[發明專利]防屈曲金屬消能構件、剪力墻結構以及連梁結構

在審

• 申請號: 201710011340.8
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN108278032A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 尹文漢;宮海;陳亮;姚偉慧;徐札根;徐海成
• 申請（專利權）人: 上海藍科建筑減震科技股份有限公司
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 上海隆天律師事務所 31282
• 代理人: 臧云霄;夏彬

本發明提供了一種防屈曲金屬消能構件、剪力墻結構以及連梁結構，其中包括耗能元件，所述耗能元件為金屬耗能元件，且所述耗能元件包括兩個表面、兩個側面和兩個端面；第一防屈曲元件，所述第一防屈曲元件設置于所述耗能元件的兩個表面；兩個彈性連接元件，所述彈性連接元件設置于所述耗能元件的兩個端面。本發明提供了一種利用金屬耗能元件并約束平面外屈曲的技術方案，彈性連接元件可以靈活調整整個消能構件的剛度，并且無需在整個消能構件的全長設置約束元件；塑性損傷集中在耗能元件，損傷后只需更換核心耗能元件即可，設計方法靈活，構造簡單，可以很好地適用于鋼板墻構件或連梁構件，減少了鋼材使用，從而降低產品成本。

技術領域

本發明涉及建筑技術領域，尤其涉及一種利用金屬耗能元件并約束平面外屈曲的防屈曲金屬消能構件、剪力墻結構以及連梁結構。

背景技術

純鋼板剪力墻是一種可內嵌在框架結構中的抗側力構件，在正常使用情況下，它只承受水平剪力作用。普通鋼板剪力墻在水平剪力作用下易發生面外凸起形式的屈曲，屈曲后形成斜向拉力場，以拉力場中拉力帶來平衡水平力。由于拉力帶只能承受拉力，另一斜向壓力場中壓力帶的受壓屈曲臨界荷載一般遠低于其屈服承載力，因此壓力場很容易就會發生面外屈曲。

針對純鋼板剪力墻的不足，現有技術中提出了屈曲約束墻的概念。但是屈曲約束墻由于在墻的全高設置約束元件，會導致成本太高。耗能減震結構在工程界的引入得到了廣泛的研究與使用，耗能減震作為一種被動控制方式，其主要原理是通過在結構中設置特定的附加耗能元件，將地震動輸入給結構的能量引向耗能元件，從而吸收大部分地震動輸入能量，減輕結構的損傷程度。因此，采用了耗能元件的結構，塑性損傷集中在耗能元件，損傷后只需要替換核心耗能元件。

如圖1所示，為現有技術中應用于鋼板墻的芯板在圖中x方向和y方向組成的平面中的結構示意圖，其中示出了作為耗能元件使用的芯板101的具體形狀。圖2為采用該芯板101的鋼板墻的結構示意圖，其中在芯板101的表面進一步增加了約束元件102。從圖中可以看出，為了保持整個鋼板墻的結構穩定，約束整個鋼板墻在面外凸起形式的屈曲，需要在整個芯板101設置約束元件102，從而在整個鋼板墻的全高設置約束元件，需要使用大量的鋼材，結構復雜且成本很高。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明的目的在于提供一種防屈曲金屬消能構件、剪力墻結構以及連梁結構，利用金屬耗能元件并約束平面外屈曲，彈性連接元件可以靈活調整整個消能構件的剛度，并且無需在整個消能構件的全長設置約束元件。

本發明實施例提供一種防屈曲金屬消能構件，包括：

耗能元件，所述耗能元件為金屬耗能元件，且所述耗能元件包括兩個表面、兩個側面和兩個端面；

第一防屈曲元件，所述第一防屈曲元件設置于所述耗能元件的兩個表面；

兩個彈性連接元件，所述彈性連接元件分別設置于所述耗能元件的兩個端面。

優選地，還包括第二防屈曲元件，所述第二防屈曲元件設置于所述彈性連接元件的兩個表面，所述彈性連接元件的兩個表面平行于所述耗能元件的兩個表面。

優選地，還包括加勁肋，所述加勁肋設置于所述彈性連接元件的兩個表面，所述彈性連接元件的兩個表面平行于所述耗能元件的兩個表面。

優選地，所述耗能元件的屈服強度值低于所述彈性連接元件的屈服強度值。

優選地，所述耗能元件包括芯板和兩個側板，所述芯板包括兩個表面、兩個側面和兩個端面，所述芯板的兩個端面分別連接所述彈性連接元件，所述芯板的兩個側面分別連接所述側板，所述芯板的兩表面分別設置有所述第一防屈曲元件。

優選地，所述芯板以及所述芯板的兩個表面的所述第一防屈曲元件的厚度之和小于等于所述側板的寬度。

優選地，所述耗能元件滿足如下公式：