[发明专利]一种新型双阶屈曲约束钢支撑

说明书

本发明公开了一种新型双阶屈曲约束钢支撑，包括轴向延伸的耗能单元、摩擦板、摩擦材料、面外约束单元以及紧固单元；耗能单元包括两端连接段和中间耗能段；所述面外约束单元为至少两个，分别设于中间耗能段的外侧面；所述摩擦板设于中间耗能段径向的端部，且与任一两端连接段固定连接；所述摩擦材料设于摩擦板与面外约束单元之间；紧固单元将摩擦板、摩擦材料以及面外约束单元紧固锁紧约束。本发明增加了一阶摩擦耗能单元，使得屈曲约束支撑在很小的位移时就能发挥耗能效果。采用纯钢面外约束替代传统的套管混凝土约束，大大降低了屈曲约束支撑的重量。

技术领域

本发明涉及屈曲约束支撑领域，尤其是一种新型双阶屈曲约束钢支撑。

背景技术

传统的结构抗震方法是通过提高结构本身的强度和刚度来抵御地震作用，同时利用结构的延性来消耗地震输入的能量。这种方法的缺点是在中震或大震中主要依靠结构自身的损伤来消耗能量，而由于地震作用强度和特性往往是不确定的，因此结构在地震中容易产生严重的破坏甚至出现倒塌，从而造成重大的经济损失和人员伤亡，并为震后的援救以及结构修复带来很大困难。

结构振动控制方法是改善结构抗震性能的一种积极有效的措施，给结构增加耗能装置是目前公认的最有效的结构振动控制的方法之一。耗能装置把本来应有主体结构消耗的地震能量大部分转移给耗能装置来耗散，大大减轻结构自身由于塑性耗能所产生的损伤，有效避免结构在地震中发生严重损伤和倒塌，因此这种技术具有很好的经济性和应用前景。

屈曲约束支撑是作为做常见的耗能装置，能够在受拉和受压的情况下都能达到屈服的支撑构件，滞回曲线饱满稳定，不但可作为结构构件，屈服后也是一种性能优良的阻尼器，改善了传统支撑在受压时发生屈曲的缺点。

但是屈曲约束支撑存在较大的初始弹性刚度，在结构位移较小的情况下不能发挥耗能作用，存在小震情况不能起到耗能作用的缺陷。此外常见的屈曲约束支撑的面外约束采用外套筒内填充混凝土的约束方式，导致支撑重量大，不利于现场安装。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供了一种新型双阶屈曲约束钢支撑，解决了屈曲约束支撑小位移不能耗能以及支撑重量大不利于现场安装的问题。

技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：一种新型双阶屈曲约束钢支撑，包括轴向延伸的耗能单元、摩擦板、摩擦材料、面外约束单元以及紧固单元；

所述耗能单元包括两端连接段)和中间耗能段；

所述面外约束单元为至少两个，分别设于中间耗能段的外侧面；

所述摩擦板设于中间耗能段径向的端部，且与任一两端连接段固定连接；

所述摩擦材料设于摩擦板与面外约束单元之间；

所述紧固单元将摩擦板、摩擦材料以及面外约束单元紧固锁紧约束。

所述中间耗能段外表面包裹设有包裹层，所述包裹层采用橡胶制备而成；起到预留中间耗能段屈曲变形的空间。包裹层常用橡胶等材料，厚度通常较薄。

更进一步的，所述摩擦板的材质为聚四氟乙烯，黄铜板，高分子复合材料中的一种。

所述面外约束单元采用抗弯刚度大的槽钢、角钢、矩形钢中的一种制备而成；当槽钢等面外刚度不满足要求时，可以根据需要增加加劲肋。

所述紧固单元包括螺栓、螺母以及蝶形弹簧；所述螺栓穿过面外约束单元、摩擦材料、摩擦板、蝶形弹簧后与螺母相配合；所述螺母与蝶形弹簧接触部位设有垫片；所述紧固单元通过螺母锁紧将面外约束单元、摩擦材料、摩擦板约束在一起，并施加一定的预紧力；紧固单元的预紧力可以对中间耗能段起到面外约束作用，同时为屈曲约束钢支撑一阶单元产生摩擦力；垫片起到增大接触面，分散预紧力的作用；所述蝶形弹簧由若干碟形弹簧串联，起到保持预紧力的作用。