CN111042324B - 一种可更换内芯的装配式防屈曲支撑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可更换内芯的装配式防屈曲支撑，包括：内约束件，耗能内芯板，耗能内芯板为两个，且两个耗能内芯板对称可拆卸连接在内约束件前后侧；外约束件，外约束件套设在内约束件和耗能内芯板外周侧，且外约束件与耗能内芯板可拆卸连接；端部连接件，端部连接件为两个，且两个端部连接件分别可拆卸连接在外约束件两端。因主体结构的节点板与端部连接件相连接，而不是与耗能内芯板直接相连，便于对震后产生损伤的耗能内芯板进行拆除更换，并且内约束件、耗能内芯板、外约束件、端部连接件均为可拆卸连接，便于震后拆除内约束件和外约束件完成对耗能芯板的损伤检测，并且可现场装配，生产周期短、成本低。

Description

一种可更换内芯的装配式防屈曲支撑

技术领域

本发明涉及建筑结构耗能支撑技术领域，更具体的说是涉及一种可更换内芯的装配式防屈曲支撑。

背景技术

防屈曲支撑是一种兼具普通支撑及金属阻尼器双重功能的新型支撑，它既可以在小震下给主体结构提供抗侧刚度和强度，又可以在大震时利用其自身的塑性变形消耗地震能量，减少甚至避免结构的破坏，因此得到了广泛的工程应用。并且随着防屈曲支撑工程应用的增加以及相关研究的进步，各种高性能防屈曲支撑不断出现，然而，目前应用较多的防屈曲支撑仍存在以下问题：

1、整体更换造成严重浪费：对于设计合理的防屈曲支撑，其在地震发生后仅耗能元件发生损伤或断裂，其余元件应保持弹性，但是在实际工程中，由于构造原因只能对传统的防屈曲支撑整体进行更换，这无疑是一种巨大的浪费，也不符合当前提倡的绿色建筑的设计理念。

2、拆除及更换元件困难：地震作用下，防屈曲支撑的耗能元件无可避免的会产生无法恢复的塑性变形或断裂，进而需要对其进行检测甚至拆除更换。但是对于传统的防屈曲支撑，很难在保证不损坏约束单元的前提下完成对耗能元件的损伤检测；而在拆除更换耗能元件时也会存在很多困难，例如，防屈曲支撑与节点板采用焊接连接，更换耗能元件必然对节点产生不利影响；即使支撑与节点板采用螺栓或销轴连接，大震下防屈曲支撑的连接段仍可能发生整体失稳，即支撑端部可能发生较大的弯曲变形，进而导致难以对支撑进行拆除更换。

3、生产及加工周期长、质量不易保证：传统的钢管混凝土约束式防屈曲支撑需在完成混凝土浇筑后至少养护7天方能进行后续安装，且浇筑时易对粘贴于耗能元件外的无粘结材料造成损伤，即约束单元与耗能元件间的间隙很难保证。

因此，如何提供一种能够有利于减少地震导致的建筑物损伤及破坏程度，便于对震后产生损伤的耗能元件进行拆除更换，避免建筑材料的浪费且生产周期短、易于施工安装、质量易于保证的可更换内芯的装配式防屈曲支撑，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，针对以上问题，本发明提出了一种能够有利于减少地震导致的建筑物损伤及破坏程度，便于对震后产生损伤的耗能元件进行拆除更换，避免建筑材料的浪费且生产周期短、易于施工安装、质量易于保证的可更换内芯的装配式防屈曲支撑。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可更换内芯的装配式防屈曲支撑，包括：

内约束件，

耗能内芯板，所述耗能内芯板为两个，且两个所述耗能内芯板对称可拆卸连接在所述内约束件前后侧；

外约束件，所述外约束件套设在所述内约束件和所述耗能内芯板外周侧，且所述外约束件与所述耗能内芯板可拆卸连接；

端部连接件，所述端部连接件为两个，且两个所述端部连接件分别可拆卸连接在所述外约束件两端。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种可更换内芯的装配式防屈曲支撑，因主体结构的节点板与端部连接件相连接，而不是与耗能内芯板直接相连，便于对震后产生损伤的耗能内芯板进行拆除更换，并且内约束件、耗能内芯板、外约束件、端部连接件均为可拆卸连接，便于震后拆除内约束件和外约束件完成对耗能芯板的损伤检测。同时，全部构件可在加工厂完成生产后运到施工现场装配，相比于传统支撑重量更轻，减少了运输、安装、施工成本。

