一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的结构

摘要

本发明公开了一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的结构，包括内核构件、约束配件、连接部件。内核构件为H形截面柱；约束配件由翼缘外侧约束、翼缘内侧及腹板约束组成；翼缘外侧约束是由两块平钢板焊接的而成的T形组件构成；翼缘内侧及腹板约束由三部分组成：第一组件为翼缘内侧及腹板两侧约束，在加工厂提前焊好；第二组件为腹板中间约束；第三组件为钢垫板。连接部件包括拼接盖板和螺栓，拼接盖板主要用于约束配件的上下连接；在约束配件及拼接盖板的相应位置开孔，通过螺栓连接。本发明制作简单，加工方便，可适用于不同截面尺寸的H形柱，能有效的约束局部屈曲，增强其稳定性，节省钢材，实现不错的经济效益，完美的诠释了装配化的特征。

权利要求

1.一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的结构，其特征在于：由内核构件、约束配件和连接部件组成；

内核构件是一H形截面柱；

约束配件包括翼缘外侧约束、翼缘内侧及腹板约束，约束配件为左右对称结构；翼缘外侧约束是由两块平钢板垂直焊接而成的T形组件；翼缘内侧及腹板约束由以下三个组件构成：第一组件为翼缘内侧及腹板两侧约束，其中翼缘内侧约束是由两块平钢板垂直焊接而成的T形组件，并在与腹板两侧约束构件连接处切45°角，留设角焊缝的位置，腹板两侧约束是由两块平钢板垂直焊接而成的T形组件，在与翼缘内侧约束构件连接处切45°，且留设角焊缝的位置；第二组件为腹板中间约束，是由三块平钢板依次垂直焊接而成的H形截面组件构成；第三组件为钢垫板，位于第一组件与第二组件之间，分别与第一组件和第二组件的平钢板连接；

所述连接部件包括拼接盖板和螺栓；拼接盖板设置在上层约束配件和下层约束配件之间，起固定连接作用；上述的相邻部件的对应连接处均设有螺栓孔，通过螺栓连接各部件。

2.根据权利要求1所述的全装配式防H形截面柱局部屈曲的结构，其特征在于：拼接盖板为矩形板，与约束配件中位于竖直方向的钢板连接，用于上、下约束配件的连接。

3.根据权利要求2所述的全装配式防H形截面柱局部屈曲的结构，其特征在于：所述拼接盖板为成对使用，分别设置在第一组件与第二组件的连接处，每对拼接盖板内侧依次设有第一组件竖板、钢垫板、第二组件竖板。

4.根据权利要求3所述的全装配式防H形截面柱局部屈曲的结构，其特征在于：拼接盖板与第一组件竖板、第二组件竖板连接处，相应地设有螺栓孔，拼接盖板与第一组件、拼接盖板与第二组件通过螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的全装配式防H形截面柱局部屈曲的结构，其特征在于：所述螺栓能选择不同长度的的螺杆，以适应翼缘外侧约束与翼缘内侧及腹板约束之间的距离，或不同翼缘厚度的内核构件。

6.根据权利要求1所述的全装配式防H形截面柱局部屈曲的结构，其特征在于：所述钢垫板厚度可调，以适应不同腹板宽度的内核构件。

说明书

一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的结构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的结构，属于结构工程技术领域。

背景技术

[0002] 屈曲约束支撑又称防屈曲支撑或BRB(Buckling restrained brace),产品技术最早发展于1973年的日本，当时的一批日本学者成功研发了最早的墙板式防屈曲耗能支撑，并对其进行了加入不同无粘结材料的拉压试验；1994年北岭地震后，美国也开始对防屈曲支撑体系进行相应的设计研究和大比例试验，同时结合理论计算分析了该支撑体系较其他支撑体系的优点。

[0003] 屈曲约束支撑一般由3部分构成，即核心单元、约束单元及滑动机制单元，其中核心单元即芯材，又称为主受力单元，是构件中主要的受力元件，由特定强度的钢板制成。常见的截面形式为十字形、T形、双T形和一字形等，分别适用于不同的刚度要求和耗能需求。约束单元又称侧向支撑单元，负责提供约束机制，以防止核心单元受轴压时发生整体或余部屈曲。比较常见的约束形式为钢管填充混凝土或纯钢型结构约束。滑动机制单元又称为脱层单元，是在核心单元与约束单元间提供滑动的界面，使支撑在受拉和受压时尽可能有相似的力学性能，避免核心单元因受压膨胀后与约束单元间产生摩擦力而造成轴压力的大量增加，这种滑动单元一般是由无粘结材料制作而成的。

