CN204551786U - 多段屈服型屈曲约束耗能支撑 - Google Patents

Abstract

本实用新型包括外套筒和芯板，所述芯板的中间段为第一耗能段，最外侧的两段为两个连接段，第一耗能段与两个连接段之间分别为第二耗能段和第三耗能段，第一耗能段的纵截面面积小于第二耗能段的纵截面面积，第二耗能段的纵截面积小于第三耗能段的纵截面面积；在芯板侧边上的第一耗能段与第二耗能段之间对应设置第一限位凸台，第一耗能段与第三耗能段之间对应设置第二限位凸台；第一限位凸台伸入与之配合的第一限位挡块与第二限位挡块之间，且与两者之间留有间隙，第二限位凸台分别伸入与之配合的第一限位挡块与第三限位挡块之间，且与两者之间留有间隙，其通过多段耗能耗散地震输入的能量，而达到多种震级下都能达到良好的耗能效果。

Description

多段屈服型屈曲约束耗能支撑

技术领域

本实用新型涉及建筑结构抗震设防领域，特别涉及一种多段屈服型屈曲约束耗能支撑。

背景技术

屈曲约束耗能支撑是一种在受拉和受压时均能达到屈服而不失稳的轴力构件，与传统支撑相比具有更稳定的力学性能。应用屈曲约束耗能支撑的建筑结构不但可以增加结构的整体刚度，而且在地震作用下，其受压时不会屈曲的特性可以充分发挥支撑的耗能能力，使得建筑结构处于安全状态，保护生命财产的安全，是一种颇具价值的抗震耗能装置。

屈曲约束耗能支撑一般由芯板、外套筒、无粘结材料层和混凝土填充层组成。其中芯板一般由耗能段和连接段组成是主要受力单元，外套筒和混凝土填充层主要是约束芯板，防止芯板在受压状态时发生屈曲。

然而目前的屈曲约束耗能支撑只有一个屈服点，只能在设计设定的屈服力与偶发地震级别相匹配的情况下才能最好的发挥耗能效果。

发明内容

本实用新型提供了一种多段屈服型型屈曲约束耗能支撑，可以同时在小震、中震和大震下均能发挥良好耗能，从而保证建筑结构的安全。

为了克服上述不足，本实用新型所采用的技术方案是这样的：

一种多段屈服型屈曲约束耗能支撑，包括方形外套筒和设于外套筒内的“一”字型芯板，在“一”字型芯板与外套筒所围成二个方形区域内设置混凝土填充层或方形钢； 所述的“一”字型芯板分为5段，中间段为第一耗能段，最外侧的两段为两个连接段，第一耗能段与最外侧的两个连接段之间分别为第二耗能段和第三耗能段，第一耗能段的纵截面面积小于第二耗能段的纵截面面积，第二耗能段的纵截面积小于第三耗能段的纵截面面积；

在外套筒一组相对边的内壁上对称设置有与第一耗能段位置相对应的第一限位挡块，与第二耗能段位置相对应的第二限位挡块和与第三耗能段位置相对应的第三限位挡块；

在芯板的两侧边上的第一耗能段与第二耗能段之间对称设置第一限位凸台，第一限位凸台伸入与之配合的第一限位挡块与第二限位挡块之间，且与第一限位挡块与第二限位挡块之间留有间隙；

在芯板的两侧边上的第一耗能段与第三耗能段之间对称设置第二限位凸台，第二限位凸台伸入与之配合的第一限位挡块与第三限位挡块之间，且与第一限位挡块与第三限位挡块之间留有间隙。

所述的“一”字型芯板的板厚是一致的，芯板的第一耗能段的板宽小于第二耗能段的板宽，第二耗能段的板宽小于第三耗能段的板宽，因而耗能段通过改变板厚来改变纵截面的面积的。

考虑到第一耗能段和第二耗能段受压时会有一定的纵向膨胀，因而所述的第一耗能段与第一限位挡块之间，第二耗能段与第二限位挡块之间与第三耗能段与第三限位挡块之间均留有间隙。

为了避免芯板因受压膨胀后与约束体产生摩擦力，所述的“一”字型芯板外表面设置有无粘结材料层。

本实用新型还提供另一种多段屈服型屈曲约束耗能支撑，包括方形外套筒和设于外套筒内的“十”字型芯板，在“十”字型芯板与外套筒所围成四个方形区域内设置混凝土填充层或方形钢，

