[發明專利]加勁套管混凝土屈曲約束支撐

有效

• 申請號: 201410015952.0
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103774768B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 王春林;李濤;吳京;曾濱;葛漢彬
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 徐激波

技術領域

本發明屬于土木工程領域，涉及用于減小工程結構地震響應的一種屈曲約束支撐。

背景技術

屈曲約束支撐是一種新型抗側力構件，同時也是一種利用金屬屈服耗散地震能量的消能減震構件，兼具普通支撐和金屬阻尼器雙重功能。在小震作用下，屈曲約束支撐的各個部分均保持彈性，與主體結構共同組成整體抗側力體系，保證結構的側移滿足要求。在中震或大震作用下，屈曲約束支撐核心板的部分截面在軸向拉力或壓力作用下能夠進入屈服，形成核心板屈服段，利用核心板屈服段的金屬屈服耗散大部分地震能量，從而極大衰減主體結構的振動反應，達到保護主體結構的目標。因其具有性能穩定、制作方便、成本低廉等優點，近年來得到了廣泛的應用。

目前，被廣泛研究和應用的套管混凝土屈曲約束支撐主要由以下三部分構成：承受軸心荷載的核心消能部件，防止核心部件產生整體或局部屈曲的側向約束部件以及減小摩擦阻力的無黏結材料。其中核心部件多為一塊一字形鋼板或由多塊一字形鋼板形成的組合截面形式，而側向約束部件則是由鋼管里填充混凝土或砂漿塊而成，無黏結材料包裹核心部件避免與砂漿層直接接觸。此種形式的屈曲約束支撐在軸向壓力作用時，核心部件會對與其接觸的混凝土或砂漿層產生很大的擠壓力，試驗表明會造成混凝土或砂漿層的局部壓碎，從而引起核心部件局部屈曲過大，進而嚴重影響屈曲約束支撐的性能。

發明內容

本發明為了解決傳統套管混凝土屈曲約束支撐在往復荷載作用下核心部件對約束部件的擠壓力全部直接由混凝土或砂漿承擔，混凝土或砂漿被壓碎而導致核心部件的局部屈曲過大而失效，進而提出了一種利用加勁部件與混凝土或砂漿組合來約束核心部件的加勁套管混凝土屈曲約束支撐。

本發明采用的技術方案為：一種加勁套管混凝土屈曲約束支撐，包括核心部件、無黏結材料、加勁部件和約束部件；

所述約束部件設置在核心部件外圍，約束部件由套管填充混凝土或砂漿組成；所述無黏結材料包裹在核心部件的表面；

所述無黏結材料外表面上增設有加勁部件，加勁部件的平側面或翼緣外側面沿核心部件長度方向與包裹有無黏結材料的核心部件外表面緊貼，加勁部件的長度大于核心板屈服段長度，無黏結材料和加勁部件一起放置于約束部件內。

作為優選，所述約束部件的套管截面是方形、矩形、多邊形或圓形。

作為優選，所述核心部件的截面是一字形、十字形、T字形或工字形。

作為優選，所述加勁部件為平板，平板寬度為一字形核心部件寬度或T字形與工字形翼緣寬度的0.5～1倍。

作為優選，所述加勁部件為槽形件，槽形件的一邊或兩邊或三邊與包裹核心部件的無黏結材料表面緊貼。

作為優選，所述加勁部件為L形件，L形件的一肢或兩肢與包裹核心部件的無黏結材料表面緊貼。

作為優選，所述加勁部件為矩形管，矩形管的一邊或兩邊或三邊與包裹核心部件的無黏結材料表面緊貼。

作為優選，所述加勁部件為折板，所述折板翼緣邊與包裹核心部件的無黏結材料表面緊貼。

作為優選，所述加勁部件上開設有孔洞或在背向無黏結材料側焊接栓釘，以阻止加勁部件與混凝土或砂漿塊之間的相對滑移。

本發明支撐構件在包裹核心部件的無黏結材料層表面增設一加勁部件，然后一起被填充混凝土或砂漿的套管所約束，該加勁部件通?？蔀橐蛔中武摪?、槽形件、L形件、矩形管、折板或其組合形式，而形成新型加勁套管屈曲約束支撐。該新型屈曲約束支撐構件通過加勁部件，將核心板傳來的擠壓力全部或者部分通過加勁部件均勻傳遞到更大面積的混凝土或砂漿塊面層上，加勁部件的平側面或翼緣外側面的寬度約為包裹有無黏結材料的核心部件對應表面寬度的0.3～1倍，可改變混凝土或砂漿與核心部件接觸表面的壓應力傳遞路徑，從而有效避免混凝土或砂漿被壓碎而導致的屈曲約束支撐性能降低。此外，通過增設加勁部件，將核心部件與約束部件的接觸面形式由原來的鋼與混凝土或砂漿面層接觸改變為鋼與鋼和鋼與混凝土或砂漿面層的混合接觸，因鋼與鋼的接觸摩擦系數低于鋼與混凝土或砂漿面層的接觸摩擦系數，所以可減小核心部件與約束部件之間的摩擦，從而有效改善屈曲約束支撐的性能。

本發明具有以下有益效果：