一种tjc屈曲约束支撑构件的制作方法

专利名称：一种tjc屈曲约束支撑构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑领域，尤其是建筑物结构支撑领域，具体地，涉及在建筑结构体系中用于支撑的屈曲约束支撑构件。
背景技术：
屈曲约束支撑又称无粘结支撑，是一种性能优越的新型抗震耗能构件，一种在受拉和受压情况下都能达到屈服的耗能支撑构件，改善了传统支撑在受压时发生屈曲的缺点，提高了结构的抗震性能。框架结构是高层建筑使用较普遍的一种结构形式，但其抗侧刚度与承载能力有 限，在风荷载或地震作用下侧向位移较大，使其建造高度受到了一定限制。为解决框架结构抗侧刚度与强度较弱的问题，可为其附加支撑，即为框架一支撑体系，包括中心支撑一框架体系与偏心支撑一框架体系。偏心支撑一框架体系通过梁端剪切屈服段耗散地震输入能量,牺牲了部分主体结构构件,使其震后修复较为困难，且成本很高。而中心支撑一框架体系，在地震作用下，难以避免支撑受压屈曲。传统钢支撑屈曲后，性能退化严重，极易造成支撑本身与节点连接的破坏，进而导致结构抗震能力急剧下降，对结构抗震十分不利。为避免普通钢支撑受压屈曲现象的产生，有学者提出了屈曲约束支撑这一概念，也称为“防屈曲支撑”或“无粘结支撑”，即为普通支撑施加侧向约束，防止其受压时产生屈曲。屈曲约束支撑形式多样，但工作原理类似，其轴力由支撑核心单元承受，而外围钢管或钢管混凝土对核心提供约束，限制其整体屈曲与局部屈曲。屈曲约束支撑拉压性能相当，滞回曲线饱满稳定，其不但可作为结构构件，屈服后也是一种性能优良的阻尼器，可大量耗散地震输入能量，并将结构的损伤集中于屈曲约束支撑自身，保护了主体结构，降低了结构地震响应。目前国内外的屈曲约束支撑构造形式大体上可分为两类(I)纯钢型屈曲约束支撑；(2)以钢管混凝土为约束单元的屈曲约束支撑。但现有的屈曲约束支撑并不十分经济，制作成本较高，这是由于设计中需要保证支撑节点部位处于弹性状态，通常的做法是加大截面面积。支撑的耗能核心与支撑节点采用同一钢板，不可避免地造成了大量废料；另一方面，由于增大节点部位的断面尺寸，有时也会造成支撑外观由强度设计控制，不得不增加套筒尺寸，而由稳定控制的设计才是最经济合理的。

发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种TJC屈曲约束支撑构件。根据本发明的一个方面，提供一种TJC屈曲约束支撑构件，其特征在于，包括芯材部分以及支撑端部节点，其中，所述芯材部分由若干芯板组成，所述支撑端部节点由若干加劲肋组成，所述支撑端部节点两端中的第一端面至少有一与所述芯材部分相适应的第一凹槽，所述芯材部分插入所述第一凹槽，从而连接所述芯材部分与所述支撑端部节点。优选地，所述芯材部分包括插入部与未插入部，所述插入部与所述支撑端部节点的凹槽焊接为一体。
优选地，所述芯材部分的横截面为一字形或十字形中的任一种。优选地，所述芯材部分由Q195钢材、Q235钢材、LY100钢材、LY160钢材、LY225钢材以及其他低屈服钢等材料中的任一种组成。优选地，所述支撑端部节点由Q345钢材、Q235钢材、Q460钢材以及其他高强度钢等材料中的任一种组成。优选地，所述屈曲约束支撑构件包括一围束构件，所述围束构件至少包括一外套筒，所述外套筒套于所述芯材部分的外侧并且其两端继续向外延伸至所述支撑端部节点。优选地，对应于所述支撑端部节点的外套筒的外部还设有一套箍，所述套箍紧贴所述外套筒。优选地，所述支撑端部节点的横截面优选地为十字形，所述支撑端部节点的外套筒以及所述套箍的相应位置均开槽，所述支撑端部节点的一部分可以从所述开槽处向外伸 出所述外套筒以及套箍。优选地，所述支撑端部节点分为伸出部与未伸出部，所述伸出部与所述未伸出部优选地通过一斜坡过渡。优选地，所述套箍的开槽处与所述支撑端部节点的伸出部焊接相连。优选地，所述支撑端部节点两端中的第二端面处至少有两根同一平面上的加劲肋凸出于所述第二端面，所述凸出部分与所述第二端面形成第二凹槽。