CN214531253U - 一种可维修防屈曲耗能支撑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及土木工程结构技术领域，更具体地，涉及一种可维修防屈曲耗能支撑装置，所述支撑装置包括外部约束系统和核心耗能钢板，所述外部约束系统形成有防止核心耗能钢板发生屈曲且安装核心耗能钢板的腔体结构。本实用新型通过所述外部约束系统形成有防止核心耗能钢板发生屈曲且安装核心耗能钢板的腔体结构设置，可全方位防止核心耗能钢板发生屈曲，形成了完整的防屈曲耗能支撑装置。同时本实用新型所提出的可维修防屈曲耗能支撑结构形式简单，受力性能稳定，核心耗能钢板受力屈服破坏后可以方便的拆卸替换，从而实现防屈曲支撑的维修，具有良好的推广性。

Description

一种可维修防屈曲耗能支撑装置

技术领域

本实用新型涉及土木工程结构技术领域，更具体地，涉及一种可维修防屈曲耗能支撑装置。

背景技术

地震等自然灾害具有不可预测、破坏力强等特点，我国是个地震多发国家，每年因地震造成巨大的经济损失和人员伤亡。提高建筑和构筑物抵御地震、强风等自然灾害的能力是土木工程学科的重要研究方向之一，采用消能阻尼元件来耗散外部输入结构的能量被越来越广泛地应用于结构防灾减灾等方面。防屈曲支撑是被大量被应用于建筑和桥梁等结构的消能减震元件。在中、小震作用下，防屈曲支撑可以给结构提供附加的刚度，减小结构的变形；在大震下，防屈曲支撑中的耗能元件工作，耗散地震输入结构的能量，表现出良好的滞回耗能性能，满足建筑结构的抗震要求。

目前建筑和桥梁等领域所采用的防屈曲支撑，结构尺寸大、造价高，在结构遭受较大的地震后防屈曲支撑基本破坏，需要更换，带来大量的人力、物力和财力的损失，且复杂的维修工序和较长的维修周期严重影响建筑结构的再次使用。因此设计一种新型的防屈曲支撑，实现防屈曲支撑震后可修复，减少维修周期、降低经济损失成为日益凸显的问题。针对上述问题，本实用新型提出了一种可维修防屈曲耗能支撑。

实用新型内容

本实用新型为克服上述问题，提供一种可维修防屈曲耗能支撑装置。

在本技术方案中，提供一种可维修防屈曲耗能支撑装置，所述支撑装置包括外部约束系统和核心耗能钢板，所述外部约束系统形成有防止核心耗能钢板发生屈曲且安装核心耗能钢板的腔体结构。

本实用新型通过所述外部约束系统形成有防止核心耗能钢板发生屈曲且安装核心耗能钢板的腔体结构设置，可全方位防止核心耗能钢板发生屈曲，形成了完整的防屈曲耗能支撑装置。同时本实用新型所提出的可维修防屈曲耗能支撑结构形式简单，受力性能稳定，核心耗能钢板受力屈服破坏后可以方便的拆卸替换，从而实现防屈曲支撑的维修，具有良好的推广性。

优选地，所述外部约束系统包括两块侧向约束板、若干填充板以及两块端部连接板，两块侧向约束板布置于核心耗能钢板上下两侧，若干填充板设于两块侧向约束板之间且位于核心耗能钢板相对两侧，两块端部连接板设于两块侧向约束板之间且位于核心耗能钢板另外相对两侧。这样设置是为了可靠地将核心耗能钢板可靠固定，从而从上下左右前后各个方位对核心耗能钢板进行固定，防止其发生屈曲。具体地：所述侧向约束板布置于核心耗能钢板上下两侧，其目的是防止可核心耗能钢板发生平面外屈曲；此外在核心耗能钢板左右两侧设有填充板，主要作用是限制可维修耗能钢板的侧向屈曲以及起到限位的作用。两块端部连接板设于两块侧向约束板之间且位于核心耗能钢板另外相对两侧，主要作用是传递载荷。当然，需要说明的是，两块侧向约束板和两块连接板这些块数的设定，只是优选，并不是限制性的规定，其他的块数也是可行的，只要能够完成相应的功能都是可行的。

