[发明专利]一种新型U形钢板耗能支撑

权利要求书

1.一种新型U形钢板耗能支撑，用于连接到建筑物中的钢结构框架形成耗能构件，由外套筒(1)、内部钢板(2)和两组对称U形元件(3)构成，其特征在于：每个所述U形元件(3)分别通过单边螺栓(8)与所述外套筒(1)连接，每个所述U形元件(3)分别通过普通螺栓(9)与所述内部钢板(2)连接，所述内部钢板(2)外伸构成一侧连接板一(4)，所述外套筒(1)与端部盖板(7)焊接，连接板二(5)与所述端部盖板(7)焊接，整体结构通过螺栓(6)与所述钢框架连接；

所述外套筒(1)为方形钢管；

所述内部钢板(2)与所述外套筒(1)之间有一定间隔，以满足限制外管对轴向承载系统产生影响的要求；

两组对称所述U形元件(3)分别均匀设置于所述内部钢板(2)与所述外套筒(1)形成的收容腔内；

两组对称的所述U形元件(3)采用双向布置；

两个开口相对的U形元件(3)为一组耗能阻尼器；

两组对称的所述U形元件(3)分别沿支撑长度方向进行布置同时关于内部钢板(2)对称分布。

2.根据权利要求1所述的新型U形钢板耗能支撑，其特征在于：所述U形元件(3)必须先钢框架结构的结构构件进入塑性，采用屈服点低，吸收大量能量的Q235钢；

所述U形元件(3)其截面形式为U形，包括上直线部分，半圆部分及下直线部分，上直线部分与下直线部分关于所述U形元件(3)对称分布，上直线部分与下直线部分长度相同；

所述U形元件(3)上直线部分，半圆部分及下直线部分等厚。

3.根据权利要求1所述的新型U形钢板耗能支撑，其特征在于：所述连接板一(4)一端为半圆，所述连接板一(4)上设置有螺纹孔，通过使用所述螺栓(6)与所述钢框架铰接；

所述连接板二(5)一端为半圆，所述连接板二(5)上设置有螺纹孔，通过使用所述螺栓(6)与所述钢框架铰接。

4.根据权利要求1所述的新型U形钢板耗能支撑，其特征在于：所述外套筒(1)、所述内部钢板(2)、所述接板一(4)、所述接板二(5)及所述端部盖板(7)在极限力作用下应处于弹性阶段，使塑性损伤集中于所述U形元件(3)上。

5.根据权利要求1所述的新型U形钢板耗能支撑，其特征在于：新型U形钢板耗能支撑采用人字支撑或成对布置的单斜杆支撑形式，支撑与钢框架柱的夹角为35°～55°。

6.根据权利要求1所述的新型U形钢板耗能支撑，其特征在于：新型U形钢板耗能支撑的个数为n，n取偶数：

其中，θ为新型U形钢板耗能支撑与钢框架柱的夹角；

H为框架层高。

7.根据权利要求6所述的新型U形钢板耗能支撑，其特征在于：所述U形元件(3)的厚度

其中，F₁为在多遇地震情况下，支撑所承受外力；

f_y为钢材屈服强度；

F₂为在罕遇地震情况下，支撑所承受外力；

b为U形元件的宽度；

所述U形元件(3)的半径

其中，D为U形元件的高度。

8.根据权利要求7所述的新型U形钢板耗能支撑，其特征在于：当对新型U形钢板耗能支撑设计完成后应进行位移验算，应满足：

其中，ω₁为U形钢板耗能支撑的最大弹性层间位移；

ω₂为U形钢板耗能支撑的最大弹性层间位移；

Δ_e为U形钢板耗能支撑的弹性极限位移；

Δ_u为U形钢板耗能支撑的极限屈服位移；

[θ_e]为弹性层间位移角限值，多、高层钢结构取值为1/250；

为弹塑性层间位移角限值，多、高层钢结构取值为1/50；

h为计算楼层层高。