[發(fā)明專利]屈曲約束支撐及其節(jié)點連接板和安裝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110216342.3
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102900166A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹學(xué)軍;孔祥斐;高向宇;涂明;仇宏志;徐節(jié)林;蓋永鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科而泰環(huán)境控制技術(shù)有限公司;尹學(xué)軍
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04B1/58;E04G21/14
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程結(jié)構(gòu)減震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件，特別是一種用于減震耗能的屈曲約束支撐。

背景技術(shù)

現(xiàn)代建筑的發(fā)展越來越趨向于高大化，因此在設(shè)計過程中必須考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，特別是位于地震高發(fā)區(qū)的建筑，尤其需要注意。除預(yù)防地震破壞外，許多建筑的設(shè)計還需要考慮抗風(fēng)性能。為解決這一問題，國外一些科研人員發(fā)明了受壓時沒有屈曲發(fā)生的構(gòu)件，并將它們應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)耗能抗震，業(yè)內(nèi)將此類構(gòu)件稱為防屈曲支撐、屈曲約束支撐或防壓曲支撐，為敘述方便，下文中統(tǒng)稱為屈曲約束支撐。現(xiàn)有屈曲約束支撐的安裝方式主要包括如下三種方式：(1)銷軸連接；(2)螺栓連接；(3)端面對焊。由于鋼材的強(qiáng)度很高，其在彈性壓縮2～3mm左右就進(jìn)入塑性變形狀態(tài)，因此屈曲約束支撐對連接的強(qiáng)度和精度要求均很高，工程實踐表明，現(xiàn)有的三種連接方式都存在著一些問題。例如，銷軸連接對接精度要求極高；采用螺栓連接時，連接板端部要擴(kuò)大尺寸，表面要進(jìn)行粗糙處理，螺栓必須選擇高強(qiáng)度等級(10.9級或以上)的螺栓，因此成本較高，通常還要增設(shè)連接板，將進(jìn)一步提升成本。而且利用螺栓連接影響屈曲約束支撐工作性能的因素很多，螺栓與連接孔的配合精度不易保證、螺栓需要專用的力矩扳手?jǐn)Q緊等等，既使如此在試驗中發(fā)現(xiàn)仍然會打滑，這些因素很容易造成屈曲約束支撐消能減震性能的下降，甚至失效；端面對焊的方式對精度的要求較低，在經(jīng)濟(jì)性上也更具有優(yōu)勢，但是研究表明，與受力方向垂直的焊縫易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在循環(huán)擾力作用下易出現(xiàn)疲勞斷裂，可靠性較低。綜上所述，現(xiàn)有屈曲約束支撐的連接結(jié)構(gòu)及安裝方都存在一定的弊端，市場急需一種能夠徹底解決上述問題的新屈曲約束支撐產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種更容易安裝，并且安裝的經(jīng)濟(jì)性及可靠性更好的屈曲約束支撐。

本發(fā)明屈曲約束支撐是這樣實現(xiàn)的，包括鋼芯和側(cè)向約束單元，鋼芯由工作段、連接段和過渡段組成，工作段位于側(cè)向約束單元內(nèi)，鋼芯和側(cè)向約束單元之間還設(shè)有表面隔離材料層，其特征在于鋼芯至少一端設(shè)置焊接連接單元，焊接連接單元包括主連接板、側(cè)連接短板和輔助連接板，主連接板為鋼芯的一部分，側(cè)連接短板和輔助連接板沿鋼芯軸向固定設(shè)置在主連接板的非對接表面上，側(cè)連接短板部分位于側(cè)向約束單元內(nèi)，輔助連接板在鋼芯軸向方向向外延伸至主連接板以外。

其中，所述的側(cè)連接短板與輔助連接板可以一體化設(shè)置，構(gòu)成側(cè)連接長板，側(cè)連接長板在鋼芯軸向方向向外延伸至主連接板以外；側(cè)連接短板與輔助連接板還可以對焊成一體，構(gòu)成側(cè)連接長板，為了便于實施焊接，側(cè)連接短板或/和輔助連接板的對接端設(shè)置焊接坡口。

所述鋼芯的結(jié)構(gòu)多種多樣，其橫截面形狀可以是“一”字型，也可以是“十”字形或錯十字型，等各種形狀。側(cè)向約束單元的具體結(jié)構(gòu)也可以多種多樣，例如可以是混凝土構(gòu)成的約束結(jié)構(gòu)，可以是鋼筋混凝土構(gòu)成的約束結(jié)構(gòu)，還可以是外套鋼管及混凝土一起構(gòu)成的約束結(jié)構(gòu)等等。主連接板的端部形狀可以為矩形、等腰梯形或倒“V”字形。

主連接板非對接表面上設(shè)置的側(cè)連接長板或/和側(cè)連接短板還可以為屈曲約束支撐中鋼芯的一部分，即側(cè)連接長板或/和側(cè)連接短板為鋼芯結(jié)構(gòu)向外部的延伸，其自成一體，并非將側(cè)連接長板或/和側(cè)連接短板后焊接固定在鋼芯上，這種技術(shù)方案減少了焊縫數(shù)量，不但簡化加工工序還可以避免焊接質(zhì)量不佳帶來的各種不良影響。

為了便于安裝，至少主連接板一側(cè)非對接表面上設(shè)置的輔助連接板與主連接板間采用分體式結(jié)構(gòu)，安裝時輔助連接板與側(cè)連接短板、主連接板及連接節(jié)點板分別焊接固定相連。此外，另外，主連接板的非對接表面上還可以設(shè)置限位板，限位板與主連接板上預(yù)設(shè)的側(cè)連接長板或輔助連接板設(shè)置在同一個非對接表面上，安裝過程中可以利用限位板與連接節(jié)點板配合，防止本發(fā)明屈曲約束支撐發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使焊接工作更容易實施。主連接板或/和輔助連接板與連接節(jié)點板的對接端面也可以設(shè)置焊接坡口，更方便焊接固定。

為了保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，主連接板的每個非對接表面上至少設(shè)置一塊輔助連接板、或一塊側(cè)加強(qiáng)肋、或一塊側(cè)連接長板，而且主連接板的兩個非對接表面上設(shè)置的輔助連接板、側(cè)加強(qiáng)肋或側(cè)連接長板的總體強(qiáng)度應(yīng)保持相同，以使結(jié)構(gòu)受力均衡，防止使用過程中出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。