CN217461014U - 一种组合式摩擦型屈曲约束支撑 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种组合式摩擦型屈曲约束支撑，具体涉及建筑减隔震领域，包括屈曲约束支撑部分、摩擦耗能元件部分。所述屈曲约束支撑部分由主芯材、加劲肋、防水卷材、填充材料及约束套管和端板组成:所述摩擦耗能元件部分由摩擦板、摩擦钢板、摩擦片。所述摩擦耗能元件设置在屈曲约束支撑部分的连接段上，并通过摩擦钢板和摩擦压板分别与主芯材和约束套管连接，实现摩擦耗能元件与屈曲约束支撑同时工作耗能，利用摩擦耗能元件弥补屈曲约束支撑部分小震弹性不耗能的缺陷，从而使本实用新型在小震，中震和大震下均可工作耗能，提高了支撑的全过程耗能能力。

Description

一种组合式摩擦型屈曲约束支撑

技术领域

本实用新型属于土木工程抗震与减震技术领域，具体涉及一种组合式摩擦型屈曲约束支撑。

背景技术

传统结构设计中，往往采用“硬碰硬”的原则，即主张依靠建筑本身的结构刚度来抵御地震作用，这就意味着结构构件的截面增大，材料用量增加，如此一来，不仅造成成本的浪费，更不能取得积极的振动控制效果，且建筑结构的安全性难以得到保证。建筑结构消能减震技术是在结构中设置消能装置，提供附加刚度和阻尼，当地震发生时，通过消能装置塑性变形来消耗地震输入的能量，避免建筑结构破坏或倒塌，从而达到减震目的。

屈曲约束耗能支撑(BRB)作为建筑消能减震的一种元件，已经得到广泛使用，其耗能能力强，滞回曲线饱满，不但可以作为结构构件，屈服后也是一种性能优良的阻尼器。但目前常规的屈曲约束耗能支撑结构简单，功能单一，且存在较大的初始弹性刚度，在结构位移较小的情况下不能发挥耗能作用，从而导致建筑结构在小震情况下不能满足所需的层间位移角的要求。本实用新型在常规屈曲约束耗能支撑的基础上进行结构改进，同时再结合摩擦耗能元件，可实现小震耗能的性能要求，提高屈曲支撑的耗能能力和耗能效率，其机理是：在小震作用时，摩擦耗能元件部分发挥作用；在中震和大震时，摩擦耗能元件部分和屈曲约束支撑部分同时发生作用消耗地震能量，结构变形后自震周期加长，减小了地震输入，从而达到结构地震反应的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种组合摩擦型屈曲约束支撑，本实用新型通过结合摩擦耗能元件和屈曲约束支撑，解决了常规屈曲约束支撑小震弹性的缺陷，同时，本实用新型所用屈曲约束支撑较常规屈曲约束支撑结构有所改进，提高了屈曲约束支撑的耗能效果。因此，本实用新型一种组合式摩擦型屈曲约束支撑具有小屈服位移高延性比力学特性，可实现小震、中震和大震均可耗能的设计目标。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种组合式摩擦型屈曲约束支撑，包括屈曲约束支撑部分和摩擦耗能元件部分，所述的屈曲约束支撑部分两端的主芯材上连接有加劲肋构成连接段-耗能段-连接段的三段式结构，摩擦耗能元件部分对称设置在屈曲约束支撑部分的连接段上，并通过螺栓紧固件将对称设置的摩擦耗能元件紧固施压。

进一步，屈曲约束支撑部分包括主芯材、加劲肋、防水卷材、填充材料及约束套管，耗能段及与之相邻的部分连接段的主芯材表面包裹防水卷材，包裹防水卷材部分的主芯材在其长度范围内被灌满填充材料的约束套管牢固约束，加劲肋与主芯材垂直设置。

