CN109944343B - 一种三角形截面高效耗能支撑 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三角形截面高效耗能支撑，第一开孔钢板的下端面固定于第一内部传力钢板的表面，第二开孔钢板的上端面固定于第一开孔钢板的一侧面上，第三开孔钢板的上端面固定于第一开孔钢板的另一侧面上，第一开孔钢板与第二开孔钢板之间固定有第二内部传力钢板及第一外部传力钢板，第一开孔钢板与第三开孔钢板之间固定有第三内部传力钢板及第二外部传力钢板，第二开孔钢板与第三开孔钢板之间固定有第三外部传力钢板，其中，第一内部传力钢板、第二内部传力钢板及第三内部传力钢板组成内部三角形传力套筒，第一外部传力钢板、第二外部传力钢板及第三外部传力钢板之间组成外部三角形传力套筒，该支撑耗能能力及延性优良，且屈服位移较小。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效耗能支撑，具体涉及一种三角形截面高效耗能支撑。
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，传统的防屈曲支撑屈服位移较大，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，提供了一种三角形截面高效耗能支撑，该支撑耗能能力及延性优良，且屈服位移较小。
为达到上述目的，本发明所述的三角形截面高效耗能支撑包括第一开孔钢板、第二开孔钢板、第三开孔钢板、第一内部传力钢板、第一端板及第二端板；
第一开孔钢板的下端面固定于第一内部传力钢板的表面，第二开孔钢板的上端面固定于第一开孔钢板的一侧面上，第三开孔钢板的上端面固定于第一开孔钢板的另一侧面上，第一开孔钢板与第二开孔钢板之间固定有第二内部传力钢板及第一外部传力钢板，第一开孔钢板与第三开孔钢板之间固定有第三内部传力钢板及第二外部传力钢板，第二开孔钢板与第三开孔钢板之间固定有第三外部传力钢板，其中，第一内部传力钢板、第二内部传力钢板及第三内部传力钢板组成内部三角形传力套筒，第一外部传力钢板、第二外部传力钢板及第三外部传力钢板之间组成外部三角形传力套筒，第一端板与第一内部传力钢板的右端面、第一开孔钢板的右端面、第二开孔钢板的右端面及第三开孔钢板的右端面固定连接，第二端板与第一开孔钢板的左端面、第二开孔钢板的左端面、第三开孔钢板的左端面及外部传力套筒的左端面相连接；
第一开孔钢板上开设有若干第一通孔，第二开孔钢板上开设有第二通孔，第三开孔钢板上开设有第三通孔，各第一通孔、各第二通孔及各第三通孔均位于内部三角形传力套筒与外部三角形传力套筒之间。
内部三角形传力套筒与外部三角形传力套筒之间固定有若干限位钢板。
各第一通孔沿轴向依次设置有第一开孔钢板上，各第二通孔沿轴向依次设置有第二开孔钢板上，各第三通孔沿轴向依次设置有第三开孔钢板上。
所述第一开孔钢板由左到右依次分为第一钢板段、第二钢板段、第三钢板段及第四钢板段，其中，第一钢板段的右端面设置有梯形凹槽，第二钢板段固定于所述梯形凹槽的下侧，各第一通孔开设有第二钢板段，第三钢板段为梯形结构，第四钢板段为矩形结构，第一内部传力钢板的右端套接于第三钢板段及第四钢板段上，第一内部传力钢板的其他位置固定于第二钢板段的上端面上，第一内部传力钢板的端部正对所述梯形凹槽。
第二开孔钢板及第三开孔钢板由左到右依次分为第五钢板段、第六钢板段及第七钢板段，其中，第五钢板段及第七钢板段上与第六钢板段相连接的一侧均为直角梯形结构，第六钢板段为矩形结构，且第二通孔位于第二开孔钢板的第七钢板段上，第三通孔位于第三开孔钢板的第七钢板段上；
第一钢板段正对第五钢板段，第二钢板段正对第六钢板段，第七钢板段正对第三钢板段及第四钢板段；
第三钢板段、第四钢板段及第七钢板段位于外部三角形传力套筒外；
第二钢板段及第六钢板段位于内部三角形传力套筒内。
第一端板与第四钢板段及第七钢板段之间固定有第一加劲肋；
第二端板与第一外部传力钢板及第二外部传力钢板之间固定有第二加劲肋。
