[实用新型]一种带缝隙和防滑凸起的屈曲约束耗能支撑

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种建筑结构构件，尤其涉及一种运用在工程抗震领域中的建筑结构支撑构件。

(二)背景技术：

近年来，随着社会经济的迅速发展，城市化进程的日益加快，各种各样各样造型复杂、功能独特的建筑不断涌现。虽然现代工程技术的发展，特别是高层建筑结构的设计建造技术的发展，使这些建筑方案得以实现；但是近年来的大震震害也表明，虽然这样的建筑在地震过程中主体结构没有受到明显的破坏，但是由于主体结构偏柔，导致结构变形过大，从而造成非结构构件及相关服务设施的严重破坏，损失巨大；而且由于这样的结构往往都会产生非线性变形，造成震后修复困难或成本过高，不满足经济要求。

为了减小地震作用下这类结构的变形，人们往往会在结构中增设一些钢支撑构件，以提高结构的整体刚度。但传统的钢支撑构件在强震作用受压时会产生屈曲的现象，故往往将支撑构件断面加大以符合设计要求，但仍难以保证在强震下不发生屈曲失稳。有鉴于此，近来在日本、美国以及我国台湾地区的一些研究学者研制了一种受压时不会发生屈曲失稳的轴力构件，在我国台湾地区称之为挫屈拘束支撑(BucklingRestrained Braces，简称BRB)，在美国和日本则称之为无粘结支撑(Unbonded Braces，简称UBB)。考虑到这种构件在材料屈服后具有很强的耗能能力，在实际工程中可将其作为耗能支撑使用。目前，这种构件在日本、美国以及我国台湾地区已得到了广泛应用；在国内，尚处于研究的起步阶段，工程应用较少。

屈曲约束耗能支撑是一种在受拉与受压时均能达到屈服而不发生屈曲失稳的轴力构件，与传统中心支撑相比具有更稳定的力学性能。经适当设计，含有屈曲约束耗能支撑的框架不但可以增加整体刚度、提高结构延性，而且由于其受压时不会屈曲的特性可以充分发挥钢材的滞回消能能力，因此，这种构件同时具备了中心支撑和位移型阻尼器的功能，在工程抗震领域具有重要的应用价值。

一般而言，屈曲约束耗能支撑是由三个部分所组成，即核心钢支撑、外套约束钢管及滑动机制。核心钢支撑，又称为主受力单元，是构件中主要的受力元件；外套约束钢管又称为侧向支撑单元，负责提供约束机制，以防止核心钢支撑受轴压时发生整体或局部屈曲。另外，为避免核心钢支撑因受压膨胀后与外套约束钢管间产生握裹或摩擦力而造成轴压力的大量增加，必须在核心钢支撑与外套约束钢管间设置一种滑动机制，目前，这种滑动机制主要由核心钢支撑与外套约束钢管之间填充的脱粘结材料提供。

图1为一种常见的屈曲约束耗能支撑的结构透视图。图中所示的屈曲约束耗能支撑由钢板构成的核心钢支撑1、外套约束钢管2、脱粘结材料3、混凝土或砂浆构成的填充材料4组成。其中，核心钢支撑直接承受轴力荷载，由特定强度的钢板组成；外套约束钢管2和填充材料4对核心钢支撑形成约束，以防止轴向压力达到一定程度时核心钢支撑发生屈曲失稳；脱粘结材料由特殊的化学材料构成，可以隔断核心钢支撑和填充材料，使核心钢支撑在受压时能自由伸缩变形。上述现有屈曲约束耗能支撑存在三个主要缺点：

1、核心钢支撑需要由特定强度钢板构成，材料选择范围受限制，加工制造的难度大，成本高，不利于在工程中推广使用。

2、脱粘结材料3，既要保证核心钢支撑的轴向自由滑动，又要使核心钢支撑横向膨胀不受约束，同时还要严格控制其厚度，不能太厚又不能太薄，因此，必须需采用特殊的化学材料。这样，就增加构件的制造难度和成本，同时造成了屈曲约束耗能支撑对脱粘结材料的过渡依赖。

3、采用混凝土或砂浆作为填充材料，灌注操作比较困难。实际工程中，屈曲约束耗能支撑的长度较大，一般均在4米以上。此时，既要保证混凝土或砂浆灌注密实，又要保证外套约束钢管和核心钢支撑的相对位置不能偏移，是比较困难的。

(三)实用新型内容

为了克服现有屈曲约束耗能支撑的上述不足，解决材料选择范围有限、制造和安装繁琐且成本高的问题，本实用新型提供了一种带缝隙和防滑凸起的屈曲约束耗能支撑。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种带缝隙和防滑凸起的屈曲约束耗能支撑，包括核心钢支撑1和外套约束钢管2，其特征在于：

所述核心钢支撑1的横截面为十字形，沿其轴向，核心钢支撑的中部主体为直径较小的屈服段103，两外端头部为直径较大的外伸段101，外伸段与屈服段之间是过渡段102，在屈服段103的中部位置上设有防滑凸起5。