优选地，所述围束构件还包括填充材料，所述填充材料至少部分地填充于所述套筒与所述芯材部分之间。优选地，所述填充材料由高强度无收缩混凝土以及高强度无收缩混合砂浆等材料中的任一种组成。优选地，所述围束构件的两端端部还各设有一封头板，所述封头板与所述套筒部分的端部截面尺寸相适应，使所述填充材料封在所述套筒内部。优选地，所述芯材部分上至少设有一防滑板。所述防滑板的轮廓优选地为正方形，其垂直设置于所述未插入部，并且所述防滑板的一部分插入所述填充材料中。优选地，所述芯材部分至少还设有四块拼接补强板，所述拼接补强板设置在与所述第一端面相对应的芯材部分上。 优选地，所述拼接补强板垂直焊接于所述芯材部分上。优选地，所述外套筒两端靠近所述封头板处的内部还至少焊有四个角钢，所述支撑端部节点上靠近所述封头板处至少设有两块卡板，所述角钢位于所述卡板与所述封头板之间。优选地，所述卡板与所述角钢之间至少留有一段预留压缩空间。优选地，所述卡板垂直焊接于所述支撑端部节点的加劲肋上。优选地，所述支撑端部节点的第一端面与所述填充材料之间至少留有一段预留压缩空间。本发明通过提供一种TJC屈曲约束支撑构件，其技术优势在于I.支撑端部节点采用高强钢，核心耗能段即芯材部分采用低强钢或低屈服点钢，减小了支撑外观尺寸与用钢量。2.支撑端部节点加劲肋穿出套筒，可使稳定设计与强度设计不耦合，可使支撑设计达到最经济。3.通过节点外套箍提高了支撑节点抗弯能力，提高了支撑整体稳定性能。4.通过卡板与角钢相互作用，使支撑芯板疲劳断裂后，内力传递到支撑套筒上，避免了一般的屈曲约束支撑大震下断裂的情况。5.通过拼接补强板，避免了拼接处芯板撕裂现象。6.通过节点第二凹槽，可插入节点板进行临时固定，避免了安装支撑时支模板，为施工带来便利，节省了安装成本。


通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显图I示出根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑的正视图；图2示出根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑的俯视图；图3示出根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑构件的内部结构示意图；图4示出根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑构件在图I或图2中1-1处的横截面示意图；图5示出根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑构件在图I或图2中2-2处的横截面示意图；图6示出根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑构件在图I或图2中3-3处的横截面示意图；图7示出根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑构件在图I或图2中4-4处的横截面示意图；图8示出根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑构件在图I或图2中5-5处的横截面示意图；图9示出根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑构件在图I或图2中6-6处的横截面示意图；图10示出根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑构件在图I或图2中7-7处的横截面示意图；图11示出根据本发明的第二实施例的，所述屈曲约束支撑构件的正视图；以及图12示出根据本发明的第三实施例的，所述屈曲约束支撑构件的正视图。