进一步的，所述内约束件前后侧中部分别与两个所述耗能内芯板中部可拆卸连接。

进一步的，所述内约束件前后侧中部分别与两个所述耗能内芯板中部通过第一连接螺栓可拆卸连接。

进一步的，所述外约束件靠近其端部位置与所述耗能内芯板靠近其端部位置可拆卸连接。

进一步的，所述外约束件包括两组扣合件，两组所述扣合件设置在所述内约束件和所述耗能内芯板外周侧；其中，一组所述扣合件一端与另一组所述扣合件一端间隔设置，一组所述扣合件靠近其另一端的位置与另一组所述扣合件靠近其另一端的位置分别与所述耗能内芯板靠近其两端的位置可拆卸连接；两组所述扣合件另一端分别与两个所述端部连接件可拆卸连接。

进一步的，两组所述扣合件均包括上下布置的两个几字形板，两个所述几字形板称且扣合在所述内约束件和所述耗能内芯板的上下侧，且两个所述几字形板在扣合位置可拆卸连接；其中，一组所述扣合件中的所述几字形板的一端与另一组所述扣合件中的所述几字形板一端间隔设置，一组所述扣合件中的所述几字形板靠近其另一端的位置与另一组所述扣合件中的所述几字形板靠近其另一端的位置分别与所述耗能内芯板靠近其两端位置可拆卸连接；两个所述端部连接件分别可拆卸连接在每组所述扣合件中的两个所述几字形板另一端。

进一步的，两个所述几字形板在扣合位置通过第二连接螺栓可拆卸连接；所述几字形板与所述耗能内芯板通过第三连接螺栓可拆卸连接。

进一步的，所述耗能内芯板远离所述内约束件的一侧且靠近其两端位置均焊接固定有水平加强肋，所述水平加强肋所述耗能内芯板垂直布置，且所述水平加强肋通过所述第二连接螺栓夹设连接在两个所述几字形板之间。水平加强肋可提高耗能内芯板端部的强度。

进一步的，还包括垫板，所述垫板夹设在两个所述几字形板之间，且远离所述水平加强肋设置。该垫板作用是找平，并且提高外约束件的整体性和稳定性。

进一步的，两个所述端部连接件均包括：第一连接板和第二连接板，所述第一连接板上下侧分别间隔固定连接有所述第二连接板，且所述第一连接板与所述第二连接板垂直布置；所述第一连接板两侧夹设在两个所述几字形板之间，且通过所述第二连接螺栓可拆卸连接，所述第二连接板与所述几字形板通过第三连接螺栓可拆卸连接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的一种可更换内芯的装配式防屈曲支撑的分解结构示意图。

图2附图为装配内约束件与耗能芯板时的分解结构示意图。

图3附图为装配内约束件与耗能芯板后的结构示意图。

图4附图为装配外约束件时的分解结构示意图。

图5附图为装配外约束件后的结构示意图。

图6附图几字形板之间夹设水平加强肋和垫板时的结构示意图。

图7附图为装配端部连接件时的分解结构示意图。

图8附图为装配端部连接件后的结构示意图。

图9附图为图8中A-A截面图。

图10附图为图8中B-B截面图。

图11附图为图8中C-C截面图。

图12附图为图8中D-D截面图

其中：1-内约束件，2-耗能内芯板，21-连接段，22-耗能段，3-外约束件，31-扣合件，311-几字形板，4-端部连接件，41-第一连接板，42-第二连接板，5-第一连接螺栓，6-第二连接螺栓，7-第三连接螺栓，8-水平加强肋，9-垫板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种可更换内芯的装配式防屈曲支撑，包括：