优选地，所述腔体结构由两块侧向约束板、若干填充板以及两块端部连接板形成。这样设置是为了形成全方位的对核心耗能钢板进行固定，防止其从上下左右前后各个方位屈曲，形成保护罩的形式，大大提高防止屈曲的效果。

优选地，所述外部约束系统还设有连接板，所述端部连接板、核心耗能钢板通过连接板固定连接。连接板的设置是为了将外部荷载传递给核心耗能钢板，并将核心耗能钢板和端部连接板连接成一个整体。优选地，连接板布置于核心耗能钢板和端部连接板连接部位的连接部位。

优选地，所述侧向约束板的两侧均设有凹口，所述连接板安装于凹口位置处。这样设置是为了便于连接板的安装以及传递作用力。

优选地，所述连接板设于所述端部连接板和所述核心耗能钢板连接部位，所述连接板通过第一固定结构将所述端部连接板和所述核心耗能钢板固定连接。这样设置是为了有效地将外部荷载传递给核心耗能钢板，并通过第一固定结构将核心耗能钢板和端部连接板可靠地连接成一个整体。

优选地，所述两块侧向约束板和若干填充板之间通过第二固定结构固定连接。这样设置可将若干填充板与所述两块侧向约束板可靠固定连接。

优选地，所述端部连接板与核心耗能钢板之间设有间隙不贴合，所述核心耗能钢板与上下两侧的侧向约束板也设有间隙不贴合，所述核心耗能钢板与若干填充板之间设有间隙也不贴合。间隙的设置是为了留置缓冲的空间或便于相互安装配合。

优选地，所述侧向约束板与端部连接板对应的角部均设有预留孔。预留孔的设置是为了在地震之后对防屈曲支撑进行维修时，在预留的孔洞内插入钢棒，便于进行维修工作。

优选地，所述核心耗能钢板采用低屈服点钢材。

与现有技术相比，有益效果是：

本实用新型通过所述外部约束系统形成有防止核心耗能钢板发生屈曲且安装核心耗能钢板的腔体结构设置，可全方位防止核心耗能钢板发生屈曲，形成了完整的防屈曲耗能支撑装置。且本实用新型结构形式简单，该防屈曲耗能支撑由外部约束系统和核心耗能钢板所组成，核心耗能钢板内置于外部约束系统之中，形成完整的防屈曲耗能支撑系统。同时本实用新型所提出的可维修防屈曲耗能支撑结构形式简单，受力性能稳定，核心耗能钢板受力屈服破坏后可以方便的拆卸替换，从而实现防屈曲支撑的维修，具有良好的推广性。相比于传统的防屈曲约束支撑，该可维修防屈曲耗能支撑不仅具有良好的受力和耗能性能，并且设置为可维修的结构形式，震后只需将受损的核心耗能钢板更换即可实现防屈曲耗能支撑的快速修复，降低经济损失。

附图说明

图1为一种可维修防屈曲耗能支撑装置的整体结构布置示意图。

图2为一种可维修防屈曲耗能支撑装置中有侧向约束板时的平面布置示意图。

图3为一种可维修防屈曲耗能支撑装置中无上侧的侧向约束板时的平面布置示意图。

图4为一种可维修防屈曲耗能支撑装置中核心耗能钢板的平面布置示意图。

图5为图3的中A-A剖视示意图。

图6为一种可维修防屈曲耗能支撑装置中核心耗能钢板与端部连接板的连接构造示意图。

说明书附图说明：1-外部约束系统、12-核心耗能钢板、11-腔体结构、12-侧向约束板、13-填充板、15-连接板、14-端部连接板、2-核心耗能钢板、3-螺栓、 121-凹口。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”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实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：

实施例

如图1至图6为本实用新型一种可维修防屈曲耗能支撑装置的实施例，支撑装置包括外部约束系统1和核心耗能钢板2，外部约束系统1形成有防止核心耗能钢板2发生屈曲且安装核心耗能钢板2的腔体结构11。

