專利名稱：一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域，特別是涉及一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐。
背景技術(shù)：
屈曲約束支撐是一種受壓時(shí)沒有屈曲發(fā)生的構(gòu)件。 一般認(rèn)為，支撐在結(jié)構(gòu)中起承擔(dān)軸向 力的作用。普通的支撐在抗風(fēng)抗震設(shè)計(jì)中是通過增強(qiáng)結(jié)構(gòu)本身的抗風(fēng)抗震性能來保證剛度、 強(qiáng)度和延性，但這種支撐缺乏自我調(diào)節(jié)能力，在受壓時(shí)容易發(fā)生屈曲使部分結(jié)構(gòu)退出工作， 降低結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，造成其它部位的荷載增加，對(duì)結(jié)構(gòu)不利。而屈曲約束支撐由外筒和內(nèi) 核組成，軸向力全部由內(nèi)核單元承受；外筒約束內(nèi)核單元彎曲，避免內(nèi)核在受壓時(shí)屈曲，減 小結(jié)構(gòu)的變形，同時(shí)也滿足安全性、使用性和舒適度的功能要求。所以屈曲約束支撐是一種 很合理的支撐，且在抗風(fēng)抗震中表現(xiàn)出較好的優(yōu)越性。
近年來，屈曲約束支撐因其自重輕、布置靈活和安裝方便，在建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)成本、施工 進(jìn)度方面體現(xiàn)出較好的優(yōu)越性，尤其是在已有建筑結(jié)構(gòu)的加固方面更能體現(xiàn)出其方便快捷和 經(jīng)濟(jì)性能。屈曲約束支撐與框架組成的結(jié)構(gòu)體系同樣表現(xiàn)出極佳的承載能力和耗能性能等， 這是因?yàn)?1)小震時(shí)，屈曲約束支撐框架線彈性剛度高，可以很容易的滿足規(guī)范的變形要 求；(2)由于可以受拉及受壓屈服，屈曲約束支撐框架消除了傳統(tǒng)支撐框架的支撐屈曲問題， 在強(qiáng)震時(shí)有更強(qiáng)和更穩(wěn)定的能量耗能能力；(3)支撐構(gòu)件好比結(jié)構(gòu)體系中可更換的保險(xiǎn)絲， 即可保護(hù)其他構(gòu)件免遭破壞，并且大震后，可以方便的更換損壞的支撐；(4)支撐的剛度和 強(qiáng)度很容易調(diào)整，屈曲約束支撐框架設(shè)計(jì)靈活，而且在非彈性分析中可以方便的模擬屈曲約 束支撐的滯回曲線；(5)在抗震加固中，屈曲約束支撐框架比傳統(tǒng)支撐系統(tǒng)更有優(yōu)越性，因 為設(shè)計(jì)會(huì)使后者的地基費(fèi)用更貴。
但國內(nèi)現(xiàn)有的屈曲約束支撐也存在不足，具體如下
(1) 材料和截面形式的不足
a普通屈曲約束支撐的內(nèi)核一般為低屈服點(diǎn)鋼材，我國尚不能生產(chǎn)低屈服點(diǎn)鋼材及制品， 量大面廣的結(jié)構(gòu)用鋼一般為Q235及以上的碳素鋼及低合金鋼；
b普通的屈曲約束支撐多為單構(gòu)件斷面，我國大陸尚不提供熱軋"十"字型材，僅"一" 字型截面難于滿足大剛度、大屈服力的需求；
c若用鋼板焊接制成"十"字截面，在溫度應(yīng)力、殘余變形、材料脆性、低周疲勞等方 面需進(jìn)一步研究。故國內(nèi)現(xiàn)有支撐在取材方面比較困難。
(2) 節(jié)點(diǎn)連接方式的不足國內(nèi)普通的屈曲約束支撐與結(jié)構(gòu)主體常釆用對(duì)接方式結(jié)合，多屬剛性連接。其不足表現(xiàn)
在
a任一端在接合處需要使用多片續(xù)接板及大量的螺栓進(jìn)行復(fù)雜的接合程序，導(dǎo)致該類型 支撐接合長度較長且螺栓數(shù)量較多、施工復(fù)雜、增加成本等缺點(diǎn)；
b當(dāng)結(jié)構(gòu)在地震或強(qiáng)風(fēng)作用下，上部結(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)點(diǎn)的作用力增加，且當(dāng)整體框架發(fā)生偏移 時(shí)，連接處會(huì)產(chǎn)生附加彎矩，所承受的力和彎矩增加，構(gòu)件被提前破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐，采用一種新型截面構(gòu)成和節(jié)點(diǎn)連接 的支撐方式，該種支撐可應(yīng)用于抗震地區(qū)新建結(jié)構(gòu)和已有結(jié)構(gòu)的抗震加固和改造。
