[發明專利]含有L型耗能元件的屈曲約束支撐、建筑物及組裝方法

有效

• 申請號: 201710610892.0
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107288399B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 侯和濤;曲冰;劉曉芳;齊健;仇錦
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 北京頭頭知識產權代理有限公司 11729
• 代理人: 劉鋒

本發明公開了一種含有L型耗能元件的屈曲約束支撐、建筑物及組裝方法，屬于土建結構工程抵抗外力構件領域。本發明的含有L型耗能元件的屈曲約束支撐包括可伸縮的內約束構件、套設在內約束構件外部的外約束構件、位于內約束構件和外約束構件之間的L型耗能元件；內約束構件包括插接連接的第一方鋼管和第二方鋼管；L型耗能元件包括4個L型芯板，該4個L型芯板的兩端分別螺栓連接在第一方鋼管和第二方鋼管的四個直角邊上；外約束構件的內截面為方形，用于包覆在L型耗能元件的外部，外約束構件和L型耗能元件之間設置有一定間隙。本發明拆卸和更換簡單，屈曲約束構件方便重復利用。

技術領域

本發明涉及土建結構工程抵抗外力構件技術領域，特別是指一種含有L型耗能元件的屈曲約束支撐、建筑物及組裝方法。

背景技術

在多層或高層房屋鋼結構體系中，框架是最基本的單元。支撐使鋼框架具有更高的抗側剛度和強度，減小地震時框架的側向位移，避免或降低對非結構性構件的破壞。屈曲約束支撐克服了普通支撐受壓屈曲的缺點，提高了支撐的耗能能力，減小了支撐拉壓承載力的大小差異，也使計算機模擬更簡單。

1994年北嶺地震和1995年阪神地震以后屈曲約束支撐在新建建筑結構和現有建筑物的改造方面應用大幅度增加。各種高性能屈曲約束支撐層出不窮。但是目前的普通屈曲約束支撐存在以下局限：

1)拆除和更換繁瑣：屈曲約束支撐的耗能元件在地震中需要消耗地震輸入的能量，耗能不可避免的會造成耗能元件的損傷或者斷裂，因此在余震或者隨后的地震來臨時，屈曲約束支撐的耗能減震效果可能會大打折扣。對于現存的屈曲約束支撐，尤其是以填充于鋼管中的砂漿或者其他脆性非金屬填充材料對耗能元件實現屈曲約束機制的屈曲約束支撐，在大地震后，如果要對耗能元件的損傷進行檢測，需要拆除外約束構件，這不但操作麻煩還可能會對支撐造成損壞。即使特別的技術手段證實有必要更換已損傷的屈曲約束支撐，既有屈曲約束支撐的拆卸和新屈曲約束支撐的安裝可能會十分繁瑣，原因有很多，例如屈曲約束支撐端部的施工操作空間非常有限，尤其是當屈曲約束支撐與框架連接處的節點板完全或者部分被天花板或其他非結構構件遮擋時。另外許多現有的普通屈曲約束支撐通過焊縫與連接框架的節點板相連，這樣更換整根支撐勢必需要在節點板上施加二次焊接，二次焊接不僅難以施加，質量無法保證，而且焊接產生的熱效應會影響節點板的力學性能，降低新支撐的承載力和疲勞性能。

2)可循環利用性差：一個設計合理的屈曲約束支撐應該將損傷控制于耗能元件的約束屈服段中，而屈曲約束構件應始終保持彈性，然而，現在很多傳統屈曲約束支撐中屈曲約束構件的重復利用率很低，這非常不利于實現基于可持續發展理念的設計的目標。

發明內容

本發明提供一種拆卸和更換簡單，屈曲約束構件方便重復利用的含有L型耗能元件的屈曲約束支撐、建筑物及組裝方法。

為解決上述技術問題，本發明提供技術方案如下：

一方面，本發明提供一種含有L型耗能元件的屈曲約束支撐，用作框架結構的支撐，包括可伸縮的內約束構件、套設在所述內約束構件外部的外約束構件、位于所述內約束構件和外約束構件之間的L型耗能元件，其中：

所述內約束構件包括兩個長度和外截面尺寸均相同的第一方鋼管和第二方鋼管，所述第一方鋼管和第二方鋼管插接連接，所述第一方鋼管和第二方鋼管互相遠離的端部用于與框架結構連接；

所述L型耗能元件包括4個L型芯板，該4個L型芯板的兩端分別螺栓連接在所述第一方鋼管和第二方鋼管的四個直角邊上，所述L型芯板的角肢的中部兩側有切槽/切口，形成被削弱的屈服段，兩端為未被削弱的非屈服段；

所述外約束構件的內截面為方形，用于包覆在所述L型耗能元件的外部，所述外約束構件和所述L型耗能元件之間設置有一定間隙。