CN114197672A - 防屈曲约束支撑结构 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种防屈曲约束支撑结构，包括芯材和包覆于芯材外侧的约束构件，还包括过渡连接件和连接耳板，其中，芯材为横截面为圆形的钢棒，芯材端部外表面设置有丝扣，过渡连接件第一端面中心部位沿轴线方向开设有两段式结构的阶梯形盲孔，阶梯形盲孔内段的内表面上设置有与芯材端部外表面丝扣相适配的丝扣，过渡连接件与芯材螺纹连接后阶梯形盲孔外段与芯材之间填充粘结材料，连接耳板设置在过渡连接件上。本发明实施例提供的方案，采用横截面为圆形的钢棒作为芯材，能够减少材料损耗和加工成本；过渡连接件与芯材采用螺纹和粘结材料的复合连接结构，可对芯材端部起到过渡和连接作用，力学性能稳定可靠。
Description
技术领域
本发明涉及减震技术领域，特别是涉及一种防屈曲约束支撑结构。
背景技术
地震具有极强的破坏性，是威胁人类生命和财产安全的重大自然灾害之一。为了提高工程结构抵御地震灾害的能力，保障人民生命安全，减小人民财产损失，采取有效的减震措施是工程结构防灾减灾领域的重要发展方向。
提高工程结构抵抗地震灾害能力的有效措施之一是在结构中设置耗能原件来吸收和耗散地震输入能量，进而减小主体结构的地震损伤，确保结构安全。
防屈曲约束支撑结构作为新型耗能元件，其典型的构造是由耗散地震能量的芯材和为芯材提供约束与支撑的约束构件组成；芯材和约束构件之间无粘结，确保二者分别工作，芯材独自承担轴力并有效耗能。
相关技术中，芯材一般采用钢板或型钢经过切割、焊接等工艺加工而成，为了充分发挥芯材的耗能性能，同时避免机械加工对芯材疲劳性能的不利影响，需要再利用切、削、割等减材加工工艺在芯材的两端增大截面过渡段，然而在加工制作过程中会产生大量加工废料，不利于成本控制。
发明内容
针对上述问题，本发明实施例提供了一种防屈曲约束支撑结构。
本发明实施的一方面，提供了一种防屈曲约束支撑结构，包括芯材和包覆于芯材外侧的约束构件，还包括过渡连接件和连接耳板，其中，芯材为横截面为圆形的钢棒，芯材端部外表面设置有丝扣，过渡连接件第一端面中心部位沿轴线方向开设有两段式结构的阶梯形盲孔，阶梯形盲孔内段的内表面上设置有与芯材端部外表面丝扣相适配的丝扣，过渡连接件与芯材螺纹连接后阶梯形盲孔外段与芯材之间填充粘结材料，连接耳板设置在过渡连接件上。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于：采用横截面为圆形的钢棒作为芯材，以此来替代钢板或型钢，能够减少由于切割等加工环节所造成的材料损耗和加工成本；过渡连接件与芯材采用螺纹和粘结材料的复合连接结构，整体受力过程中，由于填充的粘结材料的粘结以及其本身的变形作用，使得芯材内部受力会有一个逐步减小的渐变过程，当力传递到过渡连接件后段螺纹连接起始点位置时，此处芯材受力减小到可接受范围，并且应力集中不明显。这种用于防屈曲耗能支撑的全新传力方式，相较于纯螺纹连接或者焊接具有更高的抗疲劳性能，并且力学性能稳定可靠；此外防屈曲约束支撑在经历地震的往复作用后，粘结材料会发生一定程度累积损伤甚至失效，此时施加一定的力旋松螺纹即可以将芯材和过渡连接件脱离便于拆卸替换。
可选的，过渡连接件的横截面为圆形，过渡连接件的第二端外侧面设有丝扣，连接耳板包括支座以及固定在支座上的连接环，支座上与连接环相异的侧面上沿轴线方向开设有螺纹孔，支座与过渡连接件螺纹连接。