所述的“十”字型芯板分为5段，中间段为第一耗能段，最外侧的两段为两个连接段，第一耗能段与最外侧的两个连接段之间分别为第二耗能段和第三耗能段，第一耗能段的纵截面面积小于第二耗能段的纵截面面积，第二耗能段的纵截面面积小于第三耗能段的纵截面面积；

在外套筒四面内壁上对应设置有与第一耗能段位置相对应的第一限位挡，与第二耗能段位置相对应的第二限位挡块和与第三耗能段位置相对应的第三限位挡块；

在“十”字型芯板的四侧边上的第一耗能段与第二耗能段之间对应设置第一限位凸台，第一限位凸台伸入与之配合的第一限位挡块与第二限位挡块之间，且与第一限位挡块与第二限位挡块之间留有间隙；

在“十”字型芯板的四侧边上的第一耗能段与第三耗能段之间对应设置第二限位凸台，第二限位凸台分别伸入与之配合的第一限位挡块与第三限位挡块之间，且与第一限位挡块与第三限位挡块之间留有间隙。

组成 “十”字型芯板的横向板和纵向板的板厚是一致的，第一耗能段的横向板和纵向板的板宽分别小于第二耗能段的横向板和纵向板的板宽，第二耗能段的横向板和纵向板的板宽分别小于第三耗能段的横向板和纵向板的板宽。

考虑到第一耗能段和第二耗能段受压时会有一定的纵向膨胀，所述的第一耗能段与第一限位挡块，第二耗能段与第二限位挡块之间和第三耗能段与第三限位挡块之间均留有间隙。

为了避免芯板因受压膨胀后与约束体产生摩擦力，所述的“十”字型芯板外表面设置有无粘结材料层。

本实用新型所述的多段屈服型屈曲约束耗能支撑，结构简单，经济实用，可以实现抗减工程结构多级地震设防，发生多遇小震时，第一耗能段相对于第二耗能段和第三耗能段来说，纵截面积相对较小，率先进入塑性变形耗能，而第二耗能段和第三耗能段纵截面积相对较大，处于弹性状态，不参与耗能；当发生中地震时，芯板会受拉和受压，当受拉时，第一耗能段被拉伸的变形量大于第一限位凸台与第二限位挡块之间和第二限位凸台与第三限位挡块之间留有间隙之和时，第二限位挡块和第三限位挡块对第一耗能段进行限位，使第一耗能段不再继续变形，则第二耗能段参与发生形变，继续耗散能量；当受压时，第一耗能段被压缩的变形量大于第一限位凸台与第一限位挡块之间和第二限位凸台与第一限位挡块之间留有间隙之和时，第一限位挡块对第一耗能段进行限位，使第一耗能段不再继续变形，则第二耗能段参与发生形变，继续耗散能量；当发生大地震时，第一耗能段、第二耗能段和第三耗能段均参与形变，一起耗能能量，此多段屈服型屈曲约束耗能支撑通过多段耗能耗散地震输入的能量，而达到多种震级下都能达到良好的耗能效果，保护建筑安全及人民的生命财产。

附图说明

图1实施例1的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图（“一”字型芯板与外套筒所围成区域内设置混凝土填充层）；

图3为图1的A-A剖视图（“一”字型芯板与外套筒所围成区域内设置方形钢）；

图4实施例2的结构示意图；

图5为图4的A-A剖视图（ “十”字型芯板与外套筒所围成区域内设置混凝土填充层）；

图6为图4的A-A剖视图（“十”字型芯板与外套筒所围成区域内设置方形钢）。

实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1和图2所示，一种多段屈服型屈曲约束耗能支撑，包括方形外套筒1、设于外套筒内的“一”字型芯板2，在“一”字型芯板2与外套筒1所围成二个方形区域内设置混凝土填充层6，所述的“一”字型芯板2分为5段，中间段为第一耗能段21，最外侧的两段为两个连接段24，第一耗能段21与最外侧的两个连接段24之间分别为第二耗能段22和第三耗能段23，，“一”字型芯板2的板厚是一致的，芯板的第一耗能段21的板宽小于第二耗能段22的板宽，第二耗能段22的板宽小于第三耗能段23的板宽，从而使得第一耗能段21的纵截面面积小于第二耗能段22的纵截面面积，第二耗能段22的纵截面面积小于第三耗能段23的纵截面面积；