其中，外部约束系统1包括两块侧向约束板12、若干填充板13以及两块端部连接板14，两块侧向约束板12布置于核心耗能钢板2上下两侧，若干填充板 13设于两块侧向约束板12之间且位于核心耗能钢板2相对两侧，两块端部连接板14设于两块侧向约束板12之间且位于核心耗能钢板2另外相对两侧。这样设置是为了可靠地将核心耗能钢板可靠固定，从而从上下左右前后各个方位对核心耗能钢板进行固定，防止其发生屈曲。具体地：所述侧向约束板布置于核心耗能钢板上下两侧，其目的是防止可核心耗能钢板发生平面外屈曲；此外在核心耗能钢板左右两侧设有填充板，主要作用是限制可维修耗能钢板的侧向屈曲以及起到限位的作用。两块端部连接板设于两块侧向约束板之间且位于核心耗能钢板另外相对两侧，主要作用是传递载荷。当然，需要说明的是，两块侧向约束板和两块连接板这些块数的设定，只是优选，并不是限制性的规定，其他的块数也是可行的，只要能够完成相应的功能都是可行的。

另外，腔体结构11由两块侧向约束板12、若干填充板13以及两块端部连接板14形成。这样设置是为了形成全方位的对核心耗能钢板进行固定，防止其从上下左右前后各个方位屈曲，形成保护罩的形式，大大提高防止屈曲的效果。

其中，外部约束系统1还设有连接板15，端部连接板14、核心耗能钢板2 通过连接板15固定连接。连接板的设置是为了将外部荷载传递给核心耗能钢板，并将核心耗能钢板和端部连接板连接成一个整体。优选地，连接板布置于核心耗能钢板和端部连接板连接部位的连接部位。

另外，侧向约束板12的两侧均设有凹口121，连接板15安装于凹口121位置处。

其中，连接板15设于所述端部连接板14和所述核心耗能钢板2连接部位，所述连接板15通过第一固定结构将所述端部连接板14和所述核心耗能钢板2 固定连接。这样设置是为了有效地将外部荷载传递给核心耗能钢板，并且起到约束核心耗能钢板端部屈曲的作用，并通过第一固定结构将核心耗能钢板和端部连接板可靠地连接成一个整体。

另外，两块侧向约束板12和若干填充板13之间通过第二固定结构固定连接。这样设置可将若干填充板与所述两块侧向约束板可靠固定连接。

其中，端部连接板14与核心耗能钢板2之间设有间隙不贴合，核心耗能钢板2与上下两侧的侧向约束板12也设有间隙不贴合，核心耗能钢板2与若干填充板13之间设有间隙也不贴合。间隙的设置是为了留置缓冲的空间或便于相互安装配合。

另外，侧向约束板12与端部连接板4对应的四个角均设有预留孔122。预留孔的设置是为了在地震之后对防屈曲支撑进行维修时，在预留的孔洞内插入钢棒，便于进行维修工作。

其中，侧向约束板12、若干填充板13、端部连接板14以及连接板15均采用高强度钢材，核心耗能钢板2采用低屈服点钢材，连接板15的厚度均大于所述侧向约束板12、若干填充板13以及端部连接板14的厚度。所述核心耗能钢板采用强度低、滞回性能好的低屈服点钢材制成。所述侧向约束板、填充板、连接板和端部连接板采用强度高的钢材，可保证在使用过程中不发生屈服。所述连接板采用截面厚度较大的尺寸，避免在使用过程中，连接板因刚度不足而发生防屈曲支撑局部破坏。

另外，第一固定结构、第二固定结构均为螺栓3。需要说明的是，螺栓3并不是限制性的选择，只是优选，其他可拆卸的固定结构也是可行的。螺栓3采用摩擦型高强螺栓。

具体地：

侧向约束板12布置于核心耗能钢板2上下两侧，其目的是防止核心耗能钢板2发生平面外屈曲；此外在核心耗能钢板2左右两侧设有填充板13，主要作用是限制核心耗能钢板2的侧向屈曲以及起到限位的作用，填充板采用三段式布置，预留两个孔洞，其作用是在拆卸核心耗能钢板时，将核心耗能钢板从侧面敲出，不必将侧向约束板取下。核心耗能钢板2与侧向约束板12和填充板13之间均预留1mm左右的空隙。端部连接板14位于核心耗能钢板2纵向方向的两端，其一端与外部结构相连接，主要起传递外部荷载的作用；另一端通过连接板15 采用螺栓3与核心耗能钢板2相连，此外在端部连接板14上还可以设置防止屈曲的翼板，增强连接板的稳定性，防止连接板在载荷作用下屈曲，核心耗能钢板 2与端部连接板14连接部处预留1mm左右的空隙；连接板14布置于核心耗能钢板2和端部连接板14连接部位的上下两侧，其作用是将外部荷载传递给核心耗能钢板2，并且起到约束核心耗能钢板2端部屈曲的作用，并将核心耗能钢板 2和端部连接板14连接成一个整体。螺栓3将各部件相连接，形成完整的可维修防屈曲耗能支撑系统，共同协调受力。

