CN116044033A - 一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑，包括外套筒和吊耳，所述外套筒的上端焊接有吊耳；还包括；外套筒，内部呈空心状设置，且外套筒的内部与二阶屈服芯板相贴合，并且二阶屈服芯板的右端与剪切耗能板的内侧呈固定连接。该新型双阶屈服的屈曲约束支撑安装有剪切耗能板，当剪切耗能板拉伸达到设计位移时，便会与挡板接触，此时挡板便起到限制形变的作用，二阶屈服芯板起到刚性支撑作用；当剪切耗能板压缩达到设计位移时，便会与连接箱体的端板接触，此时连接箱体便起到限制形变的作用，双阶屈服屈曲约束支撑整体起到刚性支撑作用，此过程为一阶变形，从而达到提升了在大震中抗震的效果。

Description

一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑
技术领域
本发明涉及屈曲约束支撑技术领域，具体为一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑。
背景技术
我国为地震多发区，全国一半以上的城市位于地震基本烈度7度及7度以上地区，6度及6度以上地区占国土面积的79％，全国地震设防区面积占国土面积的60％以上。因此加快建筑工程的减隔震技术具有重要的意义和现实需求。随着2021年9月1日《建设工程抗震管理条例》的施行，进一步加快高烈度区地区的减隔震“强制性”要求，管理条例由过去鼓励性的关键词更换为“应当采用”的强制性用词，同时拓宽了减隔震应用领域，由原来的“学校和医院”向“养老机构”、“应急避难场所”等延伸，同时提出抗震加固要求以及装配式建筑的减隔震应用支持。标志着国内减隔震行业在国家政策层面正式由鼓励性向强制性转变。因此减隔震技术的应用范围和规模将不断扩大，所以就需要在建筑墙的内板安装屈曲约束支撑，通过在建筑墙的内板安装屈曲约束支撑，使得既解决了普通钢支撑受压失稳的问题，还能保证其在抗震设计中的延性构件要求，从而使得结构安全可靠，继而进一步的保证了在地震中人们的安全性；
传统的屈曲约束支撑产品中，普遍采用单一屈服点的耗能方式，在多遇地震下屈曲约束支撑是不能屈服耗能的，也就是在小震状态下不会起到减震作用，双阶屈服屈曲约束支撑可以既在小震下耗能，又可满足大震下减震要求，对保护建筑主体结构起到显著的效果，但是，传统的双阶屈服屈曲约束支撑通常为阻尼连接，在小震的情况下会通过阻尼连接而进行弹性滑动，并且通过阻尼连接会增加屈曲约束支撑的使用成本；
所以我们提出了一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑，以解决上述背景技术提出的目前市场上抗震效果差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑，包括外套筒和吊耳，所述外套筒的上端焊接有吊耳；
还包括；
外套筒，内部呈空心状设置，且外套筒的内部与二阶屈服芯板相贴合，并且二阶屈服芯板的右端与剪切耗能板的内侧呈固定连接，所述剪切耗能板设置有两组，且外侧的剪切耗能板与连接箱体的内壁相连接，所述连接箱体的右端固定有十字连接板，且所述十字连接板设置有两组，并且另一组十字连接板与二阶屈服芯板呈固定连接设置，左侧的十字连接板贯穿箱型封板，且左侧的十字连接板还伸入外套筒左侧的内部。
优选的，所述箱型封板设置有两组，且两组所述箱型封板固定设置在外套筒的左右两端，并且左侧箱型封板开设有开孔，且左侧箱型封板开孔贴合有十字连接板，使得箱型封板能够对外套筒起封堵作用。
通过上述结构设置，可以使得箱型封板能够让外套筒形成密闭的空间，并且通过箱型封板的设置增加了外套筒的强度，使得外套筒具有更好的抗压性，并且通过箱型封板的设置还能够起到防尘的作用，从而增加了外套筒的使用寿命。
优选的，所述剪切耗能板作为一节耗能板，在连接箱体内部剪切耗能，挡板固定在连接箱体内部并与剪切耗能板位置对应，对剪切耗能板起限制其位移的作用。
通过上述结构设置，可以使得剪切耗能板进行压缩，便会与连接箱体的端板接触，此时连接箱体便起到限制形变的作用，双阶屈服屈曲约束支撑整体起到刚性支撑作用。