进一步，所述加劲肋在其设置范围内采用单根通长设置。

进一步，所述加劲肋在其设置范围内采用分段式断开设置，靠近耗能段的一段等距地设置两根加劲肋，靠外的一段居中设置一根加劲肋，两段加劲肋设有一定的交叠长度。

进一步，约束套管两端设置有端板，端板与约束套管连接处设置有加强角筋。

进一步，加强角筋设置为“L”型角钢的形状，其中一条直角边与约束套管固定连接，另一条直角边与端板紧密贴合。

进一步，摩擦耗能元件部分为单面摩擦的结构形式或双面摩擦的结构形式。

进一步，单面摩擦的结构形式的摩擦耗能元件部分包括摩擦钢板，摩擦压板，摩擦片，摩擦钢板和摩擦压板分别与屈曲约束支撑部分连接段和端板固定连接，其中所述摩擦压板开设腰槽，所述摩擦钢板开设有螺栓孔，所述摩擦片设置在两档条间并通过固定螺栓紧固件设置在摩擦压板和摩擦钢板之间。

进一步，双面摩擦的结构形式的摩擦耗能元件部分包括摩擦钢板，摩擦压板，摩擦片，摩擦片设置有两片，其中所述摩擦压板开设腰槽，所述摩擦钢板开设有螺栓孔，所述摩擦片设置在两档条间并通过固定螺栓紧固件设置在摩擦钢板两侧，并且摩擦耗能元件部分上还设置有定位传力机构，定位传力机构包括定位块和定位孔，定位块固定连接在屈曲约束支撑部分连接段上，定位孔设置在摩擦压板上与定位块紧密贴合。

进一步，屈曲约束支撑部分的连接段上设有腰槽，所述腰槽可以设在连接段的主芯材上，也可以设在加劲肋上，腰槽数量任意。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果之一：

1.屈曲约束支撑更好的耗能特性：一般情况下，常规屈曲约束支撑在连接段两侧各设置一根加劲肋，在位移作用下容易在加劲肋端部附近出有应力集中，本实用新型通过改进屈曲约束支撑加劲肋布置形式，将一根加劲肋布置改为两根加劲肋的布置形式，调整在位移作用主芯材的应力应变分布，调整了主芯材最大应变分布位置及降低了主芯材的最大应变，从而提高了屈曲约束支撑部分的耗能效果。

2.具有分级耗能的力学特性：常规的屈曲约束支撑由于其较大的刚度导致了其在小位移作用往往保持弹性难以发生塑性变形，因此在小震下常规的屈曲约束支撑很难发挥耗能作用。本实用新型在屈曲约束支撑的基础上引入摩擦耗能元件，在小震作用下摩擦耗能元件工作耗能。在中震和大震时，摩擦耗能元件部分和屈曲约束支撑部分同时发生作用消耗地震能量。从而实现分级耗能的设计目标。

3.两端同时设置摩擦耗能元件，并且通过摩擦钢板和压板分别与芯材连接段和约束套管连接，保证摩擦耗能原件从始至终都可以工作耗能；

4.节省安装空间，摩擦耗能元件安装在连接段上，连接段的尺寸包得住摩擦耗能原件，不影响连接段与节点板的连接尺寸，不会造成成本增加；

5.设置加强角筋，由于我们的摩擦耗能原件有一端与端板固定连接，故设置了加强角筋给端板进行加强，使之不致发生拉凸。

附图说明

图1为实施例一三维结构示意图；

图2为实施例一正视图；

图3为实施例一A-A剖面；

图4为实施例一B-B剖面；

图5为实施例一俯视图；

图6为实施例二三维结构示意图

图7为实施例二正视图；

图8为实施例二屈曲约束支撑部分主芯材总成；

图9为实施例三三维结构示意图；

图10为实施例三正视图。

图中，1-屈曲约束支撑部分，1-1-主芯材，1-2-加劲肋，1-3-约束套管，1-4-端板，1-5-防水卷材，1-6-填充材料，1-7-腰槽；2-摩擦耗能元件；2-1-摩擦压板，2-2-摩擦钢板，2-3-摩擦片，2-4-挡条，2-5-螺栓紧固件，2-6-定位块；3-加强角筋。

