CN2777090Y - 墙板式无屈曲消能支撑 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种墙板式无屈曲消能支撑，包括有轴力构件单元、屈曲约束单元、连接单元和脱粘接单元，该轴力构件单元由钢板构成，所述屈曲约束单元为混凝土墙板，由钢筋混凝土或者纤维混凝土制成。本实用新型将建筑墙板与无屈曲消能支撑巧妙地结合在一个构件中，既起到了分隔空间的作用，又可以提高结构的抗侧刚度，增强抗震、抗风性能，可广泛用于高层小开间的建筑(如宾馆、酒店等)中，以达到抗震抗风的目的。

Description

墙板式无屈曲消能支撑

技术领域：

本实用新型涉及一种建筑结构构件，特别涉及一种可用于高层小开间建筑的墙板式无屈曲消能支撑。

背景技术：

众所周知，现代的建筑结构都要考虑结构的抗震，尤其是建于地震区的建筑，此外结构的设计还需要考虑抗风性能，钢结构由于良好的材料性能，被广泛用于许多土木工程中。随着经济的发展和城市化进程的加快，高层建筑物的数量在不断地增加，而其中又以钢结构和钢与混凝土组合结构所占比例最大。现有建筑结构系统大多采用抗弯钢框架体系、支撑框架结构以及双重结构体系，而其中以抗弯框架体系最为常用。但是对于抗弯框架体系的高层建筑而言，由于建筑的高度而使其结构相对变柔，结构的变形往往超过规范规定的侧移限值，因此结构就需要提高整体的刚度。另外，在大地震的作用下，结构会产生过大的非线性变形，往往造成震后结构修复困难或者修复成本过高，因而不符合经济要求。支撑框架结构具有较好的经济性，但是由于传统的支撑钢结构体系在支撑受压时会产生屈曲，故往往需要加大支撑的断面以符合设计需求，从而又降低了其经济性，即便如此，仍然不能保证在强震动下避免屈曲的发生。有鉴于此，国外一些研究者开发出一种受压时没有屈曲发生的构件，称为屈曲约束支撑(Buckling-Restrained Braces)或者无屈曲消能支撑，把它们作为阻尼器使用在高层建筑结构中。目前，无屈曲消能支撑已在日本、美国、加拿大等国家得到了广泛应用。

普通的支撑在承受轴向压力达到一定极限的时候就会发生屈曲现象，当屈曲发生后，支撑就失去了承载能力，无屈曲消能支撑能够在承受轴向压力时不发生屈曲，而是与受拉一样发生屈服，从而能够大量吸收输入整个体系的能量，因此可以用作为一个阻尼装置。

无屈曲消能支撑一般由以下三个基本部分组成：轴力构件单元，屈曲约束单元和连接单元。轴力构件单元位于轴心，屈曲约束单元环包在它的周围，连接单元在轴力构件单元的二端。

当轴力构件单元受压时，由于受到外部的屈曲约束单元的约束，使轴力构件单元不会发生屈曲。当压力达到某极限时，轴力构件单元会发生屈服从而耗散输入体系的能量。无屈曲消能支撑一般是以轴心支撑的形式连接在钢结构框架的梁柱节点上的，它主要用作为结构的抗水平力(风或地震)构件。在水平荷载作用下，只要支撑不发生屈曲，它就可以吸收输入系统的能量，起到了结构的阻尼器的作用。

1988年，日本建筑学会构造论文集第34B册上登载的论文《由屈曲约束混凝土和钢管约束包裹的无粘接支撑的研究》(A study on the unbondedbrance encased in buckling-restraining concrete and steel tube)中披露了一种常见的无屈曲消能支撑，其结构和安装见图1和图2。图中所示的无屈曲消能支撑10由钢板构成的轴力构件单元11、方钢管构成的屈曲约束单元12、混凝土构成的填充单元13、化学材料构成的脱粘接单元14和连接单元15组成，其一端连接在钢结构的柱20和梁30的节点上，其另一端连接在该钢框架的另一节点上。钢板11承受轴力荷载；方钢管12和混凝土13从周围对钢板11形成约束，以防止钢板11在承载到一定极限时发生屈曲；脱粘接单元14可以隔断钢板11和混凝土13，以便钢板11受压时能自由伸缩滑动并在屈服时发生变形；钢板11延伸出方钢管12的外部，并在其端部垂直地焊有直立的加固钢板16，以防止没有外部约束而可能产生的屈曲。这样钢板11的延伸端部与加固钢板16就形成了“+”字形的断面(见图2A-A剖面)从而构成连接单元15，该连接单元15与钢结构节点上伸出的由钢板构成的二相互垂直的连接板通过连接缀板和螺栓连接起来。