本發(fā)明的技術(shù)方案可以通過以下的技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)， 一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐，包
括外套筒和內(nèi)核，其特征在于所述的內(nèi)核為雙槽鋼式結(jié)構(gòu)兩個(gè)槽鋼的腹板平行布置，且槽 口方向相反，所述的兩個(gè)槽鋼在上、下翼緣處分別固定連接。
本發(fā)明可以作如下改進(jìn)，所述的兩個(gè)槽鋼的腹板之間留有間隙，二槽鋼的上翼緣之間、 下翼緣之間均通過綴板焊接固定。
本發(fā)明還可以作如下改進(jìn)，所述的外套筒與內(nèi)核之間澆注混凝土，在所述的兩個(gè)槽鋼的 外表面還設(shè)有隔膜層。
兩個(gè)槽鋼之間的形成的間隙及外表面的隔膜層，可以保證外圍約束單元既不傳遞軸向荷 載又能保持對(duì)內(nèi)核單元的有效約束。
本發(fā)明所述的兩個(gè)槽鋼的外表面的隔膜層的材質(zhì)為聚乙烯材料，聚乙烯材料粘貼在兩個(gè) 槽鋼的外表面。
本發(fā)明所述的鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐的端部還設(shè)有用于與建筑結(jié)構(gòu)主體相固定的連接 段；所述的連接段包括套筒內(nèi)連接段和套筒外連接段，套筒內(nèi)連接段由所述內(nèi)核的槽鋼端部 和加強(qiáng)約束鋼板組成，所述的加強(qiáng)約束鋼板與槽鋼的腹板平行，且位于槽鋼的上、下翼緣之 間；所述的加強(qiáng)約束鋼板與槽鋼的腹板均向套筒外延伸，在外套筒的外部構(gòu)成套筒外連接段。
本發(fā)明所述的套筒外連接段上設(shè)有用于與建筑結(jié)構(gòu)主體相鉸接固定的鉸接孔。 本發(fā)明還可以作以下改進(jìn)，所述的套筒外連接段與外套筒端面之間還設(shè)有伸縮區(qū)段，所
述的伸縮區(qū)段的截面高度與位于外套筒內(nèi)的槽鋼腹板的高度相同。由于伸縮區(qū)段是外套筒的
活動(dòng)區(qū)段，即當(dāng)核心段構(gòu)件屈曲時(shí)作為外套筒的活動(dòng)空間，因而，其截面尺寸不能大于外套
筒的尺寸。
所述的加強(qiáng)約束鋼板與槽鋼的腹板在套筒外連接段處加寬，且套筒外連接段的截面高度 大于所述的外套筒的徑長，從而限制外套筒的運(yùn)動(dòng)。所述的外套筒與套筒外連接段之間還可以設(shè)有用于掩飾伸縮區(qū)段的裝飾筒，其截面高度 大于套筒外連接段的截面高度。
作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述內(nèi)核的槽鋼和綴板的材料為Q235，加強(qiáng)約束鋼板的材 料為Q345。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
本發(fā)明的鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐有望克服現(xiàn)有屈曲約束支撐的一些缺陷，從而對(duì)新建 建筑和已有建筑在消能減震方面起到重要作用。下述為與現(xiàn)有屈曲約束支撐結(jié)構(gòu)相比，鉸接 雙槽鋼屈曲約束支撐預(yù)期能達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)
(1) 構(gòu)件傳力直接化
施工時(shí)，本發(fā)明的核心構(gòu)件(雙槽鋼)通過銷釘與端板直接連接，沒有經(jīng)過其它連接構(gòu) 件的轉(zhuǎn)換，避免了連接焊縫殘余應(yīng)力的影響；且在連接段增加了加強(qiáng)約束鋼板，以防止核心
構(gòu)件(雙槽鋼)在套筒外發(fā)生破壞。
(2) 節(jié)點(diǎn)連接簡易化
a該支撐與端板通過銷釘連接，僅承受拉力和壓力的作用，與現(xiàn)有屈曲約束支撐相比， 減少了螺栓的使用和支撐與端板的接合長度，施工更簡單；
b該支撐的中軸線通過梁柱軸線的交點(diǎn)，且支撐與結(jié)構(gòu)的連接處采用鉸接，當(dāng)遇到地震 或強(qiáng)風(fēng)等作用時(shí)，連接處可以轉(zhuǎn)動(dòng)，在任何情況下都不會(huì)對(duì)主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加彎矩；
