[实用新型]一种内套管约束折叠钢板耗能支撑

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑结构耗能支撑领域，涉及一种内套管约束折叠钢板耗能支撑。

背景技术

地震是一种强烈的自然灾害，地震时释放的能量能够对建筑物形成致命性的破坏。为了吸收地震时释放的能量保护建筑物，避免因为过量的能量输入对建筑物所造成破坏，保护人们的生命财产安全，屈曲约束支撑装置被广泛的应用。

屈曲约束支撑主要由芯板、外套管、无粘结材料等部分构成。该技术中芯板为主要受力单元，在地震作用下芯板发生变形而消耗地震所输入的能量，从而达到保护主体框架的目的。内套管通过对芯板的约束，防止芯板产生侧向屈曲影响其耗能效果。

然而目前的屈曲约束耗能支撑塑性铰出现较少，并不能发挥整块芯板的耗能能力，无法控制芯板的屈服点位置，无法控制塑性铰出现的数量，这就使得整个支撑的耗能性能并不能实现精确控制，从而达到预期的效果。

实用新型内容

技术问题：本实用新型提供一种利用折叠钢板形成的芯筒代替芯板作为主要受力构件，利用其良好的屈服后耗能能力减少建筑物的地震响应，制作简单，便于安装，能够应用到结构抗震方面，有效地减轻地震灾害的内套管约束折叠钢板耗能支撑。

技术方案：本实用新型的内套管约束折叠钢板耗能支撑，包括芯筒、设置在所述芯筒内的内套管、设置在所述芯筒两侧筒口的端头承压板、设置在内套管中与端头承压板内侧连接的十字固定板，连接在端头承压板外侧的十字节点板，所述芯筒由多个耗能单元依次连接而成，所述耗能单元包括4n个异面三角形，其中2n个为第一类三角形，2n个为第二类三角形，每两个第一类三角形顶角连接设置，构成一个分组，每两个第二类三角形底边连接设置，构成一个分组，第一类三角形分组与第二类三角形分组相邻连接，拼接成一个筒状构件，n为耗能单元端部多边形边数，n≥3。

进一步的，本实用新型中，所述端头承压板的尺寸与芯筒的筒口尺寸相同。

进一步的，本实用新型中，所述芯筒内壁与内套管之间有间隙，其中填充有无粘结材料。

进一步的，本实用新型中，所述十字节点板上焊接有竖向的加劲肋。

本实用新型的折叠钢板耗能支撑对钢板采用冲压的方式使其出现折痕，相当于在钢板之中引入了初始缺陷，进而可以控制出现塑性铰的位置，使塑性铰出现在折痕附近，还可以通过控制折痕的数量来控制塑性铰的数量。然后将冲压之后的钢板焊接成为筒状，同时增加了稳定性，不易发生面外屈曲。

本实用新型内套管约束折叠钢板耗能支撑由芯筒、内套管、端头承压板、十字固定板、十字节点板、无粘结材料，加劲肋构成；其中芯筒是是由普通钢板经过冲压焊接成为筒状，其折叠段是由几何尺寸相同的耗能单元组成。且耗能单元体四面均采用相同的折痕，其构造形式相对简单，制作方便；端头承压板与芯筒、十字节点板、十字固定板相连，将荷载均匀的传递给芯筒。十字固定板确定内套管的位置，焊接于端头承压板内侧。十字节点板将该支撑与框架相连接。内套管限制耗能段折痕处出现过大的变形而影响整个支撑的耗能性能。无粘结材料覆盖于内套管外表面，减弱内套管与芯筒之间的摩擦，加劲肋设置于十字节点板上，防止节点板受压屈曲。

本实用新型的内套管约束折叠钢板耗能支撑通过折叠钢板产生预折痕，在承受荷载时可以在折痕处产生塑性铰线，利用塑性铰线来增加该支撑的耗能能力，同时在芯筒的内部设置套管，提高对芯筒的环向约束，便于提高该支撑的刚度与极限承载力。

其核心为芯筒，芯筒集中体现了实用新型的设计原理，且以n＝4时为例进行说明：

所述芯筒，如图1中1所示，是钢板经过冲压焊接而成，经过冲压可以形成由一系列全等的等腰三角形所构成的耗能单元，再经过焊接形成筒状，如图4所示，为保证良好的耗能能力，便与加工，所用钢材优先采用软钢、Q235或高性能钢材，所用钢板厚度不宜大于50mm。

所述内套管，如图1中5所示，优先采用钢材制成，可以是圆钢管、方钢管，优先使用市场上已有的钢管规格。所述无粘结材料在芯筒与内套管之间设置，如图1中6所示，无粘结材料为2mm厚的硅胶层，用来减弱内套管与芯筒之间的摩擦。

所述端头承压板设置于芯筒两端部，如图1中3所示，是将高强钢板切割成与耗能单元侧面吻合的六面体，焊接于芯筒两端。所述十字固定板，如图1中4所示焊接于端头承压板内侧，限制内套筒的位置。所述十字节点板，如图1中2所示，采用与端头承压板相同的钢材，焊接于端头承压板上。所述加劲肋，如图1中7所示，共设置四道，每道由四片相同的钢板组成，焊接于十字节点板上。