[發明專利]裝配式外約束防屈曲支撐構件

無效

• 申請號: 201210234903.7
• 申請日: 2012-07-06
• 公開（公告）號: CN102767250A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 傅中秋;吉伯海;程苗
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 彭英

技術領域

本發明涉及一種工程結構抗震耗能部件，尤其是指一種防屈曲支撐的外約束套管為裝配式構件，屬于結構工程技術領域。

背景技術

防屈曲支撐是近年來應用于工程結構中的一種新型的支撐形式，同時也是一種高效的耗能減震裝置(阻尼器)，它主要由鋼支撐內芯、外包約束構件以及在上述兩者之間所設置的無粘結材料或間隙二部分組成。在風荷載或地震作用下，防屈曲支撐框架中的支撐軸力只由鋼支撐內芯來承擔，而外包約束構件理論上并不分擔其軸力，只是通過對內芯的側向屈曲變形進行約束來防止支撐構件受壓時發生整體屈曲或局部屈曲破壞，因此兩者既是分工合作又是共同工作的。支撐內芯與外包約束構件的上述相互作用使其在中震或大震作用下，內芯屈服段無論受拉還是受壓均能實現全截面充分屈服耗散地震能量而不會出現支撐構件的整體屈曲或局部屈曲破壞，因此這種支撐不僅解決了普通支撐在大震下受壓屈曲的問題，而且還起到損傷控制的作用，使原來通過主體結構梁端形成塑性鉸的耗能方式轉變為只在防屈曲支撐部件上集中耗能，而主體結構大部分保持彈性，從而能夠較好地保護主體結構(梁、柱)，使其在大震當中免受嚴重損傷，給震后修復帶來方便。

目前常用的截面形狀和組成方式有多種，但存在以下問題：（1）十字形、一字形及工字形截面芯材通過焊接加工成形，造成殘余應力過大使得防屈曲支撐的耗能能力降低；（2）非封閉截面形式的芯材，所能承受的屈服荷載有限，難以滿足工程上的要求；（3）外約束和芯材之間的間隙受構件制作精度的影響較大，無法調節；（4）內部芯材是否損傷不方便探測和檢查；（5）防屈曲支撐構件一旦出現外套管損壞，需要整體更換，涉及到防屈曲支撐與主體結構的連接拆卸與再次安裝。

而事實上，實際工程中防屈曲支撐構件的損傷有可能出現僅僅外套管損傷，而芯材并未損傷的情況。如外力導致局部內凹陷，局部限制了芯材的橫向變形，反而會導致芯材更早的屈曲損傷。同時外套管出現如出現嚴重銹蝕，而芯材處于內部有可能并未損傷。故在實際工程中，可能僅需要更換外套管。但現有的防屈曲支撐形式，外套管大多是整體式的。如果要更換，則必須是整體更換，需要對整個防屈曲支撐構件進行節點拆卸與再次安裝。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種裝配式外約束防屈曲支撐，在保證具有較好的抗震耗能性能的情況下，考慮更換和安裝方便，外約束鋼管采用裝配式。

為實現以上的技術目的，本發明將采取以下的技術方案：

一種裝配式外約束防屈曲支撐構件，包括外約束鋼管和芯材鋼管，所述外約束鋼管和芯材鋼管之間設置無粘結材料層，所述外約束鋼管等分設置為兩片外約束鋼管分體，該兩片外約束鋼管分體通過連接螺栓拼接成一體，且兩外約束鋼管分體的拼接端之間均設置有墊片；另外，所述外約束鋼管和芯材鋼管之間的間距為1-2mm，無粘結材料層的厚度與外約束鋼管和芯材鋼管之間的間距相適配。

所述芯材鋼管通過卡塊-卡槽配合結構與外約束鋼管連接。

所述卡塊-卡槽配合結構為兩組，每組卡塊-卡槽配合結構均包括四個卡塊-卡槽配合結構，每組卡塊-卡槽配合結構的各卡塊-卡槽配合結構相對于芯材鋼管的軸線環形均布；每個卡塊-卡槽配合結構均包括相配合的卡塊、卡槽，其中：卡塊安裝在芯材鋼管的端面，而外約束鋼管對應于卡塊開設卡槽。

所述無粘結材料層通過涂覆在芯材鋼管外壁面的硅膠而形成；或者無粘結材料層通過粘結在芯材鋼管外壁面的硬質橡膠片而形成。

外約束鋼管和芯材鋼管的截面形式均為矩形或者均為圓形。

根據以上的技術方案，相應于現有技術，本發明具有以下的優點：

一、可較高地控制安裝精度：通過鋼墊片可以控制外約束構件與芯材之間的間隙，避免了因制作精度而導致的間隙大小控制不精確。

二、方便芯材的維護檢查：芯材上的粘結材料或本身出現損壞，可以直接擰開螺栓，打開外約束構件進行相關維護，完成后再次安裝便可。

三、方便外約束構件維護更換：實際工程中如僅僅要更換外約束構件，則只要擰開螺栓進行外約束構件的更換，避免了現有非裝配式防屈曲支撐的整體拆卸和整體更換。

四、制作安裝方便：可在工廠加工各部分構件，然后運至施工場地，迅速完成拼裝。

附圖說明

圖1-1是本發明所述裝配式外約束防屈曲支撐構件的一種結構示意圖；

圖2-1是圖1-1的俯視圖；

圖2是本發明所述裝配式外約束防屈曲支撐構件的另一種結構示意圖；

其中：外約束鋼管1；芯材鋼管2；無粘結材料層3；連接螺栓4；墊片5；卡塊6。