核心耗能钢板2采用强度低、滞回性能好的钢材制成。

侧向约束板12、填充板13、连接板15和端部连接板14采用强度高的钢材，保证在使用过程中不发生屈服。

连接板15采用截面厚度较大的尺寸，避免在使用过程中，连接板因刚度不足而发生防屈曲支撑局部破坏。

侧向约束板12四个角上和端部连接板14连接部位处对应的位置设有预留孔122，其作用在于，在地震之后对防屈曲支撑进行修复时，在预留的孔洞内插入钢棒，进行维修工作。

具体的维修步骤如下：一.地震后，将钢棒插入侧向约束版中预留的孔洞内，拧下螺栓，取下一侧填充板；二.将受损后的核心耗能钢板2取下，更换全新的核心耗能钢板；三.安装好填充板，拧上各部位螺栓，取下钢棒，即可完成防屈曲耗能支撑的快速修复。可以看出可维修防屈曲耗能支撑维修工序很简单，可实现快速维修。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可维修防屈曲耗能支撑装置，其特征在于，所述支撑装置包括外部约束系统(1)和核心耗能钢板(2)，所述外部约束系统(1)形成有防止核心耗能钢板(2)发生屈曲且安装核心耗能钢板(2)的腔体结构(11)。

2.根据权利要求1所述的可维修防屈曲耗能支撑装置，其特征在于，所述外部约束系统(1)包括两块侧向约束板(12)、若干填充板(13)以及两块端部连接板(14)，两块侧向约束板(12)布置于核心耗能钢板(2)上下两侧，若干填充板(13)设于两块侧向约束板(12)之间且位于核心耗能钢板(2)相对两侧，两块端部连接板(14)设于两块侧向约束板(12)之间且位于核心耗能钢板(2)另外相对两侧。

3.根据权利要求2所述的可维修防屈曲耗能支撑装置，其特征在于，所述腔体结构(11)由两块侧向约束板(12)、若干填充板(13)以及两块端部连接板(14)围绕形成。

4.根据权利要求2或3所述的可维修防屈曲耗能支撑装置，其特征在于，所述外部约束系统(1)还设有连接板(15)，所述端部连接板(14)、核心耗能钢板(2)通过连接板(15)固定连接。

5.根据权利要求4所述的可维修防屈曲耗能支撑装置，其特征在于，所述侧向约束板(12)的两侧均设有凹口(121)，所述连接板(15)安装于凹口(121)位置处。

6.根据权利要求4所述的可维修防屈曲耗能支撑装置，其特征在于，所述连接板(15)设于所述端部连接板(14)和所述核心耗能钢板(2)连接部位，所述连接板(15)通过第一固定结构将所述端部连接板(14)和所述核心耗能钢板(2)固定连接。

7.根据权利要求2所述的可维修防屈曲耗能支撑装置，其特征在于，所述两块侧向约束板(12)和若干填充板(13)之间通过第二固定结构固定连接。

8.根据权利要求2所述的可维修防屈曲耗能支撑装置，其特征在于，所述端部连接板(14)与核心耗能钢板(2)之间设有间隙不贴合，所述核心耗能钢板(2)与上下两侧的侧向约束板(12)也设有间隙不贴合，所述核心耗能钢板(2)与若干填充板(13)之间设有间隙也不贴合。

9.根据权利要求2所述的可维修防屈曲耗能支撑装置，其特征在于，所述侧向约束板(12)与端部连接板(14)对应的角部均设有预留孔(122)。

10.根据权利要求1所述的可维修防屈曲耗能支撑装置，其特征在于，所述核心耗能钢板(2)采用低屈服点钢材。

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