第一端板及第二端板上均设置有螺栓孔。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的三角形截面高效耗能支撑在具体操作时，第一开孔钢板、第二开孔钢板及第三开孔钢板组成耗能构件，所述耗能构件上固定有内部三角形传力套筒及外部三角形传力套筒，第一开孔钢板上沿轴向开设有若干第一通孔，第二开孔钢板上沿轴向开设有若干第二通孔，第三开孔钢板上沿轴向开设有第三通孔，且第一通孔、第二通孔及第三通孔位于内部三角形传力套筒与外部三角形传力套筒之间，从而使得第一通孔、第二通孔及第三通孔所在区域形成剪切变形段，在耗散地震能量的过程中，通过内部三角形传力套筒及外部三角形传力套筒进行能量的传力，通过剪切变形段进行耗散能量变形，由于剪切变形段的宽度较小，因此更容易达到屈服，耗能能力及延性优良，从而使得该支撑具有较小的屈服位置，从而能够在混凝土构件发生破坏之前发生屈服，以消耗能量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A-A方向的截面图；
图3为图1中B-B方向的截面图；
图4为图1中C-C方向的截面图；
图5为第一开孔钢板11的结构示意图；
图6为第二开孔钢板12的结构示意图。
其中，11为第一开孔钢板、12为第二开孔钢板、13为第三开孔钢板、21为第一内部传力钢板、22为第二内部传力钢板、23为第三内部传力钢板、3为第一加劲肋、4为第一端板、51为第一外部传力钢板、52为第二外部传力钢板、53为第三外部传力钢板、6为第二端板、7为第二加劲肋、8为限位钢板、91为第一钢板段、92为第二钢板段、93为第三钢板段、94为第四钢板段、95为第五钢板段、96为第六钢板段、97为第七钢板段。
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至图6，本发明所述的三角形截面高效耗能支撑包括第一开孔钢板11、第二开孔钢板12、第三开孔钢板13、第一内部传力钢板21、第一端板4及第二端板6；第一开孔钢板11的下端面固定于第一内部传力钢板21的表面，第二开孔钢板12的上端面固定于第一开孔钢板11的一侧面上，第三开孔钢板13的上端面固定于第一开孔钢板11的另一侧面上，第一开孔钢板11与第二开孔钢板12之间固定有第二内部传力钢板22及第一外部传力钢板51，第一开孔钢板11与第三开孔钢板13之间固定有第三内部传力钢板23及第二外部传力钢板52，第二开孔钢板12与第三开孔钢板13之间固定有第三外部传力钢板53，其中，第一内部传力钢板21、第二内部传力钢板22及第三内部传力钢板23组成内部三角形传力套筒，第一外部传力钢板51、第二外部传力钢板52及第三外部传力钢板53之间组成外部三角形传力套筒，第一端板4与第一内部传力钢板21的右端面、第一开孔钢板11的右端面、第二开孔钢板12的右端面及第三开孔钢板13的右端面固定连接，第二端板6与第一开孔钢板11的左端面、第二开孔钢板12的左端面、第三开孔钢板13的左端面及外部传力套筒的左端面相连接；第一开孔钢板11上开设有若干第一通孔，第二开孔钢板12上开设有第二通孔，第三开孔钢板13上开设有第三通孔，各第一通孔、各第二通孔及各第三通孔均位于内部三角形传力套筒与外部三角形传力套筒之间。
内部三角形传力套筒与外部三角形传力套筒之间固定有若干限位钢板8；各第一通孔沿轴向依次设置有第一开孔钢板11上，各第二通孔沿轴向依次设置有第二开孔钢板12上，各第三通孔沿轴向依次设置有第三开孔钢板13上。
所述第一开孔钢板11由左到右依次分为第一钢板段91、第二钢板段92、第三钢板段93及第四钢板段94，其中，第一钢板段91的右端面设置有梯形凹槽，第二钢板段92固定于所述梯形凹槽的下侧，各第一通孔开设有第二钢板段92，第三钢板段93为梯形结构，第四钢板段94为矩形结构，第一内部传力钢板21的右端套接于第三钢板段93及第四钢板段94上，第一内部传力钢板21的其他位置固定于第二钢板段92的上端面上，第一内部传力钢板21的端部正对所述梯形凹槽。
第二开孔钢板12及第三开孔钢板13由左到右依次分为第五钢板段95、第六钢板段95及第七钢板段97，其中，第五钢板段95及第七钢板段97上与第六钢板段96相连接的一侧均为直角梯形结构，第六钢板段95为矩形结构，且第二通孔位于第二开孔钢板12的第七钢板段97上，第三通孔位于第三开孔钢板13的第七钢板段97上；第一钢板段91正对第五钢板段95，第二钢板段92正对第六钢板段95，第七钢板段97正对第三钢板段93及第四钢板段94；第三钢板段93、第四钢板段94及第七钢板段97位于外部三角形传力套筒外；第二钢板段92及第六钢板段95位于内部三角形传力套筒内。
