[實用新型]一種內套管約束折疊鋼板耗能支撐

有效

• 申請號: 201620039174.3
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN205329889U
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 陸金鈺;楊連坤;譙旭東
• 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: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本實用新型屬于建筑結構耗能支撐領域，涉及一種內套管約束折疊鋼板耗能支撐。

背景技術

地震是一種強烈的自然災害，地震時釋放的能量能夠對建筑物形成致命性的破壞。為了吸收地震時釋放的能量保護建筑物，避免因為過量的能量輸入對建筑物所造成破壞，保護人們的生命財產安全，屈曲約束支撐裝置被廣泛的應用。

屈曲約束支撐主要由芯板、外套管、無粘結材料等部分構成。該技術中芯板為主要受力單元，在地震作用下芯板發生變形而消耗地震所輸入的能量，從而達到保護主體框架的目的。內套管通過對芯板的約束，防止芯板產生側向屈曲影響其耗能效果。

然而目前的屈曲約束耗能支撐塑性鉸出現較少，并不能發揮整塊芯板的耗能能力，無法控制芯板的屈服點位置，無法控制塑性鉸出現的數量，這就使得整個支撐的耗能性能并不能實現精確控制，從而達到預期的效果。

實用新型內容

技術問題：本實用新型提供一種利用折疊鋼板形成的芯筒代替芯板作為主要受力構件，利用其良好的屈服后耗能能力減少建筑物的地震響應，制作簡單，便于安裝，能夠應用到結構抗震方面，有效地減輕地震災害的內套管約束折疊鋼板耗能支撐。

技術方案：本實用新型的內套管約束折疊鋼板耗能支撐，包括芯筒、設置在所述芯筒內的內套管、設置在所述芯筒兩側筒口的端頭承壓板、設置在內套管中與端頭承壓板內側連接的十字固定板，連接在端頭承壓板外側的十字節點板，所述芯筒由多個耗能單元依次連接而成，所述耗能單元包括4n個異面三角形，其中2n個為第一類三角形，2n個為第二類三角形，每兩個第一類三角形頂角連接設置，構成一個分組，每兩個第二類三角形底邊連接設置，構成一個分組，第一類三角形分組與第二類三角形分組相鄰連接，拼接成一個筒狀構件，n為耗能單元端部多邊形邊數，n≥3。

進一步的，本實用新型中，所述端頭承壓板的尺寸與芯筒的筒口尺寸相同。

進一步的，本實用新型中，所述芯筒內壁與內套管之間有間隙，其中填充有無粘結材料。

進一步的，本實用新型中，所述十字節點板上焊接有豎向的加勁肋。

本實用新型的折疊鋼板耗能支撐對鋼板采用沖壓的方式使其出現折痕，相當于在鋼板之中引入了初始缺陷，進而可以控制出現塑性鉸的位置，使塑性鉸出現在折痕附近，還可以通過控制折痕的數量來控制塑性鉸的數量。然后將沖壓之后的鋼板焊接成為筒狀，同時增加了穩定性，不易發生面外屈曲。

本實用新型內套管約束折疊鋼板耗能支撐由芯筒、內套管、端頭承壓板、十字固定板、十字節點板、無粘結材料，加勁肋構成；其中芯筒是是由普通鋼板經過沖壓焊接成為筒狀，其折疊段是由幾何尺寸相同的耗能單元組成。且耗能單元體四面均采用相同的折痕，其構造形式相對簡單，制作方便；端頭承壓板與芯筒、十字節點板、十字固定板相連，將荷載均勻的傳遞給芯筒。十字固定板確定內套管的位置，焊接于端頭承壓板內側。十字節點板將該支撐與框架相連接。內套管限制耗能段折痕處出現過大的變形而影響整個支撐的耗能性能。無粘結材料覆蓋于內套管外表面，減弱內套管與芯筒之間的摩擦，加勁肋設置于十字節點板上，防止節點板受壓屈曲。

本實用新型的內套管約束折疊鋼板耗能支撐通過折疊鋼板產生預折痕，在承受荷載時可以在折痕處產生塑性鉸線，利用塑性鉸線來增加該支撐的耗能能力，同時在芯筒的內部設置套管，提高對芯筒的環向約束，便于提高該支撐的剛度與極限承載力。

其核心為芯筒，芯筒集中體現了實用新型的設計原理，且以n＝4時為例進行說明：

所述芯筒，如圖1中1所示，是鋼板經過沖壓焊接而成，經過沖壓可以形成由一系列全等的等腰三角形所構成的耗能單元，再經過焊接形成筒狀，如圖4所示，為保證良好的耗能能力，便與加工，所用鋼材優先采用軟鋼、Q235或高性能鋼材，所用鋼板厚度不宜大于50mm。

所述內套管，如圖1中5所示，優先采用鋼材制成，可以是圓鋼管、方鋼管，優先使用市場上已有的鋼管規格。所述無粘結材料在芯筒與內套管之間設置，如圖1中6所示，無粘結材料為2mm厚的硅膠層，用來減弱內套管與芯筒之間的摩擦。

所述端頭承壓板設置于芯筒兩端部，如圖1中3所示，是將高強鋼板切割成與耗能單元側面吻合的六面體，焊接于芯筒兩端。所述十字固定板，如圖1中4所示焊接于端頭承壓板內側，限制內套筒的位置。所述十字節點板，如圖1中2所示，采用與端頭承壓板相同的鋼材，焊接于端頭承壓板上。所述加勁肋，如圖1中7所示，共設置四道，每道由四片相同的鋼板組成，焊接于十字節點板上。