[發明專利]端部帶耗能鉛盒的約束屈曲支撐及其制作方法

有效

• 申請號: 200810239237.X
• 申請日: 2008-12-05
• 公開（公告）號: CN101463634A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 曹萬林;楊興民;張建偉
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張 慧

技術領域

本發明是一種端部帶耗能鉛盒的約束屈曲支撐及其制作方法，屬于建筑結構的耗能器領域。

背景技術

傳統支撐作為耗能減震裝置有將近30多年的歷史，由于其施工方便，成本經濟，計算簡單，被工程界廣泛采用。但傳統支撐在抗震中有一個突出的問題，就是它在大震時極易受壓屈曲失穩，造成支撐本身和連接方式的失效和破壞。另外，傳統支撐的拉壓滯回曲線不對稱，在大震中耗能能力差。如何增強傳統支撐抗震性能的問題已成為國內外學者和工程界亟待解決的問題。

日本學者在傳統支撐的基礎上提出了無粘結屈曲約束支撐，該支撐由軟鋼鋼板1、硬隔膜材料、外包方(圓)鋼套管5以及填充混凝土7組成，其構造示意圖如圖1。軟鋼鋼板1作為軟鋼鋼芯承擔軸向荷載，外套管通過填充混凝土7提供橫向支撐，抑制軟鋼鋼芯受壓屈曲失穩。沿著軟鋼鋼芯和混凝土7的接觸面涂有一層很薄的硬隔膜材料，用來消除軟鋼鋼芯伸長和收縮時產生的剪切變形，同時調節受壓時的橫向膨脹，因此軟鋼鋼芯能夠在混凝土7和外鋼套管1的集合體中自由地縮短和伸長，在大震中反復屈服耗能。

無粘結屈曲約束支撐的抗震效果優于傳統支撐，但也有其相應缺陷：該支撐主要依靠支撐內的軟鋼鋼芯反復屈服抵抗地震作用，消耗的地震能量有限；軟鋼鋼芯的屈服點很低，在屈服后發生不可恢復變形，在大震中易造成結構永久變形過大；同時，該支撐易出現平面外變形，引起的橫向力極易使混凝土板邊緣在地震的早期作用下損壞。

發明內容

本發明的目的在于克服了現有支撐的上述缺陷，提出了一種端部帶耗能?鉛盒的約束屈曲支撐及其制作方法，該方法可以顯著提高支撐結構的抗震能力。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。本發明包括軟鋼鋼板、拼接板和連接板；軟鋼鋼板的兩端通過拼接板與連接板固連，連接板與外部結構相連。所述軟鋼鋼板的兩端的截面由小逐漸變大然后又由大逐漸變小，在軟鋼鋼板兩端截面漸變的部分外部設置有內層套管，在內層套管的外側設置有外層套管，在軟鋼鋼板和內層套管之間灌注有鉛層，在外層套管和內套管之間灌注有混凝土。

在軟鋼鋼板的表面和內層套管的內壁交錯布置有栓釘，栓釘的高度與軟鋼鋼板和內層套管之間的間隙相等。

端部帶耗能鉛盒的約束屈曲支撐的制作方法，該方法包括如下步驟：

1)設置軟鋼鋼板兩端的截面由小逐漸變大然后又由大逐漸變小，在軟鋼鋼板兩端截面漸變部分的表面設置栓釘；

2)在內層套管的內壁上設置栓釘，內層套管內壁上的栓釘與軟鋼鋼板上的栓釘要交錯布置，然后將內層套管配置在軟鋼鋼板外；軟鋼鋼板和內層套管之間的間隙尺寸與栓釘高度相等；

3)在軟鋼鋼板和內層套管之間灌注鉛層；

4)在內層套管外設置外層套管；

5)在內層套管和外層套管之間澆筑混凝土，形成端部帶耗能鉛盒的約束屈曲支撐；

6)將軟鋼鋼板的兩端與拼接板連接；

7)將拼接板與連接板連接。

本支撐具有雙重耗能的特性。該消能支撐在結構動力反應中具有更強的阻尼耗能能力。本發明充分的利用了鉛剪切擠壓滯回變形和軟鋼鋼板約束屈服的兩種耗能機制，耗能能力好，截面由小逐漸變大然后又由大逐漸變小，保證在地震作用下軟鋼鋼板兩端發生屈服，同時在錯動時使鋼板更容易刺入鉛層里面，該消能支撐可以顯著提高支撐結構的抗震能力。阻尼器屬于螺栓拆裝型阻尼器，在強烈地震作用下發生破壞后便于更換。

附圖說明

圖1是無粘結屈曲約束支撐的內部結構示意圖；

圖2是本發明端部帶耗能鉛盒的約束屈曲支撐的示意圖；

圖3是本發明端部帶耗能鉛盒的約束屈曲支撐的內部結構示意圖；

圖4是圖2中A-A、B-B剖面示意圖；

圖5是圖2的C-C剖面示意圖；

圖6是圖2中D-D剖面示意圖；

圖中：1、軟鋼鋼板，2、螺栓，3、拼接板，4、連接板，5、外層鋼套管，6、內層扁鋼套管，7、混凝土，8、鉛層，9、栓釘。

下面結合附圖2～附圖6對本發明實施例作進一步詳述：

具體實施方式