第一端板4与第四钢板段94及第七钢板段97之间固定有第一加劲肋3；第二端板6与第一外部传力钢板51及第二外部传力钢板52之间固定有第二加劲肋7；第一端板4及第二端板6上均设置有螺栓孔。
第一通孔、第二通孔及第三通孔位于内部三角形传力套筒与外部三角形传力套筒之间，从而使得第一通孔、第二通孔及第三通孔所在区域形成剪切变形段，在耗散地震能量的过程中，通过内部三角形传力套筒及外部三角形传力套筒进行能量的传力，在实际操作时，通过调整剪切变形段的宽度及长度，以满足不同的变形耗能要求。
Claims (4)
1.一种三角形截面高效耗能支撑，其特征在于，包括第一开孔钢板(11)、第二开孔钢板(12)、第三开孔钢板(13)、第一内部传力钢板(21)、第一端板(4)及第二端板(6)；
第一开孔钢板(11)的下端面固定于第一内部传力钢板(21)的表面，第二开孔钢板(12)的上端面固定于第一开孔钢板(11)的一侧面上，第三开孔钢板(13)的上端面固定于第一开孔钢板(11)的另一侧面上，第一开孔钢板(11)与第二开孔钢板(12)之间固定有第二内部传力钢板(22)及第一外部传力钢板(51)，第一开孔钢板(11)与第三开孔钢板(13)之间固定有第三内部传力钢板(23)及第二外部传力钢板(52)，第二开孔钢板(12)与第三开孔钢板(13)之间固定有第三外部传力钢板(53)，其中，第一内部传力钢板(21)、第二内部传力钢板(22)及第三内部传力钢板(23)组成内部三角形传力套筒，第一外部传力钢板(51)、第二外部传力钢板(52)及第三外部传力钢板(53)之间组成外部三角形传力套筒，第一端板(4)与第一内部传力钢板(21)的右端面、第一开孔钢板(11)的右端面、第二开孔钢板(12)的右端面及第三开孔钢板(13)的右端面固定连接，第二端板(6)与第一开孔钢板(11)的左端面、第二开孔钢板(12)的左端面、第三开孔钢板(13)的左端面及外部传力套筒的左端面相连接；
第一开孔钢板(11)上开设有若干第一通孔，第二开孔钢板(12)上开设有第二通孔，第三开孔钢板(13)上开设有第三通孔，各第一通孔、各第二通孔及各第三通孔均位于内部三角形传力套筒与外部三角形传力套筒之间；
内部三角形传力套筒与外部三角形传力套筒之间固定有若干限位钢板(8)；
所述第一开孔钢板(11)由左到右依次分为第一钢板段(91)、第二钢板段(92)、第三钢板段(93)及第四钢板段(94)，其中，第一钢板段(91)的右端面设置有梯形凹槽，第二钢板段(92)固定于所述梯形凹槽的下侧，各第一通孔开设有第二钢板段(92)，第三钢板段(93)为梯形结构，第四钢板段(94)为矩形结构，第一内部传力钢板(21)的右端套接于第三钢板段(93)及第四钢板段(94)上，第一内部传力钢板(21)固定于第二钢板段(92)的上端面上，第一内部传力钢板(21)的端部正对所述梯形凹槽；
第二开孔钢板(12)及第三开孔钢板(13)由左到右依次分为第五钢板段(95)、第六钢板段(96)及第七钢板段(97)，其中，第五钢板段(95)及第七钢板段(97)上与第六钢板段(96)相连接的一侧均为直角梯形结构，第六钢板段(96)为矩形结构，且第二通孔位于第二开孔钢板(12)的第七钢板段(97)上，第三通孔位于第三开孔钢板(13)的第七钢板段(97)上；
第一钢板段(91)正对第五钢板段(95)，第二钢板段(92)正对第六钢板段(96)，第七钢板段(97)正对第三钢板段(93)及第四钢板段(94)；
第三钢板段(93)、第四钢板段(94)及第七钢板段(97)位于外部三角形传力套筒外；
第二钢板段(92)及第六钢板段(96)位于内部三角形传力套筒内。
2.根据权利要求1所述的三角形截面高效耗能支撑，其特征在于，各第一通孔沿轴向依次设置有第一开孔钢板(11)上，各第二通孔沿轴向依次设置有第二开孔钢板(12)上，各第三通孔沿轴向依次设置有第三开孔钢板(13)上。
3.根据权利要求1所述的三角形截面高效耗能支撑，其特征在于，第一端板(4)与第四钢板段(94)及第七钢板段(97)之间固定有第一加劲肋(3)；
第二端板(6)与第一外部传力钢板(51)及第二外部传力钢板(52)之间固定有第二加劲肋(7)。
4.根据权利要求1所述的三角形截面高效耗能支撑，其特征在于，第一端板(4)及第二端板(6)上均设置有螺栓孔。
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