优选的，所述外套筒与二阶屈服芯板之间间隙中填充有内部填充材料，且内部填充材料为混凝土材质。
通过上述结构设置，可以使得增加外套筒的抗压性，并且通过在外套筒与二阶屈服芯板之间间隙中填充混凝土可以限制约束支撑中心的芯材发生弯曲，避免芯材受压屈服前发生屈曲。
优选的，所述二阶屈服芯板与两块剪切耗能板表面包裹无粘结材料，且无粘结材料设置在连接箱体的内部，并且连接箱体的内部呈空心状设置。
通过上述结构设置，可以使得剪切耗能板能够具有拉升性，且通过无粘结材料使得剪切耗能板具有一定的刚性，并且还能使得双阶屈服的屈曲约束支撑整体起到刚性支撑作用。
优选的，所述连接箱体的外侧固定有防护外壳，且防护外壳设置在外套筒和连接箱体之间，继而使得外套筒和连接箱体通过防护外壳具有防尘作用。
通过上述结构设置，可以使得防护外壳不仅能够对外套筒和连接箱体起到防护的作用，还能够避免灰尘通过外套筒和连接箱体之间的间隙进入到外套筒的内部，从而避免会对外套筒造成一定的损坏。
优选的，所述外套筒和二阶屈服芯板之间间隙的左端填充有可压缩填充材料，且可压缩填充材料的左侧与左侧的十字连接板的右端相贴合。
通过上述结构设置，可以使得十字连接板可以进行移动，并且通过可压缩填充材料还能够将外套筒和二阶屈服芯板之间间隙消除掉，从而使得外套筒能够稳定的附着在二阶屈服芯板上。
优选的，所述剪切耗能板为低屈服的软钢材质，且剪切耗能板和挡板之间存在间隙，并且挡板固定在连接箱体内部的左端，而且挡板的中部贯穿有二阶屈服芯板。
通过上述结构设置，因为软钢的屈服强度低、延性大、耗能能力好等特点，所以通过软钢的剪切变形累积塑性变形，继而达到了良好抗震效果。
优选的，所述十字连接板呈“十”设置，且十字连接板为钢材质设置，并且十字连接板连接的二阶屈服芯板同为“十”设置。
通过上述结构设置，因为“十”形具有良好的抗形变力，从而避免十字连接板了在固定后因重量过大而造成的形变，继而提高了十字连接板的安全性，并且通过十字连接板为“十”形设置，还能够增大外套筒的间隙，从而进一步提升外套筒的刚性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该新型双阶屈服的屈曲约束支撑，提升了减震的效果，通过剪切耗能板可以起到抗震的效果，并且通过将十字连接板进行焊接，可以提升十字连接板的支撑性，而且通过二阶屈服芯板可以提升芯材的抗弯曲性，其具体内容如下：
(1)设置有剪切耗能板，当剪切耗能板进行拉伸，便会与挡板接触，此时挡板便起到限制形变的作用，二阶屈服芯板起到刚性支撑作用；当剪切耗能板压缩时，便会与连接箱体的端板接触，此时连接箱体便起到限制形变的作用，双阶屈服屈曲约束支撑整体起到刚性支撑作用，此过程为一阶变形，并且在地震力的作用下产生形变，因为剪切耗能板是低屈服的软钢，利用软钢的屈服强度低、延性大、耗能能力好等特点，通过软钢的剪切变形累积塑性变形，从而达到耗散输入到结构中的能量的目的，从而达到提升了在大震中抗震的效果。
(2)设置有十字连接板,通过将十字连接板焊接、螺栓连接、销轴连接等连接方式与建筑的框架埋件(或牛腿)相连接，在通常一定受力范围内，相当于钢支撑作用，支撑不产生形变，起刚性支撑作用。
(3)设置有二阶屈服芯板，在罕遇地震作用下，先发生一阶变形后，由于地震力作用、挡板的限制作用，此时二阶屈服芯板在轴向荷载作用下发生屈服耗能，外围的屈曲约束机制则限制约束支撑中心的芯材发生弯曲，避免芯材受压屈服前发生屈曲，从而使得二阶屈服芯板可以提升芯材的抗弯曲性。
附图说明
图1为本发明正剖结构示意图；
图2为本发明俯剖结构示意图；
图3为本发明图1中A-A剖视结构示意图；
图4为本发明图1中B-B剖视结构示意图；
图5为本发明立体结构示意图；
图6为本发明可压缩填充材料正剖结构示意图；
图7为本发明连接箱体正剖结构示意图；
图8为本发明十字连接板立体正剖结构示意图。
图中：1、十字连接板；2、箱型封板；3、外套筒；4、二阶屈服芯板；5、内部填充材料；6、吊耳；7、防护外壳；8、连接箱体；9、剪切耗能板；10、挡板；11、无粘结材料；12、可压缩填充材料。
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。
