[發明專利]局部填充組裝搭接防屈曲支撐

無效

• 申請號: 201310217017.8
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN103255852A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 郭小康;孔應祥
• 申請（專利權）人: 北京聽風廬文化發展有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明涉及建筑結構抗震防災技術領域，屬于結構減震被動控制范疇，具體涉及一種僅局部填充約束的四管組裝防屈曲支撐，其可用于建筑結構中抵抗水平地震作用，提高結構抗震性能，且自重較輕，可采用現場拼接的方式進行安裝，部分外圍約束單元還可充重復使用，使成本大大降低，并且采用的搭接方式使節點焊縫質量得到極大改善，提高了節點的焊接質量、安全性和施工便利性。

(二)背景技術

我國處于地震多發區，每年都會發生地震災害，其給人們的生命財產安全帶來了巨大威脅。建筑結構在強烈地震中即便不倒塌，也會發生很大損傷，影響震后的正常使用。從能量平衡的觀點來看，造成結構地震破壞的機理是，地震輸入能量通過構件的塑性耗能進行消耗，同時結構也相應地發生了損傷破壞，若結構的耗能能力不足以消耗地震輸入能量，則結構就會發生倒塌破壞。防屈曲支撐是一種抗震新技術，其安裝在原結構上，可作為附加耗能構件，先于結構主體進入塑性狀態，耗散地震輸入能量，從而保護了主體結構，可譽為結構抗震“保險絲”。

防屈曲支撐的工作原理與受力機理非常明確，即通過外圍約束單元約束軸向受力鋼構件，保證其在受壓時不發生整體失穩破壞和局部屈曲破壞，那么軸力構件在地震中將表現出拉壓對稱的優良力學性能，并通過這種拉壓屈服大量耗散地震輸入能量，其是金屬耗能減震裝置的一種。

防屈曲支撐主要分為兩種類型：(1)以鋼管混凝土為約束機制的防屈曲支撐，該種支撐通過鋼管混凝土約束耗能核心；(2)純鋼型屈曲約束支撐，該種支撐通過加勁鋼套筒等實現對耗能單元的約束作用。

目前，防屈曲支撐存在如下問題：(1)節點連接問題：通常采用螺栓連接或對接焊縫連接的方式將防屈曲支撐與結構相連，螺栓連接對截面削弱較大，且要配置16塊連接板，不易準確定位，對施工精度要求較高，并且螺栓連接容易產生滑移現象，不利于支撐耗能作用的發揮；對接焊縫連接雖無截面削弱，但是其焊接缺陷不可避免，由于對接焊縫剛度較大，焊接收縮變形將產生較大焊接殘余應力，極宜在地震的沖擊荷載下產生脆性斷裂，影響結構的安全性；(2)支撐仍有較大優化改進空間：目前純鋼型支撐由于構造原因約束效果通常較鋼管混凝土型支撐差，但鋼管混凝土填充型支撐自重又較重，生產加工程序較多，周期較長；(3)震后修復替換成本較高：目前防屈曲支撐震后通常需要全部更換，但是事實上支撐發生破壞的區域多為耗能核心，外圍約束單元是可以重復利用的，但現在的防屈曲支撐不易拆解，造成大量浪費；(4)施工定位較為困難：目前防屈曲支撐對施工精度要求較高，支撐端部和節點的連接位置以及支撐的長度誤差限制均非常嚴格。

本發明綜合考慮了上述因素，根據基本力學原理，采用局部填充四套管的構造措施，利用了混凝土填充約束效果較好的優點，同時利用兩個空心鋼套管提供了支撐整體穩定承載力，最大限度地減小了支撐的自重；采用雙L型耗能核心，使得支撐節點可與節點十字型板采用緊貼角焊縫的連接方式，將對接焊縫轉換為搭接焊縫，提高了連接的延性；并且支撐施工采用化整為零的方式，分段組裝進行現場施工，含有耗能核心的兩個單元可先與節點連接施工，隨后可將空心鋼管采用填板的方式連接成以整體，極大地提升了施工的靈活性；震后兩個空心鋼管可回收重復利用，減小了修復成本。

(三)發明內容

本發明目的在于提供一種局部填充組裝搭接防屈曲支撐，其采用兩個鋼管混凝土組件分別約束一對L型耗能鋼核心；采用若干連接板將提供整體抗彎剛度的空心鋼管與鋼管混凝土連接為一整體，降低了支撐自重，提高了材料利用率；采用搭接角焊縫將支撐與節點相連，改善了連接延性；采用現場分段連接的施工方式降低了施工定位安裝難度；并且空心鋼套管部位可在震后回收利用。

本發明實施方式為：它至少包括(1)一對L型耗能鋼核心、(2)分別約束該對耗能核心的鋼管混凝土單元；(3)一對空心方鋼管；(4)若干套筒連接板；(5)耗能鋼核心與約束單元之間的隔離材料。

本發明還包括如下技術特征：

[1]所述一對L型耗能鋼核心(1)，為端部截面大，中部截面削弱的構件；

[2]所述一對L型耗能鋼核心(1)，分別放置于鋼管混凝土套管(2)內部，且兩端穿出(2)；

[3]所述一對L型耗能鋼核心(1)兩端節點區域與節點板采用搭接角焊縫的形式進行連接；

[4]所述一對鋼管混凝土套管(2)與一對中空方鋼管(3)采用若干套筒連接板(4)以角焊縫連接。

[5]所述一對放置于鋼管混凝土內部的耗能剛核心(1)，分別連接于節點的上、下兩個角部；