在外套筒1一组相对边的内壁上对称设置有与第一耗能段21位置相对应的第一限位挡块11，与第二耗能段22位置相对应的第二限位挡块12和与第三耗能段23位置相对应的第三限位挡块13；在芯板的两侧边上的第一耗能段21与第二耗能段22之间对称设置第一限位凸台4，第一耗能段21与第三耗能段23之间对称设置第二限位凸台5，为了对第一耗能段的变形进行限位，第一限位凸台4伸入与之配合的第一限位挡块11与第二限位挡块12之间，二限位凸台5伸入与之配合的第一限位挡块11与第三限位挡块13之间；为了使第一段耗能段能够在适量的范围内自由变形消耗能量，第一限位凸台4与第一限位挡块11与第二限位挡块12之间留有间隙，第二限位凸台5与第一限位挡块11与第三限位挡块13之间留有间隙。

考虑到第一耗能段和第二耗能段受压时会有一定的纵向膨胀，所述的第一耗能段21与第一限位挡块11之间，第二耗能段22与第二限位挡块12之间和第三耗能段23与第三限位挡块23之间均留有间隙。

为了避免芯板因受压膨胀后与约束体产生摩擦力所述的“一”字型芯板2外表面设置有无粘结材料层。

作为本实施例的另外一种实施方式，如图3所示，“一”字型芯板与外套筒所围成二个方形区域内设置方形钢7。

实施例2

如图4和图5所示，一种多段屈服型屈曲约束耗能支撑，包括方形外套筒10和设于外套筒内的“十”字型芯板20，在“十”字型芯板20与外套筒10所围成四个方形区域内设置混凝土填充层60，所述的“十”字型芯板20分为5段，中间段为第一耗能段201，最外侧的两段为两个连接段204，第一耗能段201与最外侧的两个连接段204之间分别为第二耗能段202和第三耗能段203，组成 “十”字型芯板的横向板和纵向板的板厚是一致的，第一耗能段201的横向板和纵向板的板宽分别小于第二耗能段202的横向板和纵向板的板宽，第二耗能段202的横向板和纵向板的板宽分别小于第三耗能段203的横向板和纵向板的板宽，从而使得第一耗能段201的纵截面面积小于第二耗能段202的纵截面面积，第二耗能段202的纵截面面积小于第三耗能段203的纵截面面积；

在外套筒10四面内壁上对应设置有与第一耗能段201位置相对应的第一限位挡101，与第二耗能段202位置相对应的第二限位挡块102和与第三耗能段203位置相对应的第三限位挡块103；在“十”字型芯板的四侧边上的第一耗能段201与第二耗能段202之间对应设置第一限位凸台40，第一耗能段201与第三耗能段203之间对应设置第二限位凸台50，为了对第一耗能段的变形进行限位，第一限位凸台40伸入与之配合的第一限位挡块101与第二限位挡块102之间，第二限位凸台50伸入与之配合的第一限位挡块101与第三限位挡块103之间；为了使第一段能够在适量的范围内自由变形消耗能量，第一限位凸台40与第一限位挡块101与第二限位挡块102之间留有间隙，第二限位凸台50与第一限位挡块101与第三限位挡块103之间留有间隙。

与实施例1相同的是，所述的第一耗能段201与第一限位挡块101，第二耗能段202与第二限位挡块102之间和第三耗能段203与第三限位挡块103之间均留有间隙；所述的“十”字型芯板20外表面设置有无粘结材料层。

作为本实施例的另外一种实施方式，如图6所示，“十”字型芯板与外套筒所围成4个方形区域内设置方形钢70。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的保护范畴。

Claims (8)

1.一种多段屈服型屈曲约束耗能支撑，包括方形外套筒（1）和设于外套筒内的“一”字型芯板（2），在“一”字型芯板（2）与外套筒（1）所围成二个方形区域内设置混凝土填充层（6）或方形钢（7），其特征在于，