c當(dāng)構(gòu)件被破壞時(shí)，該支撐也能方便被更換。
(3) 材料國產(chǎn)普遍化
a該種支撐所采用的Q345外套筒、Q235槽鋼和綴板均為我國鋼材市場普遍的材料，而 一般屈曲支撐所需低屈服點(diǎn)鋼材，我國鋼材市場尚缺乏優(yōu)質(zhì)低屈服點(diǎn)鋼材及制品；且支撐的 內(nèi)核為兩槽鋼焊接而成，解決了國內(nèi)該類截面缺少或不能滿足要求等困難；
b聚乙烯也是我國市場上的普遍材料。設(shè)計(jì)時(shí)，需在槽鋼外部粘貼聚乙烯材料，形成間 隙和隔膜層，保證外圍約束單元既不傳遞軸向荷載又能保持對(duì)內(nèi)核單元的有效約束。


圖1是本發(fā)明的鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐的施工示意圖2是圖1的I-I向剖視放大示意圖3是圖2的II-II向剖視結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明的套筒內(nèi)連接段半個(gè)截面的示意圖5是本發(fā)明的套筒外連接段半個(gè)截面的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如圖1 圖5所示， 一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐，包括外套筒l 和內(nèi)核，外套筒l的材料為Q345，用于約束內(nèi)核單元，避免內(nèi)核單元在受壓時(shí)屈曲；內(nèi)核為
雙槽鋼式結(jié)構(gòu)兩個(gè)槽鋼2的腹板平行布置，且槽口方向相反，兩個(gè)槽鋼2的腹板之間留有
間隙，二槽鋼2的上翼緣之間、下翼緣之間均通過綴板3焊接固定。外套筒l與內(nèi)核之間澆 注混凝土5，在兩個(gè)槽鋼2的外表面還粘貼一層聚乙烯材料，作為隔膜層4。鉸接雙槽鋼屈曲 約束支撐的端部還設(shè)有用于與建筑結(jié)構(gòu)主體相固定的連接段；連接段包括套筒內(nèi)連接段7和 套筒外連接段8，套筒內(nèi)連接段7由內(nèi)核的槽鋼端部和加強(qiáng)約束鋼板11組成，加強(qiáng)約束鋼板 11與槽鋼2的腹板平行，且位于槽鋼2的上、下翼緣之間，即套筒內(nèi)連接段7共包括兩個(gè)加 強(qiáng)約束鋼板11，分別位于每個(gè)槽鋼2的上、下翼緣之間，加強(qiáng)約束鋼板11緊貼在槽鋼2的 腹板處，且與槽鋼2的上、下翼緣焊接固定，由于套筒內(nèi)連接段7的加強(qiáng)約束鋼板11覆蓋了 槽鋼2的腹板，因此，在外套筒1內(nèi)，加強(qiáng)約束鋼板ll的外表面也粘貼一層聚乙烯材料，從 而在外套筒1內(nèi)形成一個(gè)完整的隔膜層4。加強(qiáng)約束鋼板7與槽鋼2的腹板21均向套筒外延 伸，在外套筒1的外部構(gòu)成套筒外連接段8，加強(qiáng)約束鋼板11與槽鋼2的腹板21在套筒外 連接段8處加寬，且二者在邊緣處焊接固定為一體，套筒外連接段8的截面高度大于外套筒 l的徑長。套筒外連接段8上還設(shè)有用于與建筑結(jié)構(gòu)主體相鉸接固定的鉸接孔12。套筒外連 接段8與外套筒1端面之間還設(shè)有伸縮區(qū)段9，伸縮區(qū)段9的截面高度與位于外套筒1內(nèi)的 槽鋼2腹板的高度相同。外套筒1與套筒外連接段8之間還設(shè)有用于掩飾伸縮區(qū)段9的裝飾 筒13，裝飾筒13不受力，其截面高度大于套筒外連接段8的截面高度。槽鋼2和綴板3的 材料為Q235，加強(qiáng)約束鋼板11的材料為Q345。
實(shí)現(xiàn)方法如下將建筑結(jié)構(gòu)主體中的端板6與本發(fā)明的鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐用銷釘 鉸接，且該支撐的中軸線通過梁與柱的中心軸線交點(diǎn)10。本鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐與端板 6的連接段包括套筒內(nèi)連接段7和套筒外連接段8，套筒內(nèi)連接段7由伸縮區(qū)段9過渡到套筒 外連接段8，套筒內(nèi)連接段7由Q235槽鋼2和Q345加強(qiáng)約束鋼板11組成，Q235槽鋼2的 截面在套筒外連接段8處削除其翼緣，保留其腹板部分并將腹板加寬，其加寬后的腹板21與 Q345加寬后的加強(qiáng)約束鋼板11構(gòu)成套筒外連接段8，套筒外連接段8與端板6用銷釘鉸接。