具体实施方式

如图1-10所示，为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种组合式摩擦型屈曲约束支撑，其特征在于：包括屈曲约束支撑部分1和摩擦耗能元件部分2，所述的屈曲约束支撑部分1两端的主芯材1-1上连接有加劲肋1-2构成连接段-耗能段-连接段的三段式结构，摩擦耗能元件部分2对称设置在屈曲约束支撑部分1的连接段上，屈曲约束支撑部分1包括主芯材1-1、加劲肋1-2、防水卷材1-5、填充材料1-6及约束套管1-3，耗能段及与之相邻的部分连接段的主芯材1-1表面包裹防水卷材1-5，包裹防水卷材1-5部分的主芯材1-1在其长度范围内被灌满填充材料1-6的约束套管1-3牢固约束，加劲肋1-2与主芯材1-1垂直设置，所述加劲肋1-2在其设置范围内采用单根通长设置，约束套管1-3两端设置有端板1-4，端板1-4与约束套管1-3连接处设置有加强角筋3，加强角筋3设置为“L”型角钢的形状，其中一条直角边与约束套管1-3固定连接，另一条直角边与端板1-4紧密贴合，摩擦耗能元件部分2为双面摩擦的结构形式，双面摩擦的结构形式的摩擦耗能元件部分2包括摩擦钢板2-2，摩擦压板2-1，摩擦片2-3，摩擦片2-3设置有两片，其中所述摩擦压板2-1开设腰槽，所述摩擦钢板2-2开设有螺栓孔，所述摩擦片2-3设置在两档条2-4间并通过固定螺栓紧固件2-5设置在摩擦钢板2-2两侧，并且摩擦耗能元件部分2上还设置有定位传力机构，定位传力机构包括定位块2-6和定位孔，定位块2-6固定连接在屈曲约束支撑部分1连接段上，定位孔设置在摩擦压板2-1上与定位块2-6紧密贴合，屈曲约束支撑部分1的连接段上设有腰槽1-7，所述腰槽1-7设在加劲肋1-2上，屈曲约束支撑更好的耗能特性：一般情况下，常规屈曲约束支撑在连接段两侧各设置一根加劲肋，在位移作用下容易在加劲肋端部附近出有应力集中，本实用新型通过改进屈曲约束支撑加劲肋布置形式，将一根加劲肋布置改为两根加劲肋的布置形式，调整在位移作用主芯材的应力应变分布，调整了主芯材最大应变分布位置及降低了主芯材的最大应变，从而提高了屈曲约束支撑部分的耗能效果；具有分级耗能的力学特性：常规的屈曲约束支撑由于其较大的刚度导致了其在小位移作用往往保持弹性难以发生塑性变形，因此在小震下常规的屈曲约束支撑很难发挥耗能作用。本实用新型在屈曲约束支撑的基础上引入摩擦耗能元件，在小震作用下摩擦耗能元件工作耗能。在中震和大震时，摩擦耗能元件部分和屈曲约束支撑部分同时发生作用消耗地震能量。从而实现分级耗能的设计目标。