具体实施例方式本发明提供一种TJC屈曲约束支撑构件，又可以称为TJC型屈曲约束支撑，其支撑端部节点采用高强钢，核心耗能段即芯材部分采用低强钢或低屈服点钢，减小了支撑外观尺寸与用钢量；支撑端部节点加劲肋穿出套筒，可使稳定设计与强度设计不耦合，可使支撑设计达到最经济；通过节点外套箍提高了支撑节点抗弯能力，提高了支撑整体稳定性能；通过卡板与角钢相互作用，使支撑芯板疲劳断裂后，内力传递到支撑套筒上，避免了一般的屈曲约束支撑大震下断裂的情况；通过拼接补强板，避免了拼接处芯板撕裂现象；通过节点插槽，可在实施支撑焊接施工前，将节点板插入插槽，进行临时固定支撑，避免了另行搭建模板。图I、图2分别示出了根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑的正视图以及俯视图。在本实施例中，所述屈曲约束支撑构件主要由芯材部分I、支撑端部节点2、外套筒3、填充材料4、封头板5以及套箍7组成。具体地，所述芯材部分I由一块或多块芯板焊接组成，所述支撑端部节点2由多根加劲肋焊接组成。所述支撑端部节点2的截面面积大于所述芯材部分I的截面面积，所述支撑端部节点2的两端中对应所述芯材部分I的第一端面21上至少设有一第一凹槽211，所述第一凹槽211与所述芯材部分I的端部形状、尺寸相适应，进而所述芯材部分I的一端能够插入所述第一凹槽211，并与所述支撑端部节点2焊接相连成一个整体，类似地，所述芯材部分I地另一端也可以插入另一个所述支撑端部节点2的第一端面21的第一凹槽211处，并与另一个所述支撑端部节点2焊接相连成一个整体，即在此情况下所述芯材部分I呈两端对称，其两端分别与两个所述支撑端部节点2相连接，此处不予赘述。更具体地，根据图I所示实施例，在本实施例中，所述芯材部分I可以分为插入部·11与未插入部12，所述芯材部分I的两端分别插入两个所述支撑端部节点2的第一端面21的第一凹槽211处的部分为所述插入部11，而其中间一段未插入的部分为所述未插入部12。进一步地，所述插入部11焊接于所述支撑端部节点2的凹槽处，从而所述芯材部分I与所述支撑端部节点2相连接，使所述芯材部分I与所述支撑端部节点2在使用时可以视为一个整体，在此不予赘述。进一步地，根据图I所示实施例，在一个优选例中，所述芯材部分I的横截面呈十字形，所述支撑端部节点2的横截面也呈十字形，所述支撑端部节点2的横截面面积大于所述芯材部分I的横截面面积，进而所述芯材部分I可以插入所述第一凹槽211中。而在不同的变化例中，所述芯材部分I的横截面形状可以是不同，例如在一个变化例中，所述芯材部分I的横截面可以是一字形的，而在另一个变化例中，所述芯材部分I的横截面也可以是工字形的，具体地可以参考图10以及图11。本领域技术人员理解，这些变化例均可以结合图I所示实施例予以实现，此处不予赘述。进一步地，在本实施例中，所述芯材部分I的插入部11与所述支撑端部接节点2的凹槽处21焊接的方式连成为一个整体，所述芯材部分I的外部还套有一个围束构件6，所述围束构件6包括一个所述外套筒3。具体地，所述外套筒3套在所述芯材部分I的外部并且其两端向所述支撑端部节点2的方向延伸，直至套住所述支撑端部节点2的一部分。更具体地，所述外套筒3套住所述芯材部分I并且向外延伸，其经过所述芯材部分I与所述支撑端部节点2的接合处直至所述支撑端部节点2，此处不予赘述。 进一步地，在本实施例中，所述外套筒3的外部还设有一套箍7，所述套箍7紧贴于所述外套筒3，其位置、尺寸与所述支撑端部节点2相适应，即所述套箍7设置于所述外套筒3的两端处。更进一步地，所述外套筒3以及所述套箍7上均设有若干开槽，所述外套筒3上设有第一开槽31，而所述套箍7上设有第二开槽71，所述第一开槽31与所述第二开槽71相对应。具体地，在本发明实施的一个优选例中，所述支撑端部节点2的横截面形状为十字形，所述第一开槽31以及第二开槽71的位置、尺寸与所述支撑端部节点2相适应，使所述支撑端部节点2的一部分可以从所述第一开槽31以及第二开槽71处向外伸出所述外套筒3以及所述套箍7，更具体地，伸出所述外套筒3与所述套箍7的一部分为远离所述第一端面21的一部分。