[发明专利]一种套筒约束3H形耗能支撑

说明书

本发明是一种套筒约束3H形耗能支撑，端部加固板固接于H型钢两端上下翼缘之间，横向加劲肋等间距固接于H型钢中部上下翼缘及腹板之间，端板固接于H型钢两端横截面外侧；所述H型钢填充块填充于相邻两组横向加劲肋之间，所述外套筒设置在H形耗能内芯的外围。本发明无需切割H形耗能内芯就能确保在较大外力作用下H形耗能内芯中部先屈服，端部处于弹性阶段，避免了耗能内芯构件切割导致的损伤；H型钢填充块与横向加劲肋共同作用，有效地约束H形耗能内芯翼缘向内局部屈曲；钢套管只约束H形耗能内芯的翼缘外表面，避免了与端部加固板和横向加劲肋的冲突，使屈曲约束部件沿构件长度方向截面相同，显著降低了加工难度。

技术领域

本发明涉及用于减小工程结构地震响应的一种耗能支撑，属于土木工程领域。

背景技术

20世纪90年代以前，传统的结构抗震方法是通过主体结构局部屈服耗散地震能量，如梁铰机制等，这种抗震耗能方式导致结构主体破坏，严重增加了震后修复难度和成本，不利于结构的震后修复。自日本阪神地震与美国北岭地震后，防屈曲耗能支撑作为一种性能优越的消能减震构件，在日本、美国等多震的发达国家得到了快速的推广应用，在我国的研究也处于发展阶段。防屈曲耗能支撑在核心部件外包裹约束部件来限制核心部件的弯曲变形，通过核心部件拉压屈服耗散地震能量，在小震作用下相当于普通的中心支撑，给结构提供足够的侧向刚度，在中等和较大地震作用下相当于金属阻尼器而耗散能量，如此既提高了结构的延性又充分发挥了支撑的耗能作用，使主体结构在地震作用下不会破坏或者破坏较小，是一种较为理想的抗震耗能方式。

目前，H形耗能支撑按照外围约束部件的材料和构造不同可以分为套管填充混凝土约束部件，拼装式全钢约束部件和套管式全钢约束部件。采用套管填充混凝土约束部件，其存在的问题主要有：通过在H形耗能内芯表面粘贴无粘结材料来设置间隙，套管内浇筑混凝土时，很难保证H形耗能内芯与约束部件之间的间隙满足精度要求，而且套管和内芯组装完成之后才能够浇筑混凝土，使得湿作业工作量大，施工周期长；采用拼装式全钢约束部件，其存在的问题主要有：H形耗能内芯全截面均被约束部件约束，约束部件制作复杂，精度要求高，而且H形截面翼缘和腹板的交界处存在倒角，因而实际加工时需要对约束部件进行打磨等处理，使得约束部件的制作难度增加；采用套管式全钢约束部件，其存在的问题主要有：H形耗能内芯截面翼缘内侧及腹板未被约束部件约束，翼缘容易发生严重的向内局部屈曲且腹板容易发生较大的平面外变形，影响了屈曲约束支撑的性能。

此外，有发明实例中耗能支撑的内芯构件通常经过切割形成屈服段、过渡段和连接段，如图1所示，切割工艺和切割精度会严重影响耗能支撑的性能。

发明内容

技术问题：本发明为了解决钢筋混凝土约束，拼装式全钢约束或套管式全钢约束的耗能支撑制作精度要求、制作费用高、混凝土等湿作业施工周期长、耗能内芯构件需要切割或倒角等带来额外加工并降低耗能支撑性能、以及无法对H形耗能内芯形成有效的约束等问题，提出了一种套筒约束3H形耗能支撑。

技术方案：本发明采用的一种套筒约束3H形耗能支撑，包括H形耗能内芯、H型钢填充块和外套筒；

所述H形耗能内芯由H型钢、端部加固板、横向加劲肋以及端板组成；

所述端部加固板固结于H型钢两端的上下翼缘之间，与H型钢腹板平行，形成H形耗能内芯的弹性段，其余部分为屈服段；

所述横向加劲肋等间距固接于H形耗能内芯的屈服段内H型钢上下翼缘及腹板之间，与H型钢腹板和翼缘垂直；

所述端板固接于H型钢两端横截面外侧；

所述H型钢填充块截面为H形，其上下翼缘与H形耗能内芯上下翼缘平行，其腹板与H形耗能内芯的腹板平行，填充于相邻两组横向加劲肋和H形耗能内芯上下翼缘之间，以及填充于端部加固板一边与横向加劲肋和H形耗能内芯上下翼缘之间；