[發明專利]一種轉換式防屈曲耗能支撐

有效

• 申請號: 201310049097.0
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103104052A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 陳明中;徐繼東;李靜;黃坤耀;杭振園
• 申請（專利權）人: 陳明中
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 何新平

技術領域

本發明涉及建筑工程結構減振技術領域，尤其涉及一種轉換式防屈曲耗能支撐。

背景技術

最近幾十年時間以來，防屈曲耗能支撐在美國、日本、我國臺灣等國家和地區的應用較多。防屈曲耗能支撐是一種在受拉和受壓狀態下都不發生屈曲的支撐，與傳統支撐相比具有更穩定的力學性能。通過屈曲約束支撐不僅可以提高結構的剛度和延性，而且利用鋼材的滯回性能可以消耗由于水平荷載作用在結構的上的能量，對結構的抗震能力提高有很大意義。1995年神戶地震后，防屈曲約束支撐體系在日本被大量使用，截至目前已經超過300棟建筑使用了防屈曲耗能支撐；在美國也有30余棟建筑應用；在我國的臺灣地區應用也較多。防屈曲耗能支撐有關的技術及設計方法研究有十幾年的時間，但在國內研究應用尚處于起步階段，工程案例較少，產品應用以國外產品為主，造價很高，工程應用難以推廣。到2008年運用屈曲約束支撐的建筑有幾百棟，然而國內在這方面的研究尚處于起步階段，工程案例較少，產品應用以國外產品為主，因此造價偏高。

一般的防屈曲耗能支撐由五部分構成：約束屈服段、約束非屈服段、無約束非屈服段、無粘結可膨脹材料和屈服約束機構。防屈曲耗能支撐的形式多樣，但工作原理基本相似。即：支撐在外力作用下，荷載全部由芯材承受，芯材在軸向拉力或壓力作用下能屈服耗能，而外圍的約束機構提供給芯材彎曲限制，避免芯材受壓時屈曲。由于泊松效應，芯材受壓時會發生膨脹，因此在芯材和約束機構之間設有縫隙，以減小芯材受力時對約束機構造成擠壓。

目前，現有防屈曲耗能支撐存在以下幾個問題：

現有產品涉及的防屈曲耗能支撐主要是通過鋼板（型鋼）表面涂抹一層2mm厚的無粘結材料，與約束機構之間形成縫隙，縫隙的大小對約束的效果很明顯，因此對制作的要求很高，故當防屈曲耗能支撐核心受力構件采用非“一”字形截面形式時，將會較大地影響約束構件對核心受力構件的約束效果。

當需要設計大噸位型的防屈曲耗能支撐，抑或是在建筑有較高要求時，核心受力構件的截面厚度將很厚（采用“一”字形截面時，截面后厚度更厚），不利于防屈曲耗能支撐和主體結構進行連接，影響了防屈曲耗能支撐與主體結構連接施工的可操作性和安全性等，使得工藝難度增大，造價上升。

當防屈曲耗能支撐的核心受力構件采用較薄的截面時，防屈曲耗能支撐的外觀尺寸將較大，約束裝置對核心受力構件的約束作用得不到充分的利用，降低了防屈曲耗能支撐的經濟性，且現有各類防屈曲耗能支撐的外觀尺寸較難滿足建筑要求。

傳統的防屈曲耗能支撐在工作時，由于外約束套筒重量很大，結構振動時芯材與外套筒容易發生滑移，從而破壞支撐。

發明內容

本發明的目的在于優化現有常規防屈曲耗能支撐的構造，提供一種制作工藝、加工工藝和安裝工藝更加簡便的轉換式防屈曲耗能支撐，所要解決的問題是使其不僅能夠保證原有的抗震性能，還能夠減輕自重，簡化安裝工藝，確保支撐能精確加工，并保證支撐的加工質量和其與主體結構的連接質量。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種轉換式防屈曲耗能支撐，包括核心受力構件、位于核心受力構件外圍的約束構件、位于核心受力構件兩端的非屈服轉換段，所述核心受力構件采用“一”字形截面形的鋼板，核心受力構件左端的非屈服轉換段包括一塊左轉換板、兩塊加勁板，核心受力構件右端的非屈服轉換段包括一塊右轉換板、兩塊加勁板，所述核心受力構件和左轉換版、右轉換板之間分別置有壓縮材料，所述左轉換板、右轉換板和核心受力構件之間通過上下側的兩塊加勁板采用對接焊方式進行連接，所述約束構件包括端部板、套筒、填充材料，所述套筒套在核心受力構件的外圍，所述端部板設計成一中空的“工”字形結構，所述端部板包括兩個，稱為左端部板和右端部板，所述左端部板套設在左轉換板靠近壓縮材料那端的內側，所述右端部板套設在右轉換板靠近壓縮材料那端的內側，所述套筒、左端部板和右端部板之間形成了一個空腔，該空腔內灌注有填充材料，左轉換板、右轉換板伸進套筒內的部分外圍包有壓縮材料。

進一步，所述填充材料采用細骨料混凝土、砂漿或高分子材料。

進一步，所述核心受力構件的材料采用軟鋼或Q235鋼。

進一步，所述核心受力構件中部上側和下側外表面分別焊接有防滑裝置，所述防滑裝置采用凸起鋼塊形式或銷釘形式。

進一步，所述核心受力構件、左轉換板、右轉換板和或防滑裝置的表面設置有無粘結材料。

進一步，所述無粘結材料采用軟玻璃、橡膠、聚乙烯、硅膠或乳膠。