更进一步地，所述支撑端部节点2可以被分为两个部分，伸出所述外套筒3以及所述套箍7的一部分为伸出部23，相应地，其未伸出所述外套筒3以及所述套箍7的一部分为未伸出部24。可以理解的是，所述伸出部23的横截面面积大于所述未伸出部24的横截面面积。更为进一步地，所述伸出部23与所述未伸出部24之间优选地通过一个斜坡过渡连接，而所述套箍7上的第二开槽71则与所述支撑端部节点2的伸出部23焊接相连。本领域技术人员理解，所述伸出部24的能够使屈曲约束支撑的稳定设计与支撑端部节点的强度设计不耦合，即不互相控制，从而使设计最经济，而所述套箍7的能够加强支撑端部节点的抗弯能力进而弥补对应所述支撑端部节点2处的外套筒3开槽所造成的抗弯能力削弱的问题，此处不予赘述。进一步地，根据图I所示实施例，所述支撑端部节点2由多根加劲肋8组成，在本发明的一个优选例中，所述支撑端部节点2的横截面为十字形，此时所述支撑端部节点2可以理解为由四根所述加劲肋8组成。更具体地，所述支撑端部节点2的两端中的第二端面22 处至少还有两根处于同一平面上的加劲肋8凸出于所述第二端面22，即所述横截面为十字形的支撑端部节点2中竖直面上的两根加劲肋的长度大于所述水平面上的加劲肋的长度，或者所述水平面上的两根加劲肋的长度大于所述竖直面上的加劲肋的长度，则此时所述凸出的加劲肋与所述为凸出的加劲肋之间则会形成一个第二凹槽221，当现场安装时，所述第二凹槽221处可以插入节点板，进行临时固定支撑，避免了另行搭建模板，此处不予赘述。进一步地，所述围束构件6还包括填充材料4，所述填充材料4有一部分填充于所述外套筒3与所述芯材部分I之间，其还有一部分位于所述支撑端部节点2与所述外套筒3之间。所述填充材料4用于对所述芯材部分I产生径向的约束力，优选地，所述填充材料4选用高强度无收缩混凝土或高强度无收缩混合砂浆等材料。更进一步地，所述外套筒3的两端还各设有一个封头板5，可以参考图4。所述封头板5的形状、尺寸与所述外套筒3的端面面积相适应，其可以封住所述外套筒3的整个端口，并且与所述外套筒3的端口相焊接。所述封头板5用于将所述填充材料4封在所述外套筒3的内部，此处不予赘述。进一步地，所述芯材部分I上至少还设有一防滑板15，所述防滑板15的轮廓优选地为正方形，其垂直地设置于所述未插入部12，并且所述防滑板15的一部分插入所述填充材料4中。所述防滑板15用于固定所述芯材部分I与所述填充材料4之间的相对位置，防治所述芯材部分I与所述填充材料4之间发生水平方向上的移动，此处不予赘述。进一步地，在所述芯材部分I的横截面为十字形的一个优选例中，所述芯材部分I上还设有四块拼接补强板18，所述拼接补强板18设置在与所述第一端面21相对应的芯材部分I上。更具体地，所述四块拼接补强板18焊接于所述芯材部分I的同一块上，并且四块所述拼接补强板18中两两处于同一平面上，此处不予赘述。进一步地，在本实施例中，所述外套筒3的内部还设有四个角钢32，所述角钢32位于所述外套筒3的两端，所述支撑端部节点2上至少设有两块卡板25，所述卡板25设置于所述第一凹槽211的周围，其垂直于所述支撑端部节点2的加劲肋8，此处不予赘述。更具体地，所述卡板25与所述角钢32之间还留有一段预留压缩空间16，其用于在所述屈曲约束支撑构件承受载荷的情况下，给所述屈曲约束支撑构件受压时预留一段变形的空间，本领域技术人员理解，所述预留压缩空间16处优选地可以填充一些塑料泡沫等材料以隔离所述支撑端部节点2与所述填充材料4，起到预留空间的作用，此处不予赘述更进一步地，在本实施例中，所述支撑端部节点2第一端面21与所述填充材料4之间也有一段预留压缩空间16，所述预留压缩空间16设置于所述外套筒3的内部，本领域技术人员理解，此处的预留压缩空间16起到了同样的作用，此处不予赘述。更进一步地，参考上述实施例，本领域技术人员理解，所述外套筒3的内部除了其他的零部件之外，其余的空间都被所述填充材料4所填满，从而更好地加强所述屈曲约束支撑构件的强度与刚度等性能，此处不予赘述。