[0004] 如前所述，常见的屈曲约束支撑包括两种类型——灌浆型和纯钢型，灌浆型指约束材料为混凝土材料，而纯钢型则指整个产品仅使用钢材的情况，灌浆型产品为早期产品，使用较为广泛，而纯钢型则相对发展较晚，但由于其自身优势明显，已开始在各国大面积使用。灌浆型与纯钢型屈曲约束支撑有如下优缺点：1、灌浆型由于使用混凝土做为填充材料，与纯钢型相比，其质量较为难以控制，而纯钢型则可直接使用成熟的钢结构加工方式进行加工，质量可严格控制到机械产品的精度；2、灌浆型由于产品本身使用混凝土灌浆料，而纯钢型一般内部为空心结构，因此灌浆型自重要比纯钢型大很多；3、灌浆型由于受其自身产品结构的限制，很难将截面做的很小，而同样吨位下，纯钢型则形式更为自由，体积更小。

发明内容

[0005] 本发明旨在提供一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的结构，约束配件由翼缘外侧约束、翼缘内侧及腹板约束组成。翼缘外侧约束是由两块平钢板焊接的而成的T形组件构成；翼缘内侧及腹板约束由三部分组成：第一组件为翼缘内侧及腹板两侧约束；第二组件为腹板中间约束；第三组件为钢垫板；拼接盖板用于上、下约束配件的连接。在约束配件及拼接盖板的相应位置开孔，通过螺栓连接。本发明制作简单，加工方便，可适用于不同截面尺寸的H形柱，能有效的约束局部屈曲，增强其稳定性。

[0006] 本发明提供了一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的结构，由内核构件、约束配件和连接部件组成；

[0007] 内核构件是一H形截面柱；

[0008] 约束配件包括翼缘外侧约束、翼缘内侧及腹板约束，约束配件为左右对称结构；翼缘外侧约束是由两块平钢板垂直焊接而成的T形组件；翼缘内侧及腹板约束由以下三个组件构成：第一组件为翼缘内侧及腹板两侧约束，其中翼缘内侧约束是由两块平钢板垂直焊接而成的T形组件，并在与腹板两侧约束构件连接处切45°角，留设角焊缝的位置，腹板两侧约束是由两块平钢板垂直焊接而成的T形组件，在与翼缘内侧约束构件连接处切45°，且留设角焊缝的位置；翼缘内侧约束与腹板两侧约束在加工厂提前焊好；第二组件为腹板中间约束，是由三块平钢板依次垂直焊接而成的H形截面组件构成；第三组件为钢垫板，位于第一组件与第二组件之间，分别与第一组件和第二组件的平钢板连接；

[0009] 所述连接部件包括拼接盖板和螺栓；拼接盖板设置在上层约束配件和下层约束配件之间，起固定连接作用；上述的相邻部件的对应连接处均设有螺栓孔，通过螺栓连接各部件。

[0010] 拼接盖板为矩形板，与约束配件中位于竖直方向的钢板连接，主要用于约束配件的上下连接。

[0011] 拼接盖板为成对使用，分别设置在第一组件与第二组件的连接处，每对拼接盖板内侧依次设有第一组件竖板（即第一组件竖直方向的钢板）、钢垫板、第二组件竖板（即第二组件竖直方向的钢板）。

[0012] 针对防屈曲范围的要求，利用拼接盖板可将约束配件一截一截相连，根据腹板约束的开孔情况，在拼接盖板相应的位置进行开孔，最后螺栓连接。具体地说，拼接盖板与第一组件、第二组件竖直方向的钢板连接处，相应地设有螺栓孔，二者通过螺栓连接。即，在约束配件及拼接盖板的相应位置开孔，用螺栓连接两个部件。

[0013] 在翼缘内侧及腹板两侧约束焊接处，考虑了内核构件角焊缝的影响，留设了角焊缝的位置。

[0014] 本发明中，采用螺栓栓杆长度适当调节翼缘外侧约束与翼缘内侧及腹板约束之间的距离，即该约束配件可以适用于适当范围内不同翼缘厚度的内核构件。同样地，在翼缘内侧及腹板两侧约束与腹板中间约束相连接处，同样可以调节螺栓栓杆长度，并配合不同厚度的钢垫板，即该约束配件可以适用于适当范围内不同腹板宽度的内核构件。

[0015] 本发明的有益效果：

[0016] （1）本发明易于加工和安装，约束配件可重复使用，在大工程防屈曲设计中能够有效的节省钢材，实现不错的经济效益，是一种性能卓越的防局部屈曲的配件。

[0017] （2）针对防屈曲范围的要求，利用拼接盖板可将约束配件一截一截相连，根据腹板约束的开孔情况，在拼接盖板相应的位置进行开孔，最后螺栓连接。

[0018] （3）该发明也考虑了内核构件A角焊缝的影响，预留了角焊缝位置，完美地与实际状态贴近。

附图说明

[0019] 图1为本发明一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的配件的整体三维示意图。

[0020] 图2为本发明一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的配件的柱底详图。

[0021] 图3为本发明一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的配件的柱底分解效果示意图。

