺孔(6)、拉压协调限位螺栓(7)、锁紧螺母(8)、内设椭圆孔(9)、耗能肋(10)、圆形软钢摩擦耗能筒(11)、高阻尼混凝土(12)和端部封板(13)，其特征在于：

防屈曲耗能支撑结构的结构中，结构主体是由连接板(3)、拉压保护限位挡板(4)和端部封板(13)围成，在围成的结构中设置内置耗能钢板(1)、弧形耗能板(2)和圆形软钢摩擦耗能筒(11)；圆形软钢摩擦耗能筒(11)设置在内置耗能钢板(1)和弧形耗能板(2)之间，采用拉压协调限位螺栓(7)和锁紧螺母(8)将内置耗能钢板(1)、弧形耗能板(2)、拉压保护限位挡板(4)和圆形软钢摩擦耗能筒(11)连接；内置耗能钢板(1)、弧形耗能板(2)、拉压保护限位挡板(4)、端部封板(13)的左右两侧均和连接板(3)固定连接，在连接板(3)外端设置安装板(5)，安装板(5)上等间距设置螺孔(6)，在整个结构内部空腔设置高阻尼混凝土(12)；在内置耗能钢板(1)上设置内设椭圆孔(9)，在相邻内设椭圆孔(9)之间设置耗能肋(10)。

2.根据权利要求1所述一种防屈曲耗能支撑结构，其特征在于：所述内置耗能钢板(1)、弧形耗能板(2)和圆形软钢摩擦耗能筒(11)采用低屈服点钢板。

3.根据权利要求1所述一种防屈曲耗能支撑结构，其特征在于：所述内置耗能钢板(1)、弧形耗能板(2)、拉压保护限位挡板(4)、端部封板(13)左右两侧均采用焊接和连接板(3)连接。

4.根据权利要求1所述一种防屈曲耗能支撑结构，其特征在于：所述高阻尼混凝土(12)是在普通混凝土中添加阻尼材料，阻尼材料采用羧基丁苯胶乳、聚酯纤维、石墨或硅粉等中的一种或多种，其体积比为5~8%。