由于上述现有的无屈曲消能支撑10的截面一般比较大，大多数的截面高度大于350毫米，所以主要适用于钢结构的大开间建筑。但是对于高层的小开间建筑，特别是高层的旅馆酒店等，其结构梁柱的布置经常也同建筑要求一样为小开间，它们不仅需要框架支撑而且还需要大量的墙板来分隔空间，因此在这种场合下使用现有的无屈曲消能支撑就显得既不经济也不合理了。

发明内容：

为了克服现有技术应用在高层小开间建筑中不够经济合理的不足，本实用新型提供了一种墙板式无屈曲消能支撑。这种支撑在作为承受水平荷载的构件的同时，又利用外部的约束墙板有效地分隔了空间，结构既合理又经济，使得本实用新型具有承受水平荷载和分隔空间的双重功能。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种墙板式无屈曲消能支撑，包括有轴力构件单元、屈曲约束单元、连接单元和脱粘接单元，该轴力构件单元由钢板构成，所述屈曲约束单元为混凝土墙板。

本实用新型所述的墙板式无屈曲消能支撑的连接单元由轴力构件单元的钢板伸出在屈曲约束单元以外的端部部分构成，其截面大于轴力构件单元钢板的截面；所述混凝土墙板由钢筋混凝土或者纤维混凝土制成；所述脱粘接单元由硅胶构成。

与现有技术相比，本实用新型用混凝土墙板作为屈曲约束单元，将墙板的分隔空间功能和支撑的功能有机地结合在一起，起到了双重的功效。

附图说明：

图1是公知无屈曲消能支撑的结构和安装示意图。

图2是图1中A-A、B-B、C-C处的剖面图。

图3是本实用新型的结构和外观示意图。

图4是图3中D-D处剖面图。

图5是图3中E-E处剖面图。

图6是本实用新型安装示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

首先参阅图3本实用新型的示意图和图4、图5剖面图。图示的墙板式无屈曲消能支撑由轴力构件单元1、屈曲约束单元2、脱粘接单元3和连接单元4组成。所述轴力构件单元1由钢板构成，其数量和位置可根据需要设置；屈曲约束单元2由混凝土墙板构成，该混凝土墙板可由钢筋混凝土制成，也可以由纤维混凝土制成；在上述屈曲约束单元2和轴力构件单元1之间设置有脱粘接单元3，该脱粘接单元3由硅胶构成；所述连接单元4是由轴力构件单元1的钢板伸出在屈曲约束单元2以外的端部部分构成，其截面大于轴力构件单元1的钢板的截面，换言之，轴力构件单元1的钢板的端部伸出屈曲约束单元2的混凝土墙板之外就形成了连接单元4，并且截面逐渐变大以便增加承载能力，从而避免在失去屈曲约束单元2的约束的条件下该部位过早地发生屈曲。

再参阅图6本实用新型的安装示意图，所述墙板式无屈曲消能支撑的连接单元4分别焊接或固定连接在高层小开间建筑结构框架的梁5与柱6结合的节点上或者梁5上。

本实用新型在制造时，首先将轴力构件单元1的钢板用硅胶包裹，从而形成脱粘接单元3，然后再浇注钢筋混凝土或纤维混凝土形成墙板作为约束单元2，在混凝土达到预期的强度后，再将整体的墙板式无屈曲消能支撑进行安装。安装后的墙板式无屈曲消能支撑既承受了水平荷载、提高了结构的抗侧刚度又起到了分隔空间、兼作墙板的作用。

Claims (4)

1、一种墙板式无屈曲消能支撑，包括有轴力构件单元、屈曲约束单元、连接单元和脱粘接单元，该轴力构件单元由钢板构成，其特征在于：所述屈曲约束单元为混凝土墙板。

2、根据权利要求1所述的墙板式无屈曲消能支撑，其特征在于：所述连接单元由轴力构件单元的钢板伸出在屈曲约束单元以外的端部部分构成，其截面大于轴力构件单元钢板的截面。

3、根据权利要求1所述的墙板式无屈曲消能支撑，其特征在于：所述混凝土墙板由钢筋混凝土或者纤维混凝土制成。

4、根据权利要求1所述的墙板式无屈曲消能支撑，其特征在于：所述脱粘接单元由硅胶构成。

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