内约束件1，

耗能内芯板2，耗能内芯板2为两个，且两个耗能内芯板2对称可拆卸连接在内约束件1前后侧；

外约束件3，外约束件3套设在内约束件1和耗能内芯板2外周侧，且外约束件3与耗能内芯板2可拆卸连接；

端部连接件4，端部连接件4为两个，且两个端部连接件4分别可拆卸连接在外约束件3两端。

内约束件1前后侧中部分别与两个耗能内芯板2中部可拆卸连接。

内约束件1前后侧中部分别与两个耗能内芯板2中部通过第一连接螺栓5可拆卸连接。

外约束件3靠近其端部位置与耗能内芯板2靠近其端部位置可拆卸连接。

外约束件3包括两组扣合件31，两组扣合件31设置在内约束件1和耗能内芯板2外周侧；其中，一组扣合件31一端与另一组扣合件31一端间隔设置，一组扣合件31靠近其另一端的位置与另一组扣合件31靠近其另一端的位置分别与耗能内芯板2靠近其两端的位置可拆卸连接；两组扣合件31另一端分别与两个端部连接件4可拆卸连接。

两组扣合件31均包括上下布置的两个几字形板311，两个几字形板311对称且扣合在内约束件1和耗能内芯板2的上下侧，且两个几字形板311在扣合位置可拆卸连接；其中，一组扣合件31中的几字形板311的一端与另一组扣合件31中的几字形板311一端间隔设置，一组扣合件31中的几字形板311靠近其另一端的位置与另一组扣合件31中的几字形板311靠近其另一端的位置分别与耗能内芯板2靠近其两端位置可拆卸连接；两个端部连接件4分别可拆卸连接在每组扣合件31中的两个几字形板311另一端。

两个几字形板311在扣合位置通过第二连接螺栓6可拆卸连接；几字形板311与耗能内芯板2通过第三连接螺栓7可拆卸连接。

耗能内芯板2远离内约束件1的一侧且靠近其两端位置均焊接固定有水平加强肋8，水平加强肋8与耗能内芯板2垂直布置，且水平加强肋8通过第二连接螺栓6夹设连接在两个几字形板311之间。

可更换内芯的装配式防屈曲支撑还包括垫板9，垫板9夹设在两个几字形板311之间，且远离水平加强肋8设置。

两个端部连接件4均包括：第一连接板41和第二连接板42，第一连接板41上下侧分别间隔固定连接有第二连接板42，且第一连接板41与第二连接板42垂直布置；第一连接板41两侧夹设在两个几字形板311之间，且通过第二连接螺栓6可拆卸连接，第二连接板42与几字形板311通过第三连接螺栓7可拆卸连接。

其中，本发明还可采用以下具体实施例：

耗能内芯板2可为一字型芯板，包括两个连接段21和耗能段22，耗能段22两端一体连接有连接段21，并且耗能内芯板2两端及中部采用变截面处理，变截面采用弧形加工，避免应力集中；耗能内芯板两端焊有水平加强肋；

外约束件1可采用矩形钢管，设计时长度应大于耗能内芯板长度；

几字形板可由槽钢及钢板焊接而成，或用钢板压制而成，其沿支撑纵向的边缘开有若干孔洞，每两个几字形板组成一个扣合件。并且扣合件装配好后，应保证耗能内芯板与外约束件之间，以及与内约束件之间均应留有1～3mm的间隙，该间隙填充有无粘结材料，无粘结材料可为润滑油，目的是减小防屈曲支撑工作时耗能内芯板与内约束件及外约束件之间的摩擦力，并且无需浇筑混凝土，因此可避免传统的钢管混凝土约束式防屈曲支撑需要浇筑混凝土，易对粘贴于耗能元件外的无粘结材料造成损伤的问题，使得防屈曲支撑质量易于保证。并且两个扣合件相对间隔距离应大于1.2倍的防屈曲支撑设计的变形量，以保证支撑工作时两扣合件之间不发生挤压接触。

垫板为一字型钢板，其厚度及宽度与水平加强肋相同，其长度一端与几字形板端部齐平，另一端应保证在组装完成后不与水平加强肋接触。该垫板作用是找平，并且提高外约束件的整体性、稳定性。

端部连接件插入到两个几字形板之间，并分别通过第二连接螺栓和第三连接螺栓与几字形板连接，完成防屈曲支撑装配后，其端部连接件与主体结构的节点板焊接固定，以完成支撑的安装。

