[實(shí)用新型]含有L型耗能元件的屈曲約束支撐及建筑物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720905586.5
• 申請(qǐng)日: 2017-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206957320U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯和濤;曲冰;劉曉芳;齊健;仇錦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): E04H9/02
• 分類號(hào): E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 北京恩赫律師事務(wù)所11469
• 代理人: 趙文成

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及土建結(jié)構(gòu)工程抵抗外力構(gòu)件技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種含有L型耗能元件的屈曲約束支撐及建筑物。

背景技術(shù)

在多層或高層房屋鋼結(jié)構(gòu)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(cè)剛度和強(qiáng)度，減小地震時(shí)框架的側(cè)向位移，避免或降低對(duì)非結(jié)構(gòu)性構(gòu)件的破壞。屈曲約束支撐克服了普通支撐受壓屈曲的缺點(diǎn)，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(jì)算機(jī)模擬更簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)和現(xiàn)有建筑物的改造方面應(yīng)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(huì)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(lái)臨時(shí)，屈曲約束支撐的耗能減震效果可能會(huì)大打折扣。對(duì)于現(xiàn)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(duì)耗能元件實(shí)現(xiàn)屈曲約束機(jī)制的屈曲約束支撐，在大地震后，如果要對(duì)耗能元件的損傷進(jìn)行檢測(cè)，需要拆除外約束構(gòu)件，這不但操作麻煩還可能會(huì)對(duì)支撐造成損壞。即使特別的技術(shù)手段證實(shí)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(huì)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(dāng)屈曲約束支撐與框架連接處的節(jié)點(diǎn)板完全或者部分被天花板或其他非結(jié)構(gòu)構(gòu)件遮擋時(shí)。另外許多現(xiàn)有的普通屈曲約束支撐通過(guò)焊縫與連接框架的節(jié)點(diǎn)板相連，這樣更換整根支撐勢(shì)必需要在節(jié)點(diǎn)板上施加二次焊接，二次焊接不僅難以施加，質(zhì)量無(wú)法保證，而且焊接產(chǎn)生的熱效應(yīng)會(huì)影響節(jié)點(diǎn)板的力學(xué)性能，降低新支撐的承載力和疲勞性能。

2)可循環(huán)利用性差：一個(gè)設(shè)計(jì)合理的屈曲約束支撐應(yīng)該將損傷控制于耗能元件的約束屈服段中，而屈曲約束構(gòu)件應(yīng)始終保持彈性，然而，現(xiàn)在很多傳統(tǒng)屈曲約束支撐中屈曲約束構(gòu)件的重復(fù)利用率很低，這非常不利于實(shí)現(xiàn)基于可持續(xù)發(fā)展理念的設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種拆卸和更換簡(jiǎn)單，屈曲約束構(gòu)件方便重復(fù)利用的含有L型耗能元件的屈曲約束支撐及建筑物。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供技術(shù)方案如下：

一方面，本實(shí)用新型提供一種含有L型耗能元件的屈曲約束支撐，用作框架結(jié)構(gòu)的支撐，包括可伸縮的內(nèi)約束構(gòu)件、套設(shè)在所述內(nèi)約束構(gòu)件外部的外約束構(gòu)件、位于所述內(nèi)約束構(gòu)件和外約束構(gòu)件之間的L型耗能元件，其中：

所述內(nèi)約束構(gòu)件包括兩個(gè)長(zhǎng)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(yuǎn)離的端部用于與框架結(jié)構(gòu)連接；

所述L型耗能元件包括4個(gè)L型芯板，該4個(gè)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(gè)直角邊上，所述L型芯板的角肢的中部?jī)蓚?cè)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(gòu)件的內(nèi)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(gòu)件和所述L型耗能元件之間設(shè)置有一定間隙。

進(jìn)一步的，所述第一方鋼管和第二方鋼管尺寸相同，所述第一方鋼管和第二方鋼管之間通過(guò)插接件連接，所述插接件為方鋼管，所述插接件的中部設(shè)置有沿外周方向且垂直于方鋼管平面的肋，所述插接件的外截面尺寸小于所述第一方鋼管的內(nèi)截面尺寸，所述插接件的一端與第一方鋼管焊接或插接，另一端插入所述第二方鋼管內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述第一方鋼管和第二方鋼管的長(zhǎng)度均為100～5000mm，所述第一方鋼管和第二方鋼管之間的間距為20～500mm，所述插接件的外壁與第二方鋼管的內(nèi)壁之間的間隙為1～10mm，所述插接件插入到第二方鋼管的長(zhǎng)度為20～800mm。

進(jìn)一步的，所述非屈服段的外側(cè)部分上設(shè)置有與所述第一方鋼管和第二方鋼管連接的螺栓孔，所述非屈服段包括設(shè)置有螺栓孔的無(wú)約束連接段、未設(shè)置螺栓孔且未被所述外約束構(gòu)件包覆的無(wú)約束非屈服段和未設(shè)置螺栓孔且被所述外約束構(gòu)件包覆的約束非屈服段，所述外約束構(gòu)件包覆在所述屈服段和約束非屈服段上，所述屈服段為被所述內(nèi)約束構(gòu)件和外約束構(gòu)件約束的約束屈服段。

進(jìn)一步的，所述L型芯板的下部角肢上在所述無(wú)約束非屈服段上固定設(shè)置有用于托舉所述外約束構(gòu)件的托舉件；

所述L型芯板的屈服段的角肢的中部設(shè)置有未被削弱的非屈服段，形成中間約束非屈服段，所述中間約束非屈服段的長(zhǎng)度大于屈曲約束支撐發(fā)生最大設(shè)計(jì)抗拉承載力變形時(shí)所述第一方鋼管和第二方鋼管之間的間距。