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑，包括外套筒3和吊耳6，所述外套筒3的上端焊接有吊耳6；还包括；外套筒3，内部呈空心状设置，外套筒3与二阶屈服芯板4之间间隙中填充有内部填充材料5，且内部填充材料5为混凝土材质，且外套筒3的内部与二阶屈服芯板4相贴合，二阶屈服芯板4与两块剪切耗能板9表面包裹无粘结材料11，且无粘结材料11设置在连接箱体8的内部，并且连接箱体8的内部呈空心状设置，并且二阶屈服芯板4的右端与剪切耗能板9的内侧呈固定连接，剪切耗能板9为低屈服的软钢材质，且剪切耗能板9和挡板10之间存在间隙，并且挡板10固定在连接箱体8内部的左端，而且挡板10的中部贯穿有二阶屈服芯板4，所述剪切耗能板9设置有两组，剪切耗能板9作为一节耗能板，在连接箱体8内部剪切耗能，挡板10固定在连接箱体8内部并与剪切耗能板9位置对应，对剪切耗能板9起限制其位移的作用，且外侧的剪切耗能板9与连接箱体8的内壁相连接，连接箱体8的外侧固定有防护外壳7，且防护外壳7设置在外套筒3和连接箱体8之间，外套筒3和二阶屈服芯板4之间间隙的左端填充有可压缩填充材料12，且可压缩填充材料12的左侧与左侧的十字连接板1的右端相贴合，继而使得外套筒3和连接箱体8通过防护外壳7具有防尘作用，所述连接箱体8的右端固定有十字连接板1，且所述十字连接板1设置有两组，并且另一组十字连接板1与二阶屈服芯板4呈固定连接设置，左侧的十字连接板1贯穿箱型封板2，且左侧的十字连接板1还伸入外套筒3左侧的内部，箱型封板2设置有两组，且两组所述箱型封板2固定设置在外套筒3的左右两端，并且左侧箱型封板2开设有开孔，且左侧箱型封板2开孔贴合有十字连接板1，使得箱型封板2能够对外套筒3起封堵作用，十字连接板1呈“十”设置，且十字连接板1为钢材质设置，并且十字连接板1连接的二阶屈服芯板4同为“十”设置；
参考图1-8，通过使用钩机将钩子插入吊耳6内，然后使得吊耳6通过钩机的上升而进行上升，因为吊耳6焊接在外套筒3上，所以使得吊耳6能够带动外套筒3一同移动，然后将十字连接板1通过焊接、螺栓连接、销轴连接等连接方式与建筑的框架埋件或牛腿相连接，然后使得十字连接板1起到支撑的作用，继而使得在一定受力范围内，相当于钢支撑作用，支撑不产生形变，起刚性支撑作用，当该区域时常发生地震时，剪切耗能板9会在地震力的作用下产生形变，因为剪切耗能板9是低屈服的软钢，利用软钢的屈服强度低、延性大、耗能能力好等特点，通过软钢的剪切变形累积塑性变形，从而达到耗散输入到结构中的能量的目的，并且当剪切耗能板9进行拉伸，便会与挡板10接触，此时挡板10便起到限制形变的作用，继而使得二阶屈服芯板4起到刚性支撑作用，并且使得十字连接板1可以进行移动，而且通过可压缩填充材料12还能够将外套筒3和二阶屈服芯板4之间间隙消除掉，从而使得外套筒3能够稳定的附着在二阶屈服芯板4上，当剪切耗能板9进行压缩，便会与连接箱体8的端板接触，此时连接箱体8便起到限制形变的作用，并且通过防护外壳7不仅能够对外套筒3和连接箱体8起到防护的作用，还能够避免灰尘通过外套筒3和连接箱体8之间的间隙进入到外套筒3的内部，从而避免会对外套筒3造成一定的损坏，继而起到刚性支撑作用，此过程为一阶变形，大震的情况下，在发生一阶变形后，由于地震力作用和挡板10的限制作用，此时二阶屈服芯板4在轴向荷载拉力和压力作用下发生屈服耗能，外围的屈曲约束机制钢管或钢管混凝土则限制约束支撑中心的芯材发生弯曲，避免芯材受压屈服前发生屈曲，从而完成一系列工作。
