[發(fā)明專利]一種連接端部耗能型全鋼防屈曲支撐

有效

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• 申請日: 2013-03-14
• 公開（公告）號: CN103161238A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 冉克顯;劉學(xué)春;王海忠
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種防屈曲耗能支撐構(gòu)件，旨在應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中提供支撐剛度和消耗地震能量，屬于一種全部采用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配且端部可以耗能的防屈曲支撐構(gòu)件。

背景技術(shù)

防屈曲支撐構(gòu)件作為一種支撐耗能構(gòu)件，將其應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中可以作為抗側(cè)力構(gòu)件和耗能構(gòu)件.防屈曲支撐體系是一種經(jīng)濟(jì)效益非常好的結(jié)構(gòu)體系,其既能夠替代支撐構(gòu)件提供支撐剛度,又能夠保證在大震作用下進(jìn)行耗能.其解決了傳統(tǒng)支撐構(gòu)件通過加大截面來解決結(jié)構(gòu)在地震作用時的屈曲問題,其在地震作用下具有良好的耗能效果.

在小、中地震作用下，防屈曲耗能支撐可以如普通支撐構(gòu)件一樣提供抗側(cè)剛度，而在大震作用下構(gòu)件通過外包構(gòu)件阻止內(nèi)核的屈曲來達(dá)到消耗地震能量的目的。研究表明，防屈曲耗能支撐有很好的耗能效果。這樣支撐構(gòu)件在拉壓反復(fù)荷載作用下，表現(xiàn)出基本相同的滯回性能，且滯回曲線飽滿，是耗能良好的構(gòu)件。

目前，對于工程中普遍使用的防屈曲支撐構(gòu)件是由外圍鋼管、內(nèi)置混凝土與內(nèi)核鋼板組成，此類構(gòu)件已在工程中有所應(yīng)用。此類構(gòu)件的外圍鋼管和內(nèi)核之間是混凝土，通過外包混凝土來限制內(nèi)核鋼板的屈曲。因此，其缺點是對于尺寸的精度控制高，對于內(nèi)置的混凝土與內(nèi)核鋼板之間留有的間隙有嚴(yán)格的精度要求，會使施工增加難度。

本發(fā)明提出了一種連接端部耗能型的防屈曲耗能支撐，其構(gòu)件主要通過鋼構(gòu)件組成，混凝土部分可以按需要決定是否添加。這種支撐裝配性很強,可以有效減小傳統(tǒng)防屈曲支撐構(gòu)件的施工困難，對于內(nèi)核與外包之間間隙的控制也較容易,有很好的應(yīng)用前景。

此外,對于長圓形螺栓孔,在幕墻結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較廣,其可以通過由高強螺栓在長圓孔中的緩緩相對移動,來達(dá)到損耗外部能量的目的.本發(fā)明擬將此類螺栓孔引入防屈曲支撐中,增強其在地震下的耗能能力.

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種連接端部耗能型全鋼防屈曲耗能支撐，目的在于提出一種裝配式的支撐構(gòu)件，有效的減小施工困難，保證在小、中震提供剛度，大震提供耗能。另外,將特殊螺栓孔構(gòu)造引入支撐中,增加防屈曲支撐的耗能能力.

本發(fā)明為一種連接端部耗能型全鋼防屈曲支撐，其特征在于,所述支撐包括兩塊鋼板1、兩個方鋼管2與內(nèi)核鋼板3；所述鋼板1、方鋼管2、內(nèi)核鋼板3通過長螺栓桿4連接，兩個方鋼管2之間保持一定的距離平行放置，被兩塊鋼板1夾在中間，一側(cè)的長螺栓桿4依次穿過方鋼管2一側(cè)的鋼板1、方鋼管2和方鋼管2另一側(cè)的鋼板1，另一側(cè)的長螺栓桿4同樣依次穿過方鋼管2一側(cè)的鋼板1、方鋼管2和方鋼管2另一側(cè)的鋼板1，組成外圍約束構(gòu)件；所述外圍約束構(gòu)件圍成的矩形空間由兩塊鋼板1與兩個方鋼管2內(nèi)側(cè)鋼板所圍成；所述外圍約束構(gòu)件圍成的矩形空間內(nèi)部放置內(nèi)核鋼板3，矩形空間與內(nèi)核鋼板3之間留有間隙，此間隙為外圍約束鋼板即方鋼管2內(nèi)側(cè)鋼板與內(nèi)核鋼板3的垂直距離，間隙值控制為2-3mm,且在矩形空間內(nèi)部兩個方鋼管2的表面上涂有粘性材料；所述內(nèi)核鋼板3端部兩側(cè)分別焊接加勁鋼板5，內(nèi)核鋼板3端部截面為十字形狀，形成十字形連接端；梁柱連接板7端部兩側(cè)分別焊接加勁鋼板5，形成十字形連接端；所述支撐通過四個角鋼連接板6將結(jié)構(gòu)中梁柱節(jié)點處的梁柱連接板7與支撐的內(nèi)核鋼板3連接，采用高強螺栓14連接；所述支撐端部，即內(nèi)核鋼板3端部和加勁鋼板5上，采用長圓形螺栓孔13構(gòu)造；所述支撐的內(nèi)核鋼板3的跨中兩側(cè)，即內(nèi)核鋼板3跨度中點兩側(cè)，焊接支撐跨中卡位鋼板12，以防止支撐外圍約束構(gòu)件脫落。

本發(fā)明提出的構(gòu)件，有兩點優(yōu)勢：一，全部采用鋼構(gòu)件組裝而成，支撐對于施工增加了便利；二，對支撐的端部采取了長圓形的螺栓孔構(gòu)造，可使內(nèi)核鋼板3在地震作用力下沿著長圓形螺栓孔13兩個方向進(jìn)行緩緩滑動以此消耗部分地震能量，當(dāng)罕遇地震出現(xiàn)時，支撐內(nèi)核鋼板3長圓孔滑動可與支撐內(nèi)部屈曲共同消耗地震能量。

附圖說明

圖1為連接端部耗能型全鋼防屈曲支撐與梁柱連接示意圖。

圖2為圖1中A—A剖面示意圖。

圖3為圖1中B—B剖面示意圖。

圖4為連接端部耗能型全鋼防屈曲支撐加勁鋼板螺栓孔示意圖。

圖5為連接端部耗能型全鋼防屈曲支撐內(nèi)核鋼板螺栓孔示意圖。

圖6為支撐內(nèi)核鋼板中布置卡位鋼板示意圖。

圖7為圖6中C—C剖面示意圖。

在圖中：1—鋼板;2—方鋼管;3—內(nèi)核鋼板;4—長螺栓桿;5—加勁鋼板;6—角鋼連接板;7—梁柱連接板;8—框架柱;9—框架梁;10—支撐端部螺栓;11—梁柱連接板螺栓;12—卡位鋼板;13—長圓形螺栓孔；14—高強螺栓。

具體實施方式