[發明專利]一種可更換內核的整體約束型防屈曲支撐

有效

• 申請號: 201810499490.2
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108678483B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 姜子欽;楊曉峰;郭康;李然;程魁魁
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種可更換內核的整體約束型防屈曲支撐，屬于結構工程領域。該防屈曲支撐由兩個內核構件、外圍約束構件、內核外側連接蓋板及高強螺栓群組成。基于內核分段裝配式設計理念，通過內核構件分段頂緊傳遞軸向壓力、內核外側連接蓋板及高強螺栓群傳遞軸向拉力，通過在內核構件上設置狗骨削弱或開槽削弱來控制內核構件塑性發展區域，使得該防屈曲支撐在滿足基本承載與耗能的同時，震后只需通過拆卸高強螺栓群及內核外側連接蓋板即可將兩個內核構件從外圍約束構件中抽離出，更換內核構件的防屈曲支撐仍可繼續使用，滿足震后功能恢復的需求，延長使用壽命，提高經濟效益，克服傳統整體約束型防屈曲支撐在破壞后無法更換內核構件的弊端。

技術領域

本專利涉及一種可更換內核的整體約束型防屈曲支撐，屬于結構工程技術領域。

背景技術

防屈曲支撐由內核構件和外圍約束構件組成，內核構件承受軸向壓力，外圍體系約束內核構件的橫向位移，使其在軸壓作用下發生全截面屈服。自上個世紀90年代的日本阪神地震和美國北嶺地震以來，防屈曲支撐在美國、日本等一些發達國家進行了大量的工程實踐，由于其兼具“正常使用狀態及小震時的支撐作用”以及“大震作用下的耗能作用”，使其成為最好的消能減震構件之一，并在近幾年得以迅速推廣應用。

目前，工程中普遍采用的防屈曲支撐多為整體約束型構件，內核構件通常采用“一”字型、“十”字型或“工”字型構件，外圍約束構件采用混凝土外圍約束型構件、鋼管混凝土外圍約束型構件或全鋼外圍約束型構件，且內核構件表面與外圍約束構件表面之間留有一定間隙，防止內核構件受壓時橫向膨脹而塞死。在正常使用狀態以及小震作用下，防屈曲支撐的內核構件受力保持彈性狀態，并為主體框架提供足夠的剛度；大震發生時，內核構件會首先進入屈服，大量消耗地震能量，保護主體框架。

然而，現在常用整體約束型防屈曲支撐，地震發生后即使發生局部損傷也只能整體更換，造成建筑材料的嚴重浪費，不符合現在提倡綠色建筑的內涵。基于此，本發明提出一種可更換內核的整體約束型防屈曲支撐，克服了傳統整體約束型防屈曲支撐在破壞后無法更換內核構件的弊端，其通過兩個內核構件頂緊傳遞軸向壓力，通過內核外側連接蓋板及高強螺栓群傳遞軸向拉力，通過在內核構件上設置狗骨削弱或開槽削弱來控制內核構件塑性發展區域，外圍約束構件仍起到防止兩個內核構件屈曲失穩的目的；震后只需通過拆卸高強螺栓群及內核外側連接蓋板即可將兩個內核構件從外圍約束構件中抽離出，更換內核構件的防屈曲支撐仍可繼續使用，滿足震后功能恢復需求，延長支撐使用壽命，提高經濟效益。

此外，用于連接的高強螺栓群有傳力作用和限位作用，當內核構件受拉時，高強螺栓群傳遞內核構件上的拉力到內核外側連接蓋板，同時其限制外圍約束構件滑動，此時外圍約束構件不參與受力。當內核構件受壓時，高強螺栓群限制外圍約束構件滑動，外圍約束構件處于受彎狀態，約束兩個內核構件屈曲失穩。

本發明采用常用板件通過合理布置即可實現整體約束型防屈曲支撐內核構件的震后更換，而且無需另外設置外圍約束構件的限位裝置；本發明整體構造簡單且傳力合理，特別適用于地震設防烈度較高地區的建筑，在保證結構抗側力構件“承載”與“耗能”的同時，又能解決其震后快速修復等問題，避免了建筑材料的浪費，具有良好的社會效益和經濟效益。

發明內容

本發明提出一種可更換內核的整體約束型防屈曲支撐，旨在解決現有的整體約束型防屈曲支撐震后無法更換內核構件的弊端，避免建筑材料浪費，延長支撐使用壽命，提高經濟效益，也為整體約束型防屈曲支撐提供了更多的選擇范圍。

為實現上述目的，本發明采用如下技術手段：