本实施例的工作原理：在使用该一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑时，首先，参考图1-8，通过使用钩机将钩子插入吊耳6内，然后使得吊耳6通过钩机的上升而进行上升，然后将十字连接板1通过焊接、螺栓连接、销轴连接等连接方式与建筑的框架埋件或牛腿相连接，然后使得十字连接板1起到支撑的作用，当该区域时常发生地震时，剪切耗能板9会在地震力的作用下产生形变，通过软钢的剪切变形累积塑性变形，从而达到耗散输入到结构中的能量的目的，并且当剪切耗能板9进行拉伸，便会与挡板10接触，此时挡板10便起到限制形变的作用，当剪切耗能板9进行压缩，便会与连接箱体8的端板接触，继而起到刚性支撑作用，大震的情况下，在发生一阶变形后，由于地震力作用和挡板10的限制作用，此时二阶屈服芯板4在轴向荷载作用下发生屈服耗能，外围的屈曲约束机制钢管或钢管混凝土则限制约束支撑中心的芯材发生弯曲，避免芯材受压屈服前发生屈曲，从而完成一系列工作。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑，包括外套筒(3)和吊耳(6)，所述外套筒(3)的上端焊接有吊耳(6)；
其特征在于，还包括；
外套筒(3)，内部呈空心状设置，且外套筒(3)的内部与二阶屈服芯板(4)相贴合，并且二阶屈服芯板(4)的右端与剪切耗能板(9)的内侧呈固定连接，所述剪切耗能板(9)设置有两组，且外侧的剪切耗能板(9)与连接箱体(8)的内壁相连接，所述连接箱体(8)的右端固定有十字连接板(1)，且所述十字连接板(1)设置有两组，并且另一组十字连接板(1)与二阶屈服芯板(4)呈固定连接设置，左侧的十字连接板(1)贯穿箱型封板(2)，且左侧的十字连接板(1)还伸入外套筒(3)左侧的内部。
2.根据权利要求1所述的一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑，其特征在于：所述箱型封板(2)设置有两组，且两组所述箱型封板(2)固定设置在外套筒(3)的左右两端，并且左侧箱型封板(2)开设有开孔，且左侧箱型封板(2)开孔贴合有十字连接板(1)，使得箱型封板(2)能够对外套筒(3)起封堵作用。
3.根据权利要求1所述的一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑，其特征在于：所述剪切耗能板(9)作为一节耗能板，在连接箱体(8)内部剪切耗能，挡板(10)固定在连接箱体(8)内部并与剪切耗能板(9)位置对应，对剪切耗能板(9)起限制其位移的作用。
4.根据权利要求1所述的一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑，其特征在于：所述外套筒(3)与二阶屈服芯板(4)之间间隙中填充有内部填充材料(5)，且内部填充材料(5)为混凝土材质。
5.根据权利要求1所述的一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑，其特征在于：所述二阶屈服芯板(4)与两块剪切耗能板(9)表面包裹无粘结材料(11)，且无粘结材料(11)设置在连接箱体(8)的内部，并且连接箱体(8)的内部呈空心状设置。
6.根据权利要求1所述的一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑，其特征在于：所述连接箱体(8)的外侧固定有防护外壳(7)，且防护外壳(7)设置在外套筒(3)和连接箱体(8)之间，继而使得外套筒(3)和连接箱体(8)通过防护外壳(7)具有防尘作用。
7.根据权利要求1所述的一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑，其特征在于：所述外套筒(3)和二阶屈服芯板(4)之间间隙的左端填充有可压缩填充材料(12)，且可压缩填充材料(12)的左侧与左侧的十字连接板(1)的右端相贴合。
8.根据权利要求1所述的一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑，其特征在于：所述剪切耗能板(9)为低屈服的软钢材质，且剪切耗能板(9)和挡板(10)之间存在间隙，并且挡板(10)固定在连接箱体(8)内部的左端，而且挡板(10)的中部贯穿有二阶屈服芯板(4)。
9.根据权利要求1所述的一种新型双阶屈服的屈曲约束支撑，其特征在于：所述十字连接板(1)呈“十”设置，且十字连接板(1)为钢材质设置，并且十字连接板(1)连接的二阶屈服芯板(4)同为“十”设置。
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