[发明专利]加劲套管混凝土屈曲约束支撑

说明书

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及用于减小工程结构地震响应的一种屈曲约束支撑。

背景技术

屈曲约束支撑是一种新型抗侧力构件，同时也是一种利用金属屈服耗散地震能量的消能减震构件，兼具普通支撑和金属阻尼器双重功能。在小震作用下，屈曲约束支撑的各个部分均保持弹性，与主体结构共同组成整体抗侧力体系，保证结构的侧移满足要求。在中震或大震作用下，屈曲约束支撑核心板的部分截面在轴向拉力或压力作用下能够进入屈服，形成核心板屈服段，利用核心板屈服段的金属屈服耗散大部分地震能量，从而极大衰减主体结构的振动反应，达到保护主体结构的目标。因其具有性能稳定、制作方便、成本低廉等优点，近年来得到了广泛的应用。

目前，被广泛研究和应用的套管混凝土屈曲约束支撑主要由以下三部分构成：承受轴心荷载的核心消能部件，防止核心部件产生整体或局部屈曲的侧向约束部件以及减小摩擦阻力的无黏结材料。其中核心部件多为一块一字形钢板或由多块一字形钢板形成的组合截面形式，而侧向约束部件则是由钢管里填充混凝土或砂浆块而成，无黏结材料包裹核心部件避免与砂浆层直接接触。此种形式的屈曲约束支撑在轴向压力作用时，核心部件会对与其接触的混凝土或砂浆层产生很大的挤压力，试验表明会造成混凝土或砂浆层的局部压碎，从而引起核心部件局部屈曲过大，进而严重影响屈曲约束支撑的性能。

发明内容

本发明为了解决传统套管混凝土屈曲约束支撑在往复荷载作用下核心部件对约束部件的挤压力全部直接由混凝土或砂浆承担，混凝土或砂浆被压碎而导致核心部件的局部屈曲过大而失效，进而提出了一种利用加劲部件与混凝土或砂浆组合来约束核心部件的加劲套管混凝土屈曲约束支撑。

本发明采用的技术方案为：一种加劲套管混凝土屈曲约束支撑，包括核心部件、无黏结材料、加劲部件和约束部件；

所述约束部件设置在核心部件外围，约束部件由套管填充混凝土或砂浆组成；所述无黏结材料包裹在核心部件的表面；

所述无黏结材料外表面上增设有加劲部件，加劲部件的平侧面或翼缘外侧面沿核心部件长度方向与包裹有无黏结材料的核心部件外表面紧贴，加劲部件的长度大于核心板屈服段长度，无黏结材料和加劲部件一起放置于约束部件内。

作为优选，所述约束部件的套管截面是方形、矩形、多边形或圆形。

作为优选，所述核心部件的截面是一字形、十字形、T字形或工字形。

作为优选，所述加劲部件为平板，平板宽度为一字形核心部件宽度或T字形与工字形翼缘宽度的0.5～1倍。

作为优选，所述加劲部件为槽形件，槽形件的一边或两边或三边与包裹核心部件的无黏结材料表面紧贴。

作为优选，所述加劲部件为L形件，L形件的一肢或两肢与包裹核心部件的无黏结材料表面紧贴。

作为优选，所述加劲部件为矩形管，矩形管的一边或两边或三边与包裹核心部件的无黏结材料表面紧贴。

作为优选，所述加劲部件为折板，所述折板翼缘边与包裹核心部件的无黏结材料表面紧贴。

作为优选，所述加劲部件上开设有孔洞或在背向无黏结材料侧焊接栓钉，以阻止加劲部件与混凝土或砂浆块之间的相对滑移。

本发明支撑构件在包裹核心部件的无黏结材料层表面增设一加劲部件，然后一起被填充混凝土或砂浆的套管所约束，该加劲部件通常可为一字形钢板、槽形件、L形件、矩形管、折板或其组合形式，而形成新型加劲套管屈曲约束支撑。该新型屈曲约束支撑构件通过加劲部件，将核心板传来的挤压力全部或者部分通过加劲部件均匀传递到更大面积的混凝土或砂浆块面层上，加劲部件的平侧面或翼缘外侧面的宽度约为包裹有无黏结材料的核心部件对应表面宽度的0.3～1倍，可改变混凝土或砂浆与核心部件接触表面的压应力传递路径，从而有效避免混凝土或砂浆被压碎而导致的屈曲约束支撑性能降低。此外，通过增设加劲部件，将核心部件与约束部件的接触面形式由原来的钢与混凝土或砂浆面层接触改变为钢与钢和钢与混凝土或砂浆面层的混合接触，因钢与钢的接触摩擦系数低于钢与混凝土或砂浆面层的接触摩擦系数，所以可减小核心部件与约束部件之间的摩擦，从而有效改善屈曲约束支撑的性能。

本发明具有以下有益效果：