[發明專利]一種建筑框架結構防屈曲耗能支撐裝置

無效

• 申請號: 201110438089.6
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102505772A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 盧銳
• 申請（專利權）人: 盧銳
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司 53100
• 代理人: 金耀生

技術領域

本發明涉及建筑技術領域，具體地說是一種建筑框架結構防屈曲耗能支撐裝置。

背景技術

在建筑結構抗震領域，框架-支撐結構是一種有效的抗震體系，可以增大建筑結構的抗側移剛度，減小框架柱、梁、的彎矩和剪力。框架-支撐結構的支撐桿件一般由型鋼組成。型鋼桿件承受拉力是一種非常好的材料，但是在承受壓力時，其本身存在著曲屈失穩的問題。由于地震力的往復作用，支撐桿件的內力要經歷拉力和壓力不斷變換的過程，在壓力作用下，支撐桿件一旦曲屈失穩退出工作，支撐體系便會失效，危及建筑物的安全。因此框架-支撐結構是一種有待改善的抗震體系。

目前已公知的框架-支撐結構中的防屈曲耗能裝置，均由等截面的鋼材制成，其周圍填充無機材料（如砂漿和混凝土）將其約束住，防止支撐桿件受壓失穩以提高其承載力和耗能能力。

發明內容

本發明提供一種用鋼管制造的、能充分發揮鋼材強度的、耗能效果較好的防屈曲耗能支撐裝置。

本發明的技術方案為：建筑框架結構防屈曲耗能支撐裝置由耗能鋼管、內約束鋼管、外約束鋼管、連接鋼板等幾個部分組成；耗能鋼管為圓形截面，在管壁外側按一定間隔加工成波紋狀，波谷處的截面面積小于波峰處的截面面積，耗能鋼管兩端與連接鋼板連接；內約束鋼管為圓形截面鋼管，置于耗能鋼管內部，其長度比耗能鋼管短并且與連接鋼板之間留有間隙；外約束鋼管為圓形截面鋼管，置于耗能鋼管外部，其長度比耗能鋼管短并且與連接鋼板之間留有間隙。

本發明的建筑框架結構防屈曲耗能支撐裝置的工作原理如下：建筑框架結構防屈曲耗能支撐裝置與建筑框架柱、梁連接，形成柱間支撐。在小震的情況下，支撐桿件軸力較小，耗能鋼管應力也小，處于彈性狀態，具有一定的初始剛度，相當于普通的鋼支撐；大震的情況下，支撐桿件軸力加大，耗能鋼管波谷段由于截面面積最小，應力超出鋼材屈服強度，多處波谷段的鋼材都會進入屈服狀態。由于有內約束鋼管和外約束鋼管的約束，中間的耗能鋼管不會產生屈曲失穩，耗能鋼管具有“屈服而不屈曲失穩”的特點，耗能效果較好。耗能鋼管通過大變形來消耗地震能量，達到耗能減震的目的。

本發明的建筑框架結構防屈曲耗能支撐裝置具有剛度大、變形能力強、屈服力容易控制、不屈曲失穩、耗能能力強的特點。其受力明確，機構簡單，制造方便，易于安裝和維護，耐久性好。它可以用于多層、高層混凝土結構和鋼結構的建筑中，同支撐桿件連成一體與建筑結構主體相連，連接可采用螺栓也可采用焊接，組成耗能減震結構體系，解決建筑結構在強烈地震作用下的安全性問題。該裝置可用于新建工程中，也可用于抗震加固改造工程中。

附圖說明

圖1是本發明建筑框架結構防屈曲耗能支撐裝置的外形結構示意圖。

圖2是本發明建筑框架結構防屈曲耗能支撐裝置剖面示意圖。

圖3是本發明建筑框架結構防屈曲耗能支撐裝置安裝在建筑框架-支撐結構中的位置示意圖。

圖4是本發明建筑框架結構防屈曲耗能支撐裝置安裝在建筑框架-支撐結構中的位置示意圖。

圖中，1－耗能鋼管，2－內約束鋼管，3－外約束鋼管，4、5－連接鋼板，6－本發明建筑框架結構防屈曲耗能支撐裝置安裝在建筑框架-支撐結構中的位置。

具體實施方式

如圖1、2所示，本發明的建筑框架結構防屈曲耗能支撐裝置由耗能鋼管1、內約束鋼管2、外約束鋼管3、連接鋼板4、5等幾個部分組成。耗能鋼管1由圓形截面鋼管制成，在管壁外側按一定間隔（約15～30厘米）加工成波紋狀，耗能鋼管兩端分別與連接鋼板4、5連接。內約束鋼管2和外約束鋼管3由圓形截面鋼管制成，分別套在耗能鋼管1的內側和外側，對耗能鋼管1的徑向變形產生約束，其長度比耗能鋼管短并且與連接鋼板之間留有間隙。

如圖3、4所示，本發明建筑框架結構防屈曲耗能支撐裝置6安裝在建筑框架結構的支撐桿件中，通過圖1、2所示的連接鋼板4、5與建筑框架結構的梁、柱相連。當地震發生時，本發明的建筑框架結構防屈曲耗能支撐裝置6產生拉力或壓力，帶動耗能鋼管1產生變形，消耗地震能量，對建筑結構起到保護作用。

制造本發明的建筑框架結構防屈曲耗能支撐裝置的鋼材選用GB/T700-1988碳素結構鋼Q195、Q215、Q235均可。