防屈曲耗能支撑

摘要

本发明公开了一种防屈曲耗能支撑，包括核心受力构件、约束构件、位于核心受力构件和约束构件之间的隔离层、以及与核心受力构件的两端相连接的连接构件，所述核心受力构件包括两块钢板，所述两块钢板之间设有弹性填充材料。由于采用弹性填充材料解决了双钢板受力后屈服且耗能的问题，因此隔离层的材料只需实现双钢板与约束套管脱离，不必考虑空出一定厚度的缝隙，这样在双钢板表面涂抹一般的油脂或有机材料就能满足要求，大大降低了制作难度。

权利要求

1.一种防屈曲耗能支撑，包括核心受力构件、约束构件、位于核心受力构件和约束构件之间的隔离层、以及与核心受力构件的两端相连接的连接构件，所述核心受力构件包括两块钢板，其特征是：两块钢板之间设有弹性填充材料。

2.根据权利要求1所述的防屈曲耗能支撑，其特征是：所述隔离层由涂在核心受力构件表面的油脂构成。

3.根据权利要求1所述的防屈曲耗能支撑，其特征是：所述约束构件包括套在核心受力构件外面的套管和填充材料。

4.根据权利要求3所述的防屈曲耗能支撑，其特征是：所述套管与核心受力构件之间还设有套环。

5.根据权利要求3所述的防屈曲耗能支撑，其特征是：所述套管为圆钢管或方钢管。

6.根据权利要求3所述的防屈曲耗能支撑，其特征是：在所述套管内还设有分隔钢板；

分隔钢板将套管内部分隔为填充腔和空腔，所述填充材料填充于填充腔内。

7.根据权利要求1所述的防屈曲耗能支撑，其特征是：所述核心受力构件与连接构件的连接处设有加劲板。

8.根据权利要求1所述的防屈曲耗能支撑，其特征是：所述核心受力构件的外表面设有防滑结构。

9.根据权利要求8所述的防屈曲耗能支撑，其特征是：所述防滑结构为半圆形突起或销钉。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的防屈曲耗能支撑，其特征是：所述两块钢板是截面形状相同的平钢板、T形板或槽钢板。

11.根据权利要求1-9中任一项所述的防屈曲耗能支撑，其特征是：所述弹性填充材料为橡胶类材料或塑料类材料。

12.根据权利要求11所述的防屈曲耗能支撑，其特征是：所述弹性填充材料的两端设有防老化密封层。

说明书

防屈曲耗能支撑

技术领域

[0001] 本发明属于建筑结构领域，尤其涉及一种耗能支撑。

背景技术

[0002] 最近几十年时间以来，防屈曲耗能支撑在美国、日本、我国台湾等国家和地区的应用较多。防屈曲耗能支撑是一种在受拉和受压状态下都不发生屈曲的支撑，与传统支撑相比具有更稳定的力学性能。通过屈曲约束支撑不仅可以提高结构的刚度和延性，而且利用钢材的滞回性能可以消耗由于水平荷载作用在结构的上的能量，对结构的抗震能力提高有很大意义。

[0003] 1995年神户地震后，防屈曲约束支撑体系在日本被大量使用，截至目前已经超过300栋建筑使用了防屈曲耗能支撑；在美国也有30余栋建筑应用；在我国的台湾地区应用也较多。防屈曲耗能支撑有关的技术及设计方法研究有十几年的时间，但在国内研究应用尚处于起步阶段，工程案例较少，产品应用以国外产品为主，造价很高，工程应用难以推广。

[0004] 一般的防屈曲耗能支撑在纵向上由五部分构成：约束屈服段；约束非屈服段；无约束屈服段；无粘结可膨胀材料；屈服约束机构。防屈曲耗能支撑的形式多样，但工作原理基本相似。即：支撑在外力作用下，荷载全部由芯材承受，芯材在轴向拉力或压力作用下能屈服耗能，而外围的约束机构提供给芯材弯曲限制，避免芯材受压时屈曲。由于泊松效应，芯材受压时会发生膨胀，因此在芯材和约束机构之间设有缝隙，以减小芯材受力时对约束机构造成挤压。

[0005] 现有产品涉及的防屈曲耗能支撑主要是通过钢板(型钢)表面涂抹一层2mm厚的脱粘结材料，与约束机构之间形成缝隙，缝隙的大小对约束的效果很明显，因此对制作的要求很高。另外传统的防屈曲耗能支撑套管的自重较大，安装制作难度大。

[0006] 目前，现有防屈曲耗能支撑存在以下几个问题：

[0007] 1.脱粘结材料难以保证涂抹均匀，现有防屈曲耗能支撑的关键是依靠芯材和约束套管之间的缝隙，该缝隙的厚度制作不容易保证，并且施工时为了将内部混凝土或砂浆灌实，需要对支撑进行振动，这样很容易破坏芯材表面的脱粘结材料；

[0008] 2.传统的防屈曲耗能支撑在工作时，由于外约束套管重量很大，结构振动时芯材与外套筒容易发生滑移而破坏支撑；

[0009] 3.芯材与其它结构连接处的截面突变，该处容易发生破坏；

[0010] 4.自重大。

发明内容

[0011] 本发明要解决的技术问题是提供一种制作更加简便的防屈曲耗能支撑。

[0012] 本发明采用以下技术方案：一种防屈曲耗能支撑，包括核心受力构件、约束构件、位于核心受力构件和约束构件之间的隔离层、以及与核心受力构件的两端相连接的连接构件，所述核心受力构件包括两块钢板，两块钢板之间设有弹性填充材料。