实施例2

一种组合式摩擦型屈曲约束支撑，包括屈曲约束支撑部分1和摩擦耗能元件部分2，所述的屈曲约束支撑部分1两端的主芯材1-1上连接有加劲肋1-2构成连接段-耗能段-连接段的三段式结构，摩擦耗能元件部分2对称设置在屈曲约束支撑部分1的连接段上，屈曲约束支撑部分1包括主芯材1-1、加劲肋1-2、防水卷材1-5、填充材料1-6及约束套管1-3，耗能段及与之相邻的部分连接段的主芯材1-1表面包裹防水卷材1-5，包裹防水卷材1-5部分的主芯材1-1在其长度范围内被灌满填充材料1-6的约束套管1-3牢固约束，加劲肋1-2与主芯材1-1垂直设置，所述加劲肋1-2在其设置范围内采用分段式断开设置，靠近耗能段的一段等距地设置两根加劲肋1-2，靠外的一段居中设置一根加劲肋1-2，两段加劲肋1-2设有一定的交叠长度，约束套管1-3两端设置有端板1-4，端板1-4与约束套管1-3连接处设置有加强角筋3，加强角筋3设置为“L”型角钢的形状，其中一条直角边与约束套管1-3固定连接，另一条直角边与端板1-4紧密贴合，摩擦耗能元件部分2为单面摩擦的结构形式，单面摩擦的结构形式的摩擦耗能元件部分2包括摩擦钢板2-2，摩擦压板2-1，摩擦片2-3，摩擦钢板2-2和摩擦压板2-1分别与屈曲约束支撑部分1连接段和端板1-4固定连接，其中所述摩擦压板2-1开设腰槽，所述摩擦钢板2-2开设有螺栓孔，所述摩擦片2-3设置在两档条2-4间并通过固定螺栓紧固件2-5设置在摩擦压板2-1和摩擦钢板2-2之间，屈曲约束支撑部分1的连接段上设有腰槽1-7，所述腰槽1-7可以设在连接段的主芯材1-1上，屈曲约束支撑更好的耗能特性：一般情况下，常规屈曲约束支撑在连接段两侧各设置一根加劲肋，在位移作用下容易在加劲肋端部附近出有应力集中，本实用新型通过改进屈曲约束支撑加劲肋布置形式，将一根加劲肋布置改为两根加劲肋的布置形式，调整在位移作用主芯材的应力应变分布，调整了主芯材最大应变分布位置及降低了主芯材的最大应变，从而提高了屈曲约束支撑部分的耗能效果；具有分级耗能的力学特性：常规的屈曲约束支撑由于其较大的刚度导致了其在小位移作用往往保持弹性难以发生塑性变形，因此在小震下常规的屈曲约束支撑很难发挥耗能作用。本实用新型在屈曲约束支撑的基础上引入摩擦耗能元件，在小震作用下摩擦耗能元件工作耗能。在中震和大震时，摩擦耗能元件部分和屈曲约束支撑部分同时发生作用消耗地震能量。从而实现分级耗能的设计目标。

实施例3

一种组合式摩擦型屈曲约束支撑，其特征在于：包括屈曲约束支撑部分1和摩擦耗能元件部分2，所述的屈曲约束支撑部分1两端的主芯材1-1上连接有加劲肋1-2构成连接段-耗能段-连接段的三段式结构，摩擦耗能元件部分2对称设置在屈曲约束支撑部分1的连接段上，屈曲约束支撑部分1包括主芯材1-1、加劲肋1-2、防水卷材1-5、填充材料1-6及约束套管1-3，耗能段及与之相邻的部分连接段的主芯材1-1表面包裹防水卷材1-5，包裹防水卷材1-5部分的主芯材1-1在其长度范围内被灌满填充材料1-6的约束套管1-3牢固约束，加劲肋1-2与主芯材1-1垂直设置，所述加劲肋1-2在其设置范围内采用单根通长设置，束套管1-3两端设置有端板1-4，端板1-4与约束套管1-3连接处设置有加强角筋3，加强角筋3设置为“L”型角钢的形状，其中一条直角边与约束套管1-3固定连接，另一条直角边与端板1-4紧密贴合，摩擦耗能元件部分2为单面摩擦的结构形式，单面摩擦的结构形式的摩擦耗能元件部分2包括摩擦钢板2-2，摩擦压板2-1，摩擦片2-3，摩擦钢板2-2和摩擦压板2-1分别与屈曲约束支撑部分1连接段和端板1-4固定连接，其中所述摩擦压板2-1开设腰槽，所述摩擦钢板2-2开设有螺栓孔，所述摩擦片2-3设置在两档条2-4间并通过固定螺栓紧固件2-5设置在摩擦压板2-1和摩擦钢板2-2之间，屈曲约束支撑部分1的连接段上设有腰槽1-7，所述腰槽1-7可以设在连接段的主芯材1-1上，屈曲约束支撑更好的耗能特性：一般情况下，常规屈曲约束支撑在连接段两侧各设置一根加劲肋，在位移作用下容易在加劲肋端部附近出有应力集中，本实用新型通过改进屈曲约束支撑加劲肋布置形式，将一根加劲肋布置改为两根加劲肋的布置形式，调整在位移作用主芯材的应力应变分布，调整了主芯材最大应变分布位置及降低了主芯材的最大应变，从而提高了屈曲约束支撑部分的耗能效果；具有分级耗能的力学特性：常规的屈曲约束支撑由于其较大的刚度导致了其在小位移作用往往保持弹性难以发生塑性变形，因此在小震下常规的屈曲约束支撑很难发挥耗能作用。本实用新型在屈曲约束支撑的基础上引入摩擦耗能元件，在小震作用下摩擦耗能元件工作耗能。在中震和大震时，摩擦耗能元件部分和屈曲约束支撑部分同时发生作用消耗地震能量。从而实现分级耗能的设计目标。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (8)

