[實用新型]一種內約束防屈曲支撐

有效

• 申請號: 201521076922.7
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN205369575U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 王培軍;張露露
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型屬于建筑工程領域，具體涉及一種內約束防屈曲支撐。

背景技術

防屈曲支撐因其優良的抗震耗能性能，使其在高地震烈度區的框架結構中得到廣泛使用。與普通支撐相比，防屈曲支撐拉壓性能相當，滯回曲線飽滿穩定，其不但可作為結構構件，屈服后也是一種性能優良的阻尼器，可大量耗散地震輸入能量，并將結構的損傷集中于屈曲約束支撐自身，保護了主體結構，降低了結構地震響應。

常見的防屈曲支撐包括芯材和外套筒，以及芯材與外套筒之間的填充材料。芯材部分是構件中的主要受力元件，外套筒部分對芯材提供約束，以防止芯材部分受壓時發生整體屈曲。中國專利號200810204340.0公開的一種名稱為“防屈曲耗能支撐”實用新型專利；中國專利號200910081817.5公開的一種名稱為“一種全鋼結構防屈曲耗能支撐”實用新型專利等，都屬于此類防屈曲支撐。但現有的防屈曲支撐存在以下缺點：

1、鋼材浪費：由于傳統防屈曲支撐主要受力元件為芯材部分，處于核心位置的板件集中，長細比較大，容易發生屈曲，為防止芯材屈曲勢必要增加外套筒的厚度；而外套筒只是負責約束芯材，并未參與軸向受力，未充分利用鋼材，導致鋼材浪費；

2、自重大：芯材與外套筒之間的混凝土類填充材料自重大，強度低，性能不穩定。

3、芯材與外套筒之間的約束混凝土容易被壓碎而失去了約束與防屈曲作用，致使其耗能能力大幅降低。

因此將受力板件盡可能分散在周圍，提高截面回轉半徑，進而減小支撐長細比避免其發生整體屈曲，并在內部充填低密度高強度的泡沫金屬避免支撐的局部屈曲，是安全可靠，經濟合理的解決方案。

實用新型內容

本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種內約束防屈曲支撐。

為了達成上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種內約束防屈曲支撐，包括封閉的外圍構件，填充于所述外圍構件內并防止外圍構件屈曲的泡沫金屬；所述外圍構件兩端采用端板封閉，并在所述端板上焊有用以與主體結構連接的端部連接部件。

所述外圍構件作為受力結構，使用閉口空心截面構件作為受力構件，使截面盡可能擴展，可以充分利用鋼材強度高的性能，避免了傳統防屈曲支撐僅將鋼管作為約束結構而造成的鋼材浪費。由于質量分布在外圍，相對于同樣尺寸的常規防屈曲支撐，其回轉半徑顯著增大，長細比顯著減小，可以有效的避免支撐的整體屈曲。

所述內部填充材料為泡沫金屬。泡沫金屬具有金屬材料的高強度和高耐久性，同時具有較低的密度，可以減輕構件自重。泡沫金屬是在熔融的金屬中加入增粘劑和發泡劑制成，是一種集結構性能一體化的新型功能材料。發泡后金屬的體積可擴大13倍以上，比重降低為原來的1/13，約相當于木材的三分之一；一方面泡沫金屬的彈性模量高于普通支撐中用于填充的混凝土類材料，能有效防止薄壁鋼管發生局部屈曲；另一方面泡沫金屬彈性模量低于外圍受力的鋼構件的彈性模量，因此不參與承受軸向力。此外，它的多孔性構造能有效吸收撞擊等瞬時荷載產生的能量。用泡沫金屬來代替傳統的混凝土作為填充材料，可以有效減少結構自重，增加結構的強度和穩定性。

所述泡沫金屬為泡沫鋁、泡沫鎳、或泡沫銅；所述外圍構件為鋼構件。

所述外圍構件為直徑不小于150mm的圓管或邊長不小于150mm的方管。

所述內部填充材料的截面為實心或空心。

當所述外圍構件為直徑小于等于200mm的圓管或邊長小于等于200mm的方管時，所述內部填充材料的截面選擇實心；當所述外圍構件為直徑大于200mm的圓管或邊長大于200mm的方管時，所述內部填充材料的截面選擇空心，所述填充材料的壁厚不小于100mm。

所述端部連接部件一端焊接于所述端板的外側，另一端與主體結構連接。

所述端部連接部件與主體結構采用銷軸連接、焊接或高強螺栓連接。

當所述端部連接部件與主體結構采用銷軸連接時，所述端部連接部件為兩塊相互平行的耳板，所述耳板上開設安裝銷軸的圓孔。

當所述端部連接部件與主體結構采用焊接或高強螺栓連接時，所述端部連接部件為兩塊相互垂直的十字形板件。

當所述端部連接部件與主體結構采用焊接連接時，十字形板件外端設有用于焊接的坡口，確保融透焊接。

當所述端部連接部件與主體結構采用高強螺栓連接時，十字形板件外端設有螺栓孔，相對應的主體結構上的節點板也需開設螺栓孔。

本實用新型的有益效果是：