[0013] 本发明的有益效果是：核心受力构件采用了双钢板结构，两块钢板之间设有弹性填充材料，当受力发生屈曲时，中间弹性填充材料受压缩，不会影响约束套管。由于采用弹性填充材料已经解决了双钢板受力后屈服且耗能的问题，因此隔离层的材料只需实现双钢板与约束构件脱离即可，不必考虑空出一定厚度的缝隙，这样在双钢板表面涂抹一般的油脂或有机材料就能满足要求，大大降低了制作难度。

[0014] 优选地，所述隔离层由涂在核心受力构件表面的油脂构成。

[0015] 优选地，所述约束构件包括套在核心受力构件外面的套管和填充材料。

[0016] 进一步地，所述套管与核心受力构件之间还设有套环。套环可以提高约束构件的约束性能，进而减轻约束构件的重量。

[0017] 进一步地，所述套管为圆钢管或方钢管。

[0018] 进一步地，在所述套管内还设有分隔钢板；分隔钢板将套管内腔分隔为填充腔和空腔，所述填充材料填充于填充腔。通过分隔也可减少填充材料，从而减轻约束构件的重量。

[0019] 进一步地，所述核心受力构件与连接构件的连接处设有加劲板，以提高强度。

[0020] 优选地，所述核心受力构件的外表面设有防滑结构。在振动时，防滑结构可防止核心受力构件与约束构件之间发生滑移而破坏支撑。

[0021] 进一步地，所述防滑结构为半圆形突起或销钉。

[0022] 优选地，所述两块钢板是截面形状相同的平钢板、T形板或槽钢板。

[0023] 优选地，所述弹性填充材料为橡胶类材料或塑料类材料。

[0024] 进一步地，所述弹性填充材料的两端设有防老化密封层。

附图说明

[0025] 图1是本发明防屈曲耗能支撑的整体结构示意图。

[0026] 图2是图1中B圈的放大示意图。

[0027] 图3是图1中沿A-A向的剖视图。

[0028] 图4是本发明另一种实施例的截面示意图。

[0029] 图5是本发明另一种圆形套管实施例的截面示意图。

[0030] 图6是本发明再一种实施例的截面示意图。

[0031] 图7是本发明另一种实施例的截面示意图。

[0032] 图8-10是核心受力构件的三种截面形式，图8是两块平钢板，图9是两块T形板，图10是两块槽钢板。

[0033] 具体实施方式

[0034] 如图1所示，本发明防屈曲耗能支撑包括核心受力构件10、约束构件20和连接构件40。连接构件40与核心受力构件10的两端可以采用焊接等方式固定连接，由于其连接部位的截面发生突变，存在受力集中，易遭破坏，因此在该部位设有加筋板8(如图2所示)，以提高强度。连接构件40上设有螺栓孔41，以便于与其它结构通过螺栓相连接。约束构件20套在核心受力构件10的外面。

[0035] 如图3所示，核心受力构件10的外表面设有防滑结构9，这种防滑结构可以是半圆形突起或销钉等。在振动时，防滑结构9可防止核心受力构件10与约束构件20之间发生滑移而破坏支撑。见图3，核心受力构件包括两块钢板4，这两块钢板4之间设有弹性填充材料5，这种弹性填充材料5可以采用橡胶类材料(天然橡胶或合成橡胶)或塑料类材料(聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等单组分塑料或以树脂、填料、增塑剂等为主要成分的多组分塑料)。弹性填充材料5的两端可以设置防老化密封层15，以防止弹性填充材料5与外界接触而老化失效。这两块钢板4的截面形状相同，它们可以是平钢板(图8)、T形板(图9)或槽钢板(图10)。

[0036] 约束构件包括套管1和填充材料2，套管1可以是方钢管也可以是圆钢管(如图5所示)，填充材料2的厚度没有严格的要求，可以采用水泥基材料或复合材料。核心受力构件的外表面涂有隔离层3，隔离层3的作用在于实现核心受力构件10与填充材料2脱离。由于采用弹性填充材料5解决了双钢板4受力后屈服且耗能的问题，因此隔离层3的材料只需实现双钢板4与填充材料2脱离，不必考虑空出一定厚度的缝隙，这样在双钢板4的表面涂抹一般的油脂就能满足要求，当然也可以采用其它有机材料作为隔离层，这样就大大降低了制作难度。

[0037] 这种支撑的制作方法是：

[0038] 1、将钢板4与两端的连接构件40焊接在一起；

[0039] 2、在两块钢板4之间设置弹性填充材料5，形成核心受力构件；

[0040] 3、在核心受力构件的外表面涂抹隔离层3；

[0041] 4、将核心受力构件放入套管1中，然后向套管1内灌注填充材料2。

[0042] 如图7所示，核心受力构件在套管中也可沿对角线方向布置。

[0043] 如图4、图5所示，可以在套管1内设置套环6，套环6位于填充材料2内，由螺旋或封闭的钢筋制成，可以提高约束构件的约束性能，以减小自重。

[0044] 如图6所示，也可以在套管1内设置分隔钢板7，分隔钢板7将套管内腔分隔为填充腔13和空腔12，在填充空腔13内填充混凝土、砂浆、灌浆料等材料。通过分隔可减少填充材料，从而减轻约束构件的重量。这种结构的制作方法是：

[0045] 1、将钢板4与两端的连接构件40焊接在一起；

[0046] 2、在两块钢板4之间设置弹性填充材料5，形成核心受力构件；

[0047] 3、在核心受力构件的外表面涂抹隔离层3；

[0048] 4、在套管内放置分隔钢板7；

[0049] 5、将核心受力构件放入套管1中，然后向填充腔内灌注填充材料2。