[实用新型]一种改进的纯钢型屈曲约束耗能支撑

说明书

技术领域

本实用新型涉及防振动或震动的一般建筑物构造，具体涉及一种防屈曲耗能支撑构件。

背景技术

为增大结构的抗侧刚度以减小其在地震中的侧向变形，往往在结构中增加钢支撑构件，但传统钢支撑构件在强震作用受压时会产生屈曲失稳的现象，即使增加支撑横截面达到设计要求也难以保证其在突发强震下不发生屈曲失稳，鉴于此，工程人员研发了一种受压时屈曲失稳收到约束的轴向支撑构件，其兼具支撑与耗能作用，称为防屈曲耗能支撑。

防屈曲耗能支撑是一种在受拉与受压作用下均能达到屈服而不发生屈曲失稳的轴力构件，比传统支撑构件具有更加稳定的力学性能。安装于结构中，不但可以增加结构的整体刚度、提高结构延性，还能发挥钢材的滞回耗能能力，因此其同时具备了中心支撑和位移型耗能器的功能，在工程抗震领域具有较显著的应用价值。美国北岭地震和日本神户地震后，工程师开始意识到防屈曲耗能支撑在结构消能减震上的良好效果，其后，防屈曲耗能支撑得以较广泛的应用于各类建筑，在日本和美国已有数百栋建筑采用了该类构件。中国也有相关建筑采用防屈曲耗能支撑作为支撑与耗能构件，但数量较少。

目前，防屈曲耗能支撑按照不同的材料形式和不同的制作工艺可分为三类，即混凝土约束型防屈曲耗能支撑、全钢型防屈曲耗能支撑和装配式防屈曲耗能支撑。一般而言，防屈曲耗能支撑主要由核心单元、外约束单元和无粘结构造层三部分构成，其中核心单元是支撑构件的主受力元件，外约束单元提供约束机制，以防止核心单元受轴压时发生整体或局部屈曲失稳，无粘结层设置在核心单元与外约束单元接触面之间，以尽量减小核心单元与外约束单元产生握裹或摩擦力从而造成支撑受压时轴向压力的大量增加。

目前大多防屈曲支撑普遍存在以下问题：（1）支撑截面多呈方形或圆形，难以与墙体实现有效结合，在建筑外观要求严格的情况下布置位置受限制；（2）大部分防屈曲支撑尤其是混凝土约束型，其自重较大，加工工艺复杂且周期较长；（3）大多防屈曲支撑端部容易出现破坏，需要进行较大程度的端部加强。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种改进的纯钢型屈曲约束耗能支撑，该屈曲约束耗能支撑不仅横截面尺寸小，自重轻，端部强度高，安装布置便利，而且加工工艺简单，周期短。

本实用新型解决上述技术问题的方案如下所述：

一种改进的纯钢型屈曲约束耗能支撑，该屈曲约束耗能支撑包括一字形核心钢板和约束套管，其特征在于，

所述的一字形核心钢板沿轴向分为中部的屈服段和两头的外伸段，其中所述的屈服段均匀分布有通孔，所述的外伸段的上下表面分别贴合焊接有加劲板；

所述的约束套管套设在一字形核心钢板的的中部，其横截面为矩形，内壁与一字形核心钢板外壁之间设有满足一字形核心钢板受压屈服时可自由膨胀的间隙，与所述加劲板相对应的头部设有容纳加劲板的缺口，该缺口的底部与所述加劲板的端部之间设有凹凸对插的侧向限位结构；

所述的约束套管的两头在所述侧向限位结构的部位分别套设有加劲套管，该套管由螺栓固定在约束套管上；

所述的约束套管两侧的内壁与一字形核心钢板之间和所述的加劲板与加劲套管的内壁之间分别设有弹性垫。

由于所述的一字形核心钢板的截面尺寸和长度是根据地震烈度和建筑物的结构要求来确定的，因此，要根据所确定的一字形核心钢板的截面尺寸来选择合适规格的型钢作为约束套管往往十分困难，甚至选不到。为了解决上述的技术难题，本实用新型的进一步改进方案是，所述的约束套管和加劲套管均由钢板焊接构成的。

为了进一步保证核心单元只承受拉伸和压缩载荷，本实用新型的进一步改进方案是，所述的一字形核心钢板的外伸段还设有穿越加劲板的安装孔。

本实用新型较现有技术具有下述有益效果：

1、将约束套管的内壁与一字形核心钢板外壁之间的间隙限定为满足一字形核心钢板受压屈服时自由膨胀，且，加劲板以贴合的方式焊接在一字形核心钢板的外伸段的上下表面，因此约束套管和一字形核心钢板的外伸段(与建筑结构的连接部位)的截面积都相对较小，整个支撑能够布置于墙体中，所占用的空间明显减小。

2、在一字形核心钢板的屈服段均匀分布有通孔，使其在拉—压循环载荷作用下均能进入屈服，滞回性能得到明显改善。

3、在所述的约束套管两侧的内壁与一字形核心钢板之间和所述的加劲板与加劲套管的内壁之间分别增设弹性垫，既可严格控制一字形核心钢板与约束套管之间四周的间隙，又能让轴向力传递到一字形核心钢板上，进一步提高了整个支撑防屈曲效果。

附图说明