[實用新型]一種防屈曲耗能支撐

有效

• 申請號: 201821977108.6
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN209261313U
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 楊旗;李華;涂田剛;徐斌
• 申請（專利權）人: 上海材料研究所
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

本實用新型涉及一種防屈曲耗能支撐，包括端部約束段、屈曲段和套管；端部約束段位于屈曲段的兩端，起傳遞載荷的作用，端部約束段一側與屈曲段相連接，另一側用于與梁、柱構件或節點連接；套管通過灌漿填充混凝土固定在屈曲段外側，并且混凝土和屈曲段外側之間有一層無粘結材料；屈曲段起耗能作用，其材質為合金鋼，合金鋼的微觀組織結構由亞穩態奧氏體和體積分數不超過10％的熱誘發ε馬氏體組成，在進入屈服階段，合金鋼的微觀組織在拉伸?壓縮交變載荷作用下發生奧氏體和應力/應變誘發的ε馬氏體之間的可逆相變。本實用新型防屈曲耗能支撐可以具有更大屈服承載力和累積塑性耗能功效，能顯著提高建筑物的抗震性能和實現耗能支撐的輕量化。

技術領域

本實用新型涉及一種防屈曲耗能支撐，屬于土木工程結構技術領域。

背景技術

大規模地震以及外部長時間、長周期震動均會對高層建筑物和構筑物造成巨大危害。利用消能減震裝置和技術可以有效地吸收外部震動能量，使建筑物和構筑物損傷降低到最低程度。防屈曲支撐是一種常見的消能減震元件，被廣泛應用于土木工程結構中。在小震下，防屈曲支撐能夠給梁柱結構提供附加剛度和減小結構變形；在大震下，防屈曲支撐在受拉或者受壓時均能夠達到屈服，表現出良好的滯回耗能能力。

目前，防屈曲支撐主要以軟鋼和低屈服點碳鋼(如工業純鐵、屈服強度為100～225MPa級減震用低屈服點鋼、Q235鋼等)作為耗能芯材。盡管上述芯材用鋼具有較低屈服強度、相對穩定的滯回特性且滯回曲線飽滿，但是它們的低周疲勞性能差，大震下材料在較少周次拉伸-壓縮循環載荷作用后就會發生疲勞斷裂，因而采用上述芯材制造的防屈曲支撐無法在高烈度地震以及長時間震動下發揮重要作用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種防屈曲耗能支撐。

區別于現有防屈曲耗能支撐，本實用新型的防屈曲耗能支撐的芯板材料不僅具有穩定的滯回特性且滯回曲線飽滿，同時它還具有優良的低周疲勞性能。因而，本實用新型防屈曲耗能支撐具有更強的累積塑性變形能力和滯回耗能能力，能夠在高烈度地震以及長時間震動下仍然發揮重要作用。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

本實用新型提供一種防屈曲耗能支撐，包括端部約束段、屈曲段和套管；所述端部約束段位于所述屈曲段的兩端，起傳遞載荷的作用，所述端部約束段一側與屈曲段相連接，另一側用于與梁、柱構件或節點連接；所述套管通過灌漿填充混凝土固定在所述屈曲段外側，并且混凝土和屈曲段外側之間有一層無粘結材料；所述屈曲段起耗能作用，其材質為合金鋼，所述合金鋼的微觀組織結構由亞穩態奧氏體和體積分數不超過10％的熱誘發ε馬氏體組成，在進入屈服階段，所述合金鋼的微觀組織在應力/應變作用下發生ε馬氏體相變，并且在拉伸-壓縮交變載荷作用下發生亞穩態奧氏體和應力/應變誘發的ε馬氏體之間的可逆相變。

本實用新型限定屈曲段所用合金鋼材質的顯微組織為奧氏體和體積分數不超過10％的ε馬氏體(由熱誘發形成)，其目的是促進拉伸-壓縮交變載荷作用下應力/應變誘發具有單一變體晶體學特征的片狀ε馬氏體的生成，避免原始基體組織中的熱誘發ε馬氏體和應力/應變誘發形成的ε馬氏體之間發生強烈交互作用，從而促進奧氏體和應力/應變誘發的ε馬氏體之間的可逆相變，減少合金鋼基體晶體缺陷的產生和延緩疲勞裂紋的擴展，使合金鋼具有優良的室溫低周疲勞壽命。

進一步的，所述屈曲段合金鋼化學成分的質量百分數為：20.0％≤Mn≤34.0％，3.5％≤Si≤6.0％，0.1％≤Ni≤5.0％，0.005％≤C＜0.15％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.02％，其余為Fe和不可避免的雜質元素，其中Mn、Ni和C質量百分含量還滿足如下關系：Mn+1.6Ni+52C≥32％和Mn+2Ni≤37％。上述合金鋼的屈服強度介于200～360MPa；在循環拉伸-壓縮加載條件下，當應變振幅、應變比和加載頻率分別為1％、-1.0和0.1～0.2Hz時，應力幅值＜530MPa，合金鋼的室溫疲勞壽命＞2000周次。