可选的，过渡连接件的横截面为矩形，连接耳板包括翼板和腹板，腹板一侧边与翼板中部固定形成T字形结构，过渡连接件的每一侧面上固定有一个连接耳板。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种防屈曲约束支撑结构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种过渡连接件的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的第一种过渡耳板的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的第二种过渡耳板的结构示意图。
其中，芯材1、约束构件2、过渡连接件3、连接耳板4、阶梯形盲孔5、粘结材料6、支座7、连接环8、翼板9、腹板10。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参见图1、图2、图3和图4，本发明实施例提供的一种防屈曲约束支撑结构，包括芯材1和包覆于芯材1外侧的约束构件2，还包括过渡连接件3和连接耳板4，其中，芯材1为横截面为圆形的钢棒，芯材1端部外表面设置有丝扣，过渡连接件3第一端面中心部位沿轴线方向开设有两段式结构的阶梯形盲孔5，阶梯形盲孔5内段的内表面上设置有与芯材1端部外表面丝扣相适配的丝扣，过渡连接件3与芯材1螺纹连接后阶梯形盲孔5外段与芯材之间填充粘结材料6，连接耳板4设置在过渡连接件3上。
在实施中，约束构件2可以为中空结构，内部填充混凝土、水泥砂浆或高强灌浆料等其他类似材料；约束构件2还可以采用内径比钢棒大1-3mm，具有一定厚度的圆钢管，此种实现方式不需要内部填充；约束构件2对芯材1提供垂直于芯材轴线方向的与约束力，确保芯材1在受到轴向作用力时的稳定性和耗能能力；芯材1采用圆钢或钢筋制作。
粘结材料6能够提高过渡连接件3和芯材1之间的结合能力，并减小丝扣连接处的应力，从而提高连接处的抗疲劳性能，粘结材料可以采用水泥基高强灌浆料、植筋胶等材料；其中外段的长度需要根据连接的抗疲劳性能确定，其长度应能够保证在支撑受到设计载荷作用时外段与内段交界处芯材的应力不大于满足支撑产品所规定疲劳性能的界限应力。
一种实现方式中，过渡连接件3的横截面为圆形，过渡连接件3的第二端外侧面设有丝扣，连接耳板4包括支座7以及固定在支座7上的连接环8，支座7上与连接环8相异的侧面上沿轴线方向开设有螺纹孔，支座7与过渡连接件3螺纹连接；在实施中，支座和连接环可以采用一体铸造成型结构。
另一种实现方式中，过渡连接件3的横截面为矩形，连接耳板4包括翼板9和腹板10，腹板10一侧边与翼板9中部固定形成T字形结构，过渡连接件3的每一侧面上固定有一个连接耳板4，在实施中，腹板10上开设有固定孔，用于与工程结构固定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种防屈曲约束支撑结构，包括芯材和包覆于芯材外侧的约束构件，其特征在于，还包括过渡连接件和连接耳板，其中，芯材为横截面为圆形的钢棒，芯材端部外表面设置有丝扣，过渡连接件第一端面中心部位沿轴线方向开设有两段式结构的阶梯形盲孔，阶梯形盲孔内段的内表面上设置有与芯材端部外表面丝扣相适配的丝扣，过渡连接件与芯材螺纹连接后阶梯形盲孔外段与芯材之间填充粘结材料，连接耳板设置在过渡连接件上。
2.如权利要求1所述的防屈曲约束支撑结构，其特征在于，过渡连接件的横截面为圆形，过渡连接件的第二端外侧面设有丝扣，连接耳板包括支座以及固定在支座上的连接环，支座上与连接环相异的侧面上沿轴线方向开设有螺纹孔，支座与过渡连接件螺纹连接。
3.如权利要求1所述的防屈曲约束支撑结构，其特征在于，过渡连接件的横截面为矩形，连接耳板包括翼板和腹板，腹板一侧边与翼板中部固定形成T字形结构，过渡连接件的每一侧面上固定有一个连接耳板。
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