[发明专利]一种含铅芯材料的可变刚度屈曲约束支撑

说明书

技术领域

本发明涉及一种含铅芯材料的可变刚度屈曲约束支撑，属于工程结构抗震与消能减震技术领域。

背景技术

提高建筑物和构筑物抵抗地震能力的传统方法是优化结构体系，通过调整构件的尺寸、配筋等方法增强结构构件本身的强度、刚度和延性来抵抗地震作用和耗散地震输入能量，这种抗震措施的抗震性能有限，影响结构的整体布局，在地震作用下会使结构体系发生破坏，造成很大的震后修复费用。

随着结构减震技术的发展，减震装置正被广泛使用，其原理是通过减震装置来消耗部分的地震能量，从而减少结构的损伤，保证结构的安全。传统的屈曲约束支撑便是其中一种，即在低屈服钢芯板外围套上外部约束构件，一般以斜撑的形式布置在建筑结构的层间对角位置。在地震作用下，芯板的反复拉压变形可以耗散地震能量，同时外部约束构件又有效防止了芯板的屈曲，保证了支撑的持续耗能和刚度的提供。在正常使用状态和多遇地震情况下，传统屈曲约束支撑仅使用芯板的轴向刚度，未使用外部约束构件的轴向刚度，因此提高结构抗侧刚度较小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含铅芯材料的可变刚度屈曲约束支撑。在正常使用状态和多遇地震情况下，可以合理利用屈曲约束支撑外部约束构件的轴向刚度，提高屈曲约束支撑的整体轴向刚度，有助于提升结构抗侧刚度；在中震和罕遇地震情况下，外部约束构件轴向刚度不作为屈曲约束支撑整体刚度的一部分，屈曲约束支撑刚度发生变化后，可提升结构的减震效果。

为了达到以上的目的，本发明所采用的方案是：

一种含铅芯材料的可变刚度屈曲约束支撑，包括芯板、加劲肋、加劲肋板、填充材料、带凹槽钢板、外部约束构件、铅芯材料、顶升装置，所述芯板外围设置外部约束构件，芯板与外部约束构件之间设置填充材料，填充材料与芯板之间涂有无黏结材料，芯板的两端上下两侧设置加劲肋，加劲肋上部固定加劲肋板，所述带凹槽钢板固定在外部约束构件内部，其位置与加劲肋板的位置相对应，所述加劲肋板和带凹槽钢板紧密接触，在加劲肋板的上表面以及带凹槽钢板的下表面开有位置完全重合的凹槽，两块钢板凹槽之间放置铅芯材料，加劲肋板、带凹槽钢板以及外部约束构件在同一位置处开孔，顶升装置的一端置于开孔中，另一端置于芯板上。

所述顶升装置包括滑轮槽、滑轮、连杆、柱体，所述滑轮槽固定在芯板表面，所述滑轮置于滑轮槽中，能够沿滑槽滑动，所述滑轮通过连杆与柱体连接，柱体置于加劲肋板、带凹槽钢板以及外部约束构件在同一位置处的开孔中。

所述外部约束构件为方钢管或圆钢管。所述芯板采用低屈服钢芯板。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点：

本发明装置刚度可变，初始受力时，屈曲约束支撑芯板与约束结构同时提供轴向刚度，大大提高了结构的抗侧刚度；中震和罕遇地震时，芯板与约束结构脱开，刚度变小，使整体结构吸收地震能量减小，进而达到提高结构减震效果的目的。本发明抗震概念设计清晰、结构构造简单、所用材料成本低廉，施工方便，便于更换。

附图说明

图1为本发明含铅芯材料的可变刚度屈曲约束支撑的芯板整体示意图。

图2为本发明含铅芯材料的可变刚度屈曲约束支撑的含铅芯材料时芯板整体示意图。

图3为本发明含铅芯材料的可变刚度屈曲约束支撑的外部约束构件整体示意图。

图4为图2和图3结合整体示意图。

图5为本发明含铅芯材料的可变刚度屈曲约束支撑的顶升装置示意图。

图6为本发明含铅芯材料的可变刚度屈曲约束支撑的滑轮槽整体示意图。

图7为本发明含铅芯材料的可变刚度屈曲约束支撑的滑轮槽俯视图。

图8为图5和图6的整体示意图。

图9为本发明含铅芯材料的可变刚度屈曲约束支撑整体示意图。

图10为本发明含铅芯材料的可变刚度屈曲约束支撑端部详图。

图11为本发明含铅芯材料的可变刚度屈曲约束支撑俯视图。

图12为本发明含铅芯材料的可变刚度屈曲约束支撑侧视图。

图13为图11的C-C剖视图。

图14为图11的D-D剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步说明。