[0022] 图4为本发明一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的配件的约束配件详图。

[0023] 图5为本发明一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的配件的翼缘外侧的分解效果示意图。

[0024] 图6为本发明一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的配件的翼缘内侧及腹板约束详图。

[0025] 图7为本发明一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的配件的翼缘内侧及腹板约束的分解效果示意图。

[0026] 图8为本发明一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的配件的翼缘内侧及腹板两侧约束详图和分解效果示意图。

[0027] 图9为本发明一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的配件的腹板中间约束的分解效果示意图。

[0028] 图10为本发明一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的配件的双层约束配件详图。

[0029] 图11为本发明一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的配件的拼接盖板连接详图。

[0030] 图12为本发明一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的配件的拼接盖板连接的分解效果示意图。

[0031] 图中：A为内核构件，B为翼缘外侧约束，C为翼缘内侧及腹板约束，D为拼接盖板；1为竖钢板，2为横钢板，3为第一组件，3-1为第一竖板，3-2为第一横板，3-3为第二横板，3-4为第二竖板；4为钢垫板，5为第二组件，5-1为第三竖板，5-2为第三横板，6为螺栓。

具体实施方式

[0032] 下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

[0033] 实施例1：

[0034] 如图1 12所示，一种全装配式防H形截面柱局部屈曲的结构，由内核构件、约束配~件和连接部件组成；

[0035] 内核构件是一H形截面柱；

[0036] 约束配件包括翼缘外侧约束B、翼缘内侧及腹板约束C，约束配件为左右对称结构；翼缘外侧约束B是由竖钢板1、横钢板2垂直焊接而成的T形组件；翼缘内侧及腹板约束C由以下三个组件构成：第一组件3为翼缘内侧及腹板两侧约束，其中翼缘内侧约束是由第二横板
3-3、第二竖板3-4垂直焊接而成的T形组件，并在与腹板两侧约束构件连接处切45°角，留设角焊缝的位置，腹板两侧约束是由第一竖板3-1、第一横板3-2垂直焊接而成的T形组件，在与翼缘内侧约束构件连接处切45°，且留设角焊缝的位置；第二组件5为腹板中间约束，是由三块平钢板依次垂直焊接而成的H形截面组件构成，如图9中所示，第三竖板5-1，第三横板
5-2依次垂直焊接形成H形结构；第三组件为钢垫板4，钢垫板4位于第一组件的第一竖板3-1与第二组件的第三竖板5-1之间；翼缘内侧约束与腹板两侧约束在加工厂提前焊好；在翼缘内侧及腹板两侧约束焊接处，考虑了内核构件角焊缝的影响，留设了角焊缝的位置。

[0037] 所述连接部件包括拼接盖板D和螺栓6；拼接盖板设置在上层约束配件和下层约束配件之间，起固定连接作用；上述的相邻部件的对应连接处均设有螺栓孔，通过螺栓连接各部件。

[0038] 拼接盖板D为矩形板，与约束配件中位于竖直方向的钢板连接，主要用于约束配件的上下连接。

[0039] 拼接盖板D为成对使用，分别设置在第一组件3与第二组件5的连接处，每对拼接盖板D内侧依次设有第一组件的第一竖板3-1、钢垫板、第二组件的第三竖板5-1。如图10、11所示。

[0040] 针对防屈曲范围的要求，利用拼接盖板可将约束配件一截一截相连，根据板约束的开孔情况，在拼接盖板相应的位置进行开孔，最后螺栓连接。具体地说，拼接盖板与竖直方向的钢板连接处，相应地设有螺栓孔，二者通过螺栓连接。即，在约束配件及拼接盖板的相应位置开孔，用螺栓连接两个部件。

[0041] 本发明中，采用螺栓栓杆长度适当调节翼缘外侧约束与翼缘内侧及腹板约束之间的距离，即该约束配件可以适用于适当范围内不同翼缘厚度的内核构件。同样地，在翼缘内侧及腹板两侧约束与腹板中间约束相连接处，同样可以调节螺栓栓杆长度，并配合不同厚度的钢垫板，即该约束配件可以适用于适当范围内不同腹板宽度的内核构件。举例说明：当翼缘厚度为6mm时，可选取垫板厚度为，2mm，腹板宽度为300mm；当翼缘厚度为8mm时，可选取垫板厚度为4mm，腹板宽度为302mm。