1.一种组合式摩擦型屈曲约束支撑，其特征在于：包括屈曲约束支撑部分（1）和摩擦耗能元件部分（2），所述的屈曲约束支撑部分（1）两端的主芯材（1-1）上连接有加劲肋（1-2）构成连接段-耗能段-连接段的三段式结构，摩擦耗能元件部分（2）对称设置在屈曲约束支撑部分（1）的连接段上，

屈曲约束支撑部分（1）包括主芯材（1-1）、加劲肋（1-2）、防水卷材（1-5）、填充材料（1-6）及约束套管（1-3），耗能段及与之相邻的部分连接段的主芯材（1-1）表面包裹防水卷材（1-5），包裹防水卷材（1-5）部分的主芯材（1-1）在其长度范围内被灌满填充材料（1-6）的约束套管（1-3）牢固约束，加劲肋（1-2）与主芯材（1-1）垂直设置；

单面摩擦的结构形式的摩擦耗能元件部分（2）包括摩擦钢板（2-2），摩擦压板（2-1），摩擦片（2-3），摩擦钢板（2-2）和摩擦压板（2-1）分别与屈曲约束支撑部分（1）连接段和端板（1-4）固定连接，其中所述摩擦压板（2-1）开设腰槽，所述摩擦钢板（2-2）开设有螺栓孔，所述摩擦片（2-3）设置在两档条（2-4）间并通过固定螺栓紧固件（2-5）设置在摩擦压板（2-1）和摩擦钢板（2-2）之间。

2.根据权利要求1所述的一种组合式摩擦型屈曲约束支撑，其特征在于：所述加劲肋（1-2）在其设置范围内采用单根通长设置。

3.根据权利要求1所述的一种组合式摩擦型屈曲约束支撑，其特征在于：所述加劲肋（1-2）在其设置范围内采用分段式断开设置，靠近耗能段的一段等距地设置两根加劲肋（1-2），靠外的一段居中设置一根加劲肋（1-2），两段加劲肋（1-2）设有一定的交叠长度。

4.根据权利要求1所述的一种组合式摩擦型屈曲约束支撑，其特征在于：约束套管（1-3）两端设置有端板（1-4），端板（1-4）与约束套管（1-3）连接处设置有加强角筋（3）。

5.根据权利要求4所述的一种组合式摩擦型屈曲约束支撑，其特征在于：加强角筋（3）设置为“L”型角钢的形状，其中一条直角边与约束套管（1-3）固定连接，另一条直角边与端板（1-4）紧密贴合。

6.根据权利要求1所述的一种组合式摩擦型屈曲约束支撑，其特征在于：摩擦耗能元件部分（2）为单面摩擦的结构形式或双面摩擦的结构形式。

7.根据权利要求1所述的一种组合式摩擦型屈曲约束支撑，其特征在于：双面摩擦的结构形式的摩擦耗能元件部分（2）包括摩擦钢板（2-2），摩擦压板（2-1），摩擦片（2-3），摩擦片（2-3）设置有两片，其中所述摩擦压板（2-1）开设腰槽，所述摩擦钢板（2-2）开设有螺栓孔，所述摩擦片（2-3）设置在两档条（2-4）间并通过固定螺栓紧固件（2-5）设置在摩擦钢板（2-2）两侧，并且摩擦耗能元件部分（2）上还设置有定位传力机构，定位传力机构包括定位块（2-6）和定位孔，定位块（2-6）固定连接在屈曲约束支撑部分（1）连接段上，定位孔设置在摩擦压板（2-1）上与定位块（2-6）紧密贴合。

8.根据权利要求1所述的一种组合式摩擦型屈曲约束支撑，其特征在于：屈曲约束支撑部分（1）的连接段上设有腰槽（1-7），所述腰槽（1-7）可以设在连接段的主芯材（1-1）上，也可以设在加劲肋（1-2）上。

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