[發明專利]多段式組合巨型屈曲約束支撐

有效

• 申請號: 201310382512.4
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103485435A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 李國強;孫飛飛;宮海;郭小康;江源;金華建;洪建敏;郭建好
• 申請（專利權）人: 同濟大學;上海藍科建筑減震科技有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 葉鳳

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，具體涉及一種多段組合拼裝的巨型屈曲約束支撐，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，滿足超高層建筑結構對超大噸位和長度屈曲約束支撐的需求。?

背景技術

我國超高層建筑的不斷涌現體現了經濟社會的發展水平，但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。通常超高層建筑所擔負的社會功能及影響又十分重大，因此，有必要減小或控制該類結構的震害。?

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。?

超大噸位和長度的屈曲約束支撐的設計、制造、安裝都存在很大難度。由于巨型屈曲約束支撐自重很重，有時重達幾百噸，長度很長，有時超過50m，制造和安裝等因素，加工和吊裝都很難。?

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，提供一種多段組合式巨型屈曲約束支撐，其采用多段組合方式，將一巨型屈曲約束支撐分為若干段，包括彈性支撐段、耗能支撐段，分別制造后，進行現場拼接；其通過外部矩形鋼套管緊貼約束內部控制了寬厚比的矩形鋼核心實現屈曲約束功能；耗能段的低強度鋼和高強度鋼采用雙斜面對接全熔透焊的方式進行連接，確保了連接強度；支撐彈性段設置在中間，提高了支撐的穩定承載力；支撐耗能段設置在兩端保證了其耗能能力。?

本發明給出的技術方案為：?

一種多段式組合巨型屈曲約束支撐，其特征在于，徑向內外是雙矩形鋼管構造，外圍矩形鋼管是約束單元，內部矩形鋼管為核心軸力單元，通過外部矩形鋼套管緊貼約束內部核心軸力單元，控制核心軸力單元矩形鋼的寬厚比，從而實現屈曲約束功能；軸向是采用多段組合方式，分為若干段，采用彈性段設置在中間以提高了支撐的穩定承載力，耗能段設置在兩端保證了其耗能能力，分別制造后進行現場焊接拼接；具體結構表征為：

耗能段支撐（1）和彈性段支撐（2）截面相同，均為雙矩形截面；耗能段支撐與彈性支撐之間采用對接焊縫7將內部箱型截面強連接；?

耗能段（1）包括低強度鋼段（4）和高強度鋼段，低強度鋼段和高強度鋼段之間采用雙斜面對接焊縫（8）全熔透焊的方式進行連接，確保了連接強度；

內部箱型矩形鋼管作為核心內部通過若干隔板（6）進行定位，減小焊接變形；耗能段支撐（1）和彈性支撐組成的內部箱型矩形鋼管核心對接后，通過外套筒后補板（5）在外部進行加強，從而將外部套筒也連接成為一整體；在耗能段支撐最外端點部位通過箱型鋼套箍（3）進行加強；內外箱型截面之間采用隔離材料（9）進行脫離。

本發明多段式組合巨型屈曲約束支撐，其工作原理與受力機理，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。本發明的耗能核心屈服前可為結構提供較大的抗側剛度與承載能力，其作用同普通鋼支撐，但由于本發明不會發生整體失穩破壞，材料利用效率更高；本發明耗能核心屈服后可耗散大量地震輸入能量，為結構提供附加阻尼，是一種性能優良的金屬阻尼器；本發明采用雙矩形鋼套管的構造措施，通過限制核心斷面寬厚比的方式，實現約束核心屈曲的功能，不采用內部填充材料，極大地減小了巨型支撐的自重。本發明適用于超大噸位和長度屈曲約束支撐，自重較鋼管混凝土型屈曲約束支撐輕，經濟性好，制造工藝相對簡單，又解決了巨型支撐安裝施工難題，具有很好的推廣應用前景。?

附圖說明

圖1為本發明各構件組裝示意立面圖。?

圖2為本發明俯視圖（1-1）。?

圖3?為本發明橫截面圖（2-2）。?

圖4為本發明橫截面圖（3-3）。?

圖5為本發明各個組件拼裝示意圖。?

圖6為本發明在建筑結構中的布置方式示意圖。?

標記說明：（1）耗能段支撐、(2)彈性支撐、（3）箱型套箍、（4）耗能低強度鋼段、（5）外套筒后補板、（6）橫隔板、（7）拼焊縫、（8）雙斜對接焊縫、（9）內外巨型鋼箱之間的隔離材料、（10）內部箱型矩形鋼管、（11）梁上節點、（12）框架梁、（13）多段式組合巨型屈曲約束支撐、（14）框架柱、（15）梁柱節點。?

具體實施方式

參照圖1至圖6，可知本發明裝置的外觀以及構造要求。?