图3示出了根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑构件的内部结构示意图。为了更清晰地示出所述芯材部分I与所述支撑端部节点2之间的连接结构，图3去除了所述外套筒3以及所述填充材料4，单独示出了所述芯材部分I以及所述支撑端部节点2。具体地，所述芯材部分I由一块或多块芯板组成，所述支撑端部节点2由多根加劲肋组成。 所述支撑端部节点2的截面面积大于所述芯材部分I的截面面积，所述支撑端部节点2的两端中对应所述芯材部分I的第一端面21上设有一第一凹槽211，所述第一凹槽211与所述芯材部分I的端部形状、尺寸相适应，进而所述芯材部分I的一端能够插入所述第一凹槽211，并与所述支撑端部节点2焊接相连成一个整体，类似地，所述芯材部分I地另一端也可以插入另一个所述支撑端部节点2的第一端面21的第一凹槽211处，并与另一个所述支撑端部节点2焊接相连成一个整体，即在此情况下所述芯材部分I呈两端对称，其两端分别与两个所述支撑端部节点2相连接，此处不予赘述。更具体地，根据图I所示实施例，在本实施例中，所述芯材部分I可以分为插入部11与未插入部12，所述芯材部分I的两端分别插入两个所述支撑端部节点2的第一端面21的第一凹槽211处的部分为所述插入部11，而其中间一段未插入的部分为所述未插入部
12。进一步地，所述插入部11焊接于所述支撑端部节点2的凹槽处，从而所述芯材部分I与所述支撑端部节点2相连接，使所述芯材部分I与所述支撑端部节点2在使用时可以视为一个整体，在此不予赘述。进一步地，根据图I所示实施例，在一个优选例中，所述芯材部分I的横截面呈十字形，所述支撑端部节点2的横截面也呈十字形，所述支撑端部节点2的横截面面积大于所述芯材部分I的横截面面积，进而所述芯材部分I可以插入所述第一凹槽211中。而在不同的变化例中，所述芯材部分I的横截面形状可以是不同，例如在一个变化例中，所述芯材部分I的横截面可以是一字形的，而在另一个变化例中，所述芯材部分I的横截面也可以是工字形的，具体地可以参考图10以及图11。本领域技术人员理解，这些变化例均可以结合图I所示实施例予以实现，此处不予赘述。进一步地，根据图I所示实施例，所述芯材部分I与所述支撑端部节点2选用两种不同的钢材料。具体地，所述芯材部分I优选地使用一些国产的低碳钢，例如Q195钢材、Q235钢材或者使用LY100钢材、LY160、LY225钢材等类似的低屈服钢材，而所述支撑端部节点由于需承受的载荷较大，因此，其优选地采用Q345钢材或Q235钢材或Q460钢材或者一些其他的高强度钢材，本领域技术人员理解，采用这种选材的方式为一种比较合理地对钢材的选用方式，其能够较大地节约钢材的使用量，从而起到了节约资源的作用，此处不予赘述。
进一步地，所述支撑端部节点2的两端中的第二端面22处有两根处于同一平面上的加劲肋8凸出于所述第二端面22，即所述横截面为十字形的支撑端部节点2中竖直面上的两根加劲肋的长度大于所述水平面上的加劲肋的长度，或者所述水平面上的两根加劲肋的长度大于所述竖直面上的加劲肋的长度，从而形成一个第二凹槽221，此处不予赘述。图4示出了根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑构件在图I或图2中
1-1处的横截面示意图。具体地，从图4中可清晰地看出在1-1处所述外套筒3的外部设有所述套箍7，所述套箍7紧紧贴住所述外套筒3，更进一步地，所述外套筒3以及所述套箍7上均设有 四个开槽，并且所述四个开槽均设置在所述外套筒3与所述套箍7的四个侧面上。更具体地，所述外套筒3上设有四个第一开槽31，而所述套箍7上设有四个第二开槽71，所述第一开槽31与所述第二开槽71相对应。更为具体地，所述支撑端部节点2的横截面形状为十字形，所述第一开槽31以及第二开槽71的位置、尺寸与所述支撑端部节点2相适应，使所述支撑端部节点2的一部分可以从所述第一开槽31以及第二开槽71处向外伸出所述外套筒3以及所述套箍7，进而伸出所述外套筒3与所述套箍7的一部分为远离所述第一端面21的一部分。