本发明的可更换内芯的装配式防屈曲支撑，优点如下：

1、主体结构的节点板不与耗能元件直接相连，避免了震后对耗能元件直接进行拆除的困难；

2、约束单元与耗能单元采用装配式构造，震后便于拆除约束单元完成对耗能单元的损伤检测；

3、全部构件均可采用低碳钢材料制作，且全部构件可在加工厂完成生产后运到施工现场装配，相比于传统支撑重量更轻，生产周期短，并且减少了运输、安装、施工成本；

4、耗能芯板与内约束件、外约束件之间的间隙易于保证，并且无需浇筑混凝土，可避免因浇筑混凝土易对粘贴于耗能元件外的无粘结材料造成损伤的问题，使得防屈曲支撑质量易于保证。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种可更换内芯的装配式防屈曲支撑，其特征在于，包括：

内约束件(1)；

耗能内芯板(2)，所述耗能内芯板(2)为两个，且两个所述耗能内芯板(2)对称可拆卸连接在所述内约束件(1)前后侧；

外约束件(3)，所述外约束件(3)套设在所述内约束件(1)和所述耗能内芯板(2)外周侧，且所述外约束件(3)与所述耗能内芯板(2)可拆卸连接；

端部连接件(4)，所述端部连接件(4)为两个，且两个所述端部连接件(4)分别可拆卸连接在所述外约束件(3)两端；

所述外约束件(3)靠近其端部位置与所述耗能内芯板(2)靠近其端部位置可拆卸连接；

所述外约束件(3)包括两组扣合件(31)，两组所述扣合件(31)设置在所述内约束件(1)和所述耗能内芯板(2)外周侧；其中，一组所述扣合件(31)一端与另一组所述扣合件(31)一端间隔设置，一组所述扣合件(31)靠近其另一端的位置与另一组所述扣合件(31)靠近其另一端的位置分别与所述耗能内芯板(2)靠近其两端的位置可拆卸连接；两组所述扣合件(31)另一端分别与两个所述端部连接件(4)可拆卸连接；

所述扣合件(31)均包括上下布置的两个几字形板(311)，两个所述几字形板(311)对称且扣合在所述内约束件(1)和所述耗能内芯板(2)的上下侧，且两个所述几字形板(311)在扣合位置可拆卸连接；其中，一组所述扣合件(31)中的所述几字形板(311)的一端与另一组所述扣合件(31)中的所述几字形板(311)一端间隔设置，一组所述扣合件(31)中的所述几字形板(311)靠近其另一端的位置与另一组所述扣合件(31)中的所述几字形板(311)靠近其另一端的位置分别与所述耗能内芯板(2)靠近其两端位置可拆卸连接；两个所述端部连接件(4)分别可拆卸连接在每组所述扣合件(31)中的两个所述几字形板(311)另一端。

2.根据权利要求1所述的一种可更换内芯的装配式防屈曲支撑，其特征在于，所述内约束件(1)前后侧中部分别与两个所述耗能内芯板(2)中部可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种可更换内芯的装配式防屈曲支撑，其特征在于，所述内约束件(1)前后侧中部分别与两个所述耗能内芯板(2)中部通过第一连接螺栓(5)可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的一种可更换内芯的装配式防屈曲支撑，其特征在于，两个所述几字形板(311)在扣合位置通过第二连接螺栓(6)可拆卸连接；所述几字形板(311)与所述耗能内芯板(2)通过第三连接螺栓(7)可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的一种可更换内芯的装配式防屈曲支撑，其特征在于，所述耗能内芯板(2)远离所述内约束件(1)的一侧且靠近其两端位置均焊接固定有水平加强肋(8)，所述水平加强肋(8)与所述耗能内芯板(2)垂直布置，且所述水平加强肋(8)通过所述第二连接螺栓(6)夹设连接在两个所述几字形板(311)之间。

6.根据权利要求5所述的一种可更换内芯的装配式防屈曲支撑，其特征在于，还包括垫板(9)，所述垫板(9)夹设在两个所述几字形板(311)之间，且远离所述水平加强肋(8)设置。

7.根据权利要求6所述的一种可更换内芯的装配式防屈曲支撑，其特征在于，两个所述端部连接件(4)均包括：第一连接板(41)和第二连接板(42)，所述第一连接板(41)上下侧分别间隔固定连接有所述第二连接板(42)，且所述第一连接板(41)与所述第二连接板(42)垂直布置；所述第一连接板(41)两侧夹设在两个所述几字形板(311)之间，且通过所述第二连接螺栓(6)可拆卸连接，所述第二连接板(42)与所述几字形板(311)通过第三连接螺栓(7)可拆卸连接。

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