[发明专利]一种双T字形内核格构式防屈曲支撑构件

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型防屈曲耗能支撑构件，属于结构工程技术领域。 

技术背景

防屈曲支撑构件一般由内核构件与外围约束构件两部分组成。在小震作用下，防屈曲支撑构件内核保持弹性，为主体结构提供足够的抗侧刚度；在中震和大震作用下，内核在拉压反复荷载作用下均能全截面屈服，滞回曲线非常饱满，充分地消能减震，可对主体框架提供充分的保护作用。防屈曲支撑构件兼具“耗能”与“支撑”的双重作用，消能减震性能优异，可广泛应用于新建结构与已有结构的加固。至今，日本已有超过300栋建筑、美国也有不少于30栋在建和已建的建筑中使用了防屈曲支撑构件。近年来，防屈曲支撑构件在我国的中关村威盛大厦、北京银泰中心、上海世博中心等大型建筑结构也开始得到应用。 

传统式防屈曲支撑构件一般采用整体截面形式，内核构件一般采用低屈服点高延性的钢材，常设计为“一”字形板件或者“十”字形组合构件；外围约束构件采用圆钢管或者方钢管内灌混凝土形成的组合截面；为防止内核构件受压时由于钢材泊松效应引起的横向膨胀而被塞死，内核构件与混凝土分离，且在内核构件表面可涂装特制的无粘结材料。但随着工程上日益增长的截面种类需要与超大支撑力的要求，传统的整体截面式防屈曲支撑存在以下不足：（1）大吨位防屈曲支撑构件的截面尺寸势必会做得很大，其自重将成倍增加，增加了构件加工制作和运输的成本；（2）随着防屈曲支撑构件自重的增加，地震时将承受更大的地震作用，形成恶性循环；（3）由于安装时在端部节点处不可避免地形成偏心或者节点刚接等原因，框架结构中的防屈曲支撑构件将承受一定的附加弯矩。研究表明，这种附加弯矩的存在可能导致防屈曲支撑构件提前破坏，不能充分发挥其耗能能力。 

为了解决上述问题，本发明提出一种双T字形内核格构式防屈曲支撑构件。这种格构式防屈曲支撑构件由两个防屈曲分肢通过沿构件纵向分布的若干钢缀板连接而成。每个分肢均为T字形内核且矩形钢管混凝土约束型防屈曲支撑构件，其内核构件由两块低强度高延性的一字形截面低碳钢板焊接成T字形截面；外围约束截面为矩形钢管，直接采用冷弯薄壁型钢或者分别采用四块钢板焊接组成，矩形钢管内浇注混凝土；内核构件表面涂装特制的无粘结材料，混凝土与内核钢板之间保留一定间隙以满足内核构件受压膨胀量的要求。在分肢的两个短边上，沿防屈曲支撑构件的纵向焊接若干钢缀板，使两个分肢形成整体共同工作。两个 分肢的T字形截面内核在端部伸出外围约束构件，通过一块肋板连接形成H形截面，可通过高强螺栓及连接板与框架构件连接。 

本发明的优点主要有：（1）格构式截面可增大防屈曲支撑构件整体截面的惯性矩及整体抗弯刚度，提高支撑的承载效率，用于大吨位防屈曲支撑构件的设计可降低自重，为构件的制作、运输及安装等提供极大便利；（2）可以通过钢缀板调整两个防屈曲分肢间的距离，使防屈曲支撑构件获得最佳的受力性能；（3）钢缀板可为防屈曲分肢提供侧向支撑，进而提高其分肢的整体稳定承载力；（4）虽然由于安装偏心或者节点刚接等原因使防屈曲支撑构件承受附加偏心弯矩，但分肢仍以受轴压为主，可充分发挥其耗能能力；（5）支撑端部由两个分肢T字形内核通过肋板连接形成H形截面，通过高强螺栓及连接板可方便地与框架构件连接；（6）补充了现有防屈曲支撑构件的种类以及连接方式，满足了工程上日益增长的截面种类需要与超大支撑力的要求。 

发明内容

本发明提出一种双T字形内核格构式防屈曲支撑构件，旨在提供一种具备更大承载吨位的支撑消能构件，为结构提供抗侧力作用，并在大震作用下有效耗能。 

一种双T字形内核格构式防屈曲支撑构件，其特征在于，该支撑构件含有以下部件：T字形内核构件，约束矩形钢管，无粘结材料，钢缀板，端部肋板，混凝土； 

所述T字形内核构件共两个，其尺寸相同，采用两块低强度高延性的平钢板焊接形成T字形截面，内核构件表面涂装无粘结材料，与约束矩形钢管内浇注的混凝土分离； 

所述约束矩形钢管共两根，其尺寸相同，且长度小于T字形内核构件的长度，直接采用冷弯薄壁型钢，或者分别采用四块钢板焊接组成。 

在所述两根约束矩形钢管中浇注混凝土。 

单个T字形内核构件、单个约束矩形钢管及内灌混凝土组成一个防屈曲分肢，两个分肢长边平行放置并根据需要设置合适间距；两个分肢通过沿构件纵向分布的若干钢缀板连接形成格构式构件，作为整体共同工作。所述钢缀板与分肢短边（即约束矩形钢管的短边）焊接连接，采用三面角焊缝，钢缀板对称布置在分肢的两个短边侧。