进一步地，所述支撑端部节点2可以被分为两个部分，伸出所述外套筒3以及所述套箍7的一部分为伸出部23，相应地，其未伸出所述外套筒3以及所述套箍7的一部分为未伸出部24。可以理解的是，所述伸出部23的横截面面积大于所述未伸出部24的横截面面积。更进一步地，所述伸出部23与所述未伸出部24之间优选地通过一个斜坡过渡连接，而所述套箍7上的第二开槽71则与所述支撑端部节点2的伸出部23焊接相连，此处不予赘述。进一步地，从所述1-1的横截面处看去，所述外套筒3的两端端面还设有所述封头板5，所述封头板5的面积略大于所述外套筒4的端面面积，大于所述外套筒3的部分用于与所述外套筒3焊接，从而使所述封头板5与所述外套筒3相连接。可以理解的是，所述封头板5上设有与若干开口，从而使所述支撑端部节点2能够从所述开口处向外延伸，此处不予赘述。图5示出了根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑构件在图I或图2中
2-2处的横截面示意图。具体地，在本实施例中，所述2-2处示出了所述芯材部分I的中心部位的横截面的结构示意图。在本实施例中，所述2-2处的芯材部分11的横截面为十字形，其外表面包覆一层无粘结隔离材料17，所述芯材部分I与所述无粘结隔离材料17被所述填充材料4所包覆约束，所述外套筒3再套于所述填充材料4的外侧。，本领域技术人员理解，所述无粘结隔离材料17用于隔离所述芯材部分I与所述填充材料4，使所述填充材料4并不与所述芯材部分I直接接触，在此不予赘述。进一步地，在本实施例中，所述芯材部分I上至少还设有一防滑板15，所述防滑板15用于固定所述芯材部分1，防止所述芯材部分I在所述填充材料4中产生水平方向上的左右移动。更具体地，优选地，如图所示，所述防滑板15从所述2-2的截面处看去其轮廓为正方形。而更具体地，所述防滑板15是由四块梯形板组成，其垂直地设置于所述未插入部12上(可同时参考图I或图2)，并且所述防滑板15与所述芯材部分I的芯板相焊接，所述防滑板15的一部分卡在所述填充材料4之中，通过这种方式使所述芯材部分I得到固定。本领域技术人员理解，所述防滑板15优选地采用目前市场上常见的一些防滑板，其可以降低成本，在此不予赘述。根据图5所示实施例，进一步地，在一些变化例中，所述防滑板15也可以是其他形状的。具体地，在一个变化例中，所述防滑板15的轮廓也可以是圆形的，其由四条圆弧板组成。在另一个变化例中，所述防滑板15还可以是矩形的。本领域技术人员理解，这些变化例均可以结合图5所示实施例予以实现，此处不予赘述。更进一步地，在一个优选例中，所述防滑板15优选地设置于所述未插入部12的中间位置。而在一个变化例中，所述防滑板15也可以设置在所述未插入部12的两端，即靠近所述插入部11的位置处。在另一些变化例中，所述芯材部分I也可以设置有多块所述防滑板7，如两块、或三块等，以加强固定所述芯材部分I的位置，在此情况下，所述多块防滑板15既可以同时设置在所述芯材部分I的中间位置，也可以分开设置在所述芯材部分I的两端，本领域技术人员理解，这些变化例均可以结合图5所示实施例予以实现，此处不予赘述。图6示出了根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑构件在图I或图2中