權(quán)利要求
1.一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐，包括外套筒(1)和內(nèi)核，其特征在于所述的內(nèi)核為雙槽鋼式結(jié)構(gòu)兩個(gè)槽鋼(2)的腹板平行布置，且槽口方向相反，所述的兩個(gè)槽鋼(2)在上、下翼緣處分別固定連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐，其特征在于所述的兩個(gè)槽 鋼(2)的腹板之間留有間隙，二槽鋼(2)的上翼緣之間、下翼緣之間均通過綴板(3)焊接固定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐，其特征在于所述的外套筒(l) 與內(nèi)核之間澆注混凝土(5)，在所述的兩個(gè)槽鋼(2)的外表面還設(shè)有隔膜層(4)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐，其特征在于所述的兩個(gè)槽 鋼(2)的外表面的隔膜層(4)的材質(zhì)為聚乙烯材料，聚乙烯材料粘貼在兩個(gè)槽鋼(2)的外表面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐，其特征在于 所述的鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐的端部還設(shè)有用于與建筑結(jié)構(gòu)主體相固定的連接段；所述 的連接段包括套筒內(nèi)連接段(7)和套筒外連接段(8)，套筒內(nèi)連接段(7)由所述內(nèi)核的槽鋼(2) 端部和加強(qiáng)約束鋼板(ll)組成，所述的加強(qiáng)約束鋼板(11)與槽鋼(2)的腹板平行，且位于槽 鋼(2)的上、下翼緣之間；所述的加強(qiáng)約束鋼板(11)與槽鋼(2)的腹板均向套筒外延伸，在外 套筒(1)的外部構(gòu)成套筒外連接段(8)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐，其特征在于所述的套筒外 連接段(8)上設(shè)有用于與建筑結(jié)構(gòu)主體相鉸接固定的鉸接孔(12)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐，其特征在于所述的套筒外 連接段(8)與外套筒(1)端面之間還設(shè)有伸縮區(qū)段(9)，所述的伸縮區(qū)段(9)的截面高度與位于 外套筒(l)內(nèi)的槽鋼(2)腹板的高度相同。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐，其特征在于所述的加強(qiáng)約 束鋼板(11)與槽鋼(2)的腹板在套筒外連接段(8)處加寬，且套筒外連接段(8)的截面高度大于 所述的外套筒(l)的徑長。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐，其特征在于所述的外套筒(l) 與套筒外連接段(8)之間還設(shè)有用于掩飾伸縮區(qū)段(9)的裝飾筒(13)，其截面高度大于套筒外 連接段(8)的截面高度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐，其特征在于所述內(nèi)核的槽 鋼(2)和綴板(3)的材料為Q235，所述的加強(qiáng)約束鋼板(ll)的材料為Q345。
全文摘要
一種鉸接雙槽鋼屈曲約束支撐，包括外套筒和內(nèi)核，所述的內(nèi)核為雙槽鋼式結(jié)構(gòu)兩個(gè)槽鋼的腹板平行布置，且槽口方向相反，所述的兩個(gè)槽鋼在上、下翼緣處分別固定連接。本發(fā)明采用一種新型截面構(gòu)成和節(jié)點(diǎn)連接的支撐方式，該種支撐可應(yīng)用于抗震地區(qū)新建結(jié)構(gòu)和已有結(jié)構(gòu)的抗震加固和改造。
文檔編號(hào)E04B1/98GK101525909SQ200910038180
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者徐其功, 曹大燕, 李俞諭, 胡淑軍, 蒼久山 申請(qǐng)人:廣東省建筑科學(xué)研究院;廣東省建科建筑設(shè)計(jì)院