[發明專利]一種兩級防屈曲消能支撐及其消能方法和應用

在審

• 申請號: 202010564301.2
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111705944A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 譚平;趙嘯峰;劉旭;曾亮;周福霖
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 付茵茵

本發明涉及一種兩級防屈曲消能支撐，包括兩個支撐芯板、一個屈曲約束構件、一個定位鋼板、兩個連接節點；兩個支撐芯板排列在同一直線方向上，之間通過定位鋼板連接，兩個支撐芯板的另一端各通過一個連接節點與主體結構連接，屈曲約束構件套接在兩個支撐芯板外，定位鋼板與屈曲約束構件連接；屈曲約束構件與支撐芯板之間灌入凝膠材料；一個支撐芯板的承載力小于另一個支撐芯板的承載力。還涉及一種兩級防屈曲消能方法。還涉及一種兩級防屈曲消能支撐的應用。本發明可提高結構的安全性、降低工程結構的建設成本以及提高結構的抗災害能力，屬于土木結構工程技術領域。

技術領域

本發明涉及土木結構工程技術領域，具體涉及工程結構當中的消能減震技術領域。

背景技術

隨著我國工業化建設發展，抵御地震作用，減輕地震對結構的災害已成為現代工程結構設計的關鍵任務。

目前，建筑結構抗震一般采用增加結構的阻尼和設置隔離層來耗散地震對結構的能量，傳統的防屈曲支撐構件主要由內部芯材、外部約束構件、無粘結可膨脹材料及無粘結滑移界面組成，兼備了普通鋼支撐和金屬耗能阻尼器的功能。強震發生時防屈曲支撐發生屈曲，具有優良的耗能能力和延性，顯著降低主體結構的地震損傷。

傳統防屈曲支撐有明顯的屈服變形且整體結構中梁柱節點區域均保持彈性狀態，防屈曲支撐構件可以為結構提供良好的抗側能力。

事實上，由于傳統的屈曲約束支撐的屈服承載能力大，在遭受較小地震作用時，支撐構件不能及時的進入屈曲狀態，無法發揮出構件的耗能能力。并且構件在發生屈曲后的剛度退化較快，承載能力大幅度地降低。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是：提供一種通過設置兩段不同承載力的支撐芯板以實現二級消能從而更好保護主體結構的兩級防屈曲消能支撐及其消能方法和應用。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種兩級防屈曲消能支撐，包括兩個支撐芯板、一個屈曲約束構件、一個定位鋼板、兩個連接節點；兩個支撐芯板排列在同一直線方向上，之間通過定位鋼板連接，兩個支撐芯板的另一端各通過一個連接節點與主體結構連接，屈曲約束構件套接在兩個支撐芯板外，定位鋼板與屈曲約束構件連接；屈曲約束構件與支撐芯板之間灌入凝膠材料；一個支撐芯板的承載力小于另一個支撐芯板的承載力。采用這種構件后，屈曲約束構件采用套筒結構套在支撐芯板外，用以抑制支撐芯板的屈服。一側的支撐芯板在荷載作用下先進入屈服狀態，而另一側未進入屈服狀態，仍保持彈性狀態，此時為第一級屈曲狀態；隨著荷載的增加，另一側的芯板進入屈服狀態，此時為第二級屈曲狀態。

作為一種優選，兩個支撐芯板的橫截面面積不同。采用這種構件后，利用兩側支撐芯板的橫截面面積不同，所以其兩側的支撐芯板的承載力是不同的。一側的橫截面面積要小于另一側的橫截面面積，一側支撐芯板的承載能力要小于另一側的支撐芯板的承載能力。

作為一種優選，兩個支撐芯板的橫截面形狀不同。

作為一種優選，兩個支撐芯板的長度不同。采用這種構件后，左右兩側支撐芯板的長度是不同的，左側的支撐芯板長度大于右側的支撐芯板長度，左側的穩定性要小于右側的穩定性。因此在橫截面面積相同的情況下，其左側支撐芯板的承載能力要小于右側支撐芯板的承載能力。

作為一種優選，兩個支撐芯板滿足以下至少兩個條件：兩個支撐芯板的橫截面面積不同、兩個支撐芯板的橫截面形狀不同、兩個支撐芯板的長度不同。采用這種方式后，以達到左右兩側承載能力大小的不同。

作為一種優選，支撐芯板的一端與定位鋼板通過焊接連接，支撐芯板的另一端與連接節點通過焊接連接；定位鋼板與屈曲約束構件采用高強螺栓連接；連接節點與主體結構采用高強螺栓連接。采用這種結構后，保證連接的穩固、可靠。