所述的“一”字型芯板（2）分为5段，中间段为第一耗能段（21），最外侧的两段为两个连接段（24），第一耗能段（21）与最外侧的两个连接段（24）之间分别为第二耗能段（22）和第三耗能段（23），第一耗能段（21）的纵截面面积小于第二耗能段（22）的纵截面面积，第二耗能段（22）的纵截面面积小于第三耗能段（23）的纵截面面积；

在外套筒（1）一组相对边的内壁上对称设置有与第一耗能段（21）位置相对应的第一限位挡块（11），与第二耗能段（22）位置相对应的第二限位挡块（12）和与第三耗能段（23）位置相对应的第三限位挡块（13）；

在芯板的两侧边上的第一耗能段（21）与第二耗能段（22）之间对称设置第一限位凸台（4），第一限位凸台（4）伸入与之配合的第一限位挡块（11）与第二限位挡块（12）之间，且与第一限位挡块（11）与第二限位挡块（12）之间留有间隙；

在芯板的两侧边上的第一耗能段（21）与第三耗能段（23）之间对称设置第二限位凸台（5），第二限位凸台（5）伸入与之配合的第一限位挡块（11）与第三限位挡块（13）之间，且与第一限位挡块（11）与第三限位挡块（13）之间留有间隙。

2.根据权利要求1所述的多段屈服型屈曲约束耗能支撑，其特征在于，“一”字型芯板（2）的板厚是一致的，芯板的第一耗能段（21）的板宽小于第二耗能段（22）的板宽，第二耗能段（22）的板宽小于第三耗能段（23）的板宽。

3.根据权利要求1所述的多段屈服型屈曲约束耗能支撑，其特征在于，所述的第一耗能段（21）与第一限位挡块（11）之间，第二耗能段（22）与第二限位挡块（12）之间和第三耗能段（23）与第三限位挡块（23）之间均留有间隙。

4.根据权利要求1所述的多段屈服型屈曲约束耗能支撑，其特征在于，所述的“一”字型芯板（2）外表面设置有无粘结材料层。

5.一种多段屈服型屈曲约束耗能支撑，包括方形外套筒（10）和设于外套筒内的“十”字型芯板（20），在“十”字型芯板（20）与外套筒（10）所围成四个方形区域内设置混凝土填充层（60）或方形钢（70），其特征在于，

所述的“十”字型芯板（20）分为5段，中间段为第一耗能段（201），最外侧的两段为两个连接段（204），第一耗能段（201）与最外侧的两个连接段（204）之间分别为第二耗能段（202）和第三耗能段（203），第一耗能段（201）的纵截面面积小于第二耗能段（202）的纵截面面积，第二耗能段（202）的纵截面面积小于第三耗能段（203）的纵截面面积；

在外套筒（10）四面内壁上对应设置有与第一耗能段（201）位置相对应的第一限位挡（101），与第二耗能段（202）位置相对应的第二限位挡块（102）和与第三耗能段（203）位置相对应的第三限位挡块（103）；

在“十”字型芯板的四侧边上的第一耗能段（201）与第二耗能段（202）之间对应设置第一限位凸台（40），第一限位凸台（40）伸入与之配合的第一限位挡块（101）与第二限位挡块（102）之间，且与第一限位挡块（101）与第二限位挡块（102）之间留有间隙；

在“十”字型芯板的四侧边上的第一耗能段（201）与第三耗能段（203）之间对应设置第二限位凸台（50），第二限位凸台（50）分别伸入与之配合的第一限位挡块（101）与第三限位挡块（103）之间，且与第一限位挡块（101）与第三限位挡块（103）之间留有间隙。

6.根据权利要求5所述的多段屈服型屈曲约束耗能支撑，其特征在于，组成 “十”字型芯板的横向板和纵向板的板厚是一致的，第一耗能段（201）的横向板和纵向板的板宽分别小于第二耗能段（202）的横向板和纵向板的板宽，第二耗能段（202）的横向板和纵向板的板宽分别小于第三耗能段（203）的横向板和纵向板的板宽。

7.根据权利要求5所述的多段屈服型屈曲约束耗能支撑，其特征在于，所述的第一耗能段（201）与第一限位挡块（101），第二耗能段（202）与第二限位挡块（102）之间和第三耗能段（203）与第三限位挡块（103）之间均留有间隙。

8.根据权利要求5所述的多段屈服型屈曲约束耗能支撑，其特征在于，所述的“十”字型芯板（20）外表面设置有无粘结材料层。