3-3处的横截面示意图。具体地，在本实施例中，所述芯材部分I的两端分别与两个所述支撑端部节点2相连接，所述插入部11与所述第一端面21的第一凹槽211相焊接。此时，所述支撑端部节点2的一部分的外表面也有一层所述无粘结隔离材料17，其与所述插入部11一起被所述无粘结隔离材料17包围，所述填充材料4处于所述无粘结隔离材料17的外侧，所述填充材料4的外部再套有所述外套筒3，本领域技术人员理解，在此情况下，所述无粘结隔离材料17同时在所述支撑端部节点2以及所述芯材部分I与所述填充材料4之间起到隔离的作用，此处不予赘述。进一步地，根据图6所示实施例，在本实施例的一个优选例中，所述芯材部分I为两块芯板垂直焊接而成，即此时所述芯材部分I的截面呈十字形，相应地，所述第一凹槽211与所述芯材部分I的插入部11相适应地为十字形，其尺寸也与所述插入部11相适应。而在本实施例的一个变化例中，所述芯材部分I也可以由一块芯板构成，即此时所述芯材部分I的截面为一字型，所述一字型的芯材部分I也可以插入所述横截面为十字形的第一凹槽211。更进一步地，在另一个变化例中，所述芯材部分I的截面可以为一字型，而所述第一端面21上的第一凹槽211的横截面可以也是尺寸与所述芯材部分I相适应地为一字形，本领域技术人员理解，这些变化例均可以结合图6所示实施例予以实现，此处不予赘述。更进一步地，在本实施例中，所述芯材部分I上还设有四块所述拼接补强板18。具体地，所述四块拼接补强板18均焊接在所述芯材部分I的同一块芯板上，其两两对称并且两两处于同一平面上。更具体地，所述拼接补强板18用于，此处不予赘述。图7以及图8分别示出了根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑构件在图I或图2中4-4处以及5-5处的横截面示意图。具体地，所述支撑端部节点2的外部套有所述外套筒3，所述外套筒3的外部紧贴所述套箍7。所述外套筒3上设有所述第一开槽31,所述套箍7上设有所述第二开槽71，所述第一开槽31以及第二开槽71与所述支撑端部节点2的加劲肋8的尺寸、位置相适应，进而所述支撑端部节点2通过所述第一开槽31以及第二开槽71伸出所述外套筒3以及套箍7，并且所述支撑端部节点2与所述套箍7在所述第二开槽71处焊接相连。更具体地，所述外套筒3的内部还有所述填充材料4，所述填充材料4与所述支撑端部节点2之间设有所述无粘结隔离材料17，从而使所述支撑端部节点2与所述填充材料4之间并不直接接触，此处不予赘述。进一步地，根据图7所示实施例，所述支撑端部节点2上还设有四块所述卡板25，所述卡板25垂直地焊接于所述加劲肋8上。而根据图8所示实施例，所述5-5处的外套筒3的内部设有四块角钢32。优选地，所述角钢32为目前市场上常见的标准角钢，在此不予赘述。更进一步地，结合图7与图8所示实施例，所述4-4与5_5处分别设置的卡板25以及角钢32可以使所述屈曲约束支撑遇到大震动时，芯材部分I疲劳断裂后，内部的力由卡板25通过角钢32传递到所述外套筒3上，从而避免了一般的屈曲约束支撑在大震下断裂的情况，此处不予赘述。图9以及图10分别示出了根据本发明的第一实施例的，所述屈曲约束支撑构件在 图I或图2中6-6处以及7-7处的横截面示意图。在本实施例中，所述6-6和7_7处同时示出了所述支撑端部节点2远离所述第一端面21的一端，即所述第二端面22的一端的结构示意图。具体地，所述屈曲约束支撑构件在6-6以及7-7处为所述支撑端部节点2的横截面，即此时，所述支撑端部节点2的两端并无所述围束构件6，从图9或图10中可以清晰地看出所述支撑端部节点2的横截面优选地呈十字形，其截面面积比所述芯材部分I的横截面面积大，在此不予赘述。进一步地,参考图9或图10所示实施例,具体地,所述支撑端部节点2由多根加劲肋8组成，在本实施例中，所述支撑端部节点2的横截面为十字形，此时所述支撑端部节点2可以理解为由四根所述加劲肋8组成。更具体地，所述支撑端部节点2的两端中的第二端面22处至少还有两根处于同一平面上的加劲肋8凸出于所述第二端面22，即所述横截面为十字形的支撑端部节点2中竖直面上的两根加劲肋的长度大于所述水平面上的加劲肋的长度，或者所述水平面上的两根加劲肋的长度大于所述竖直面上的加劲肋的长度，则此时所述凸出的加劲肋与所述为凸出的加劲肋之间则会形成一个第二凹槽221。更具体地，所述6-6处示出的支撑端部节点2的横截面为十字形，而所述7-7处示出的支撑端部节点
2的横截面为两根延伸出的加劲肋8，因此从所述6-6处至7-7处即可明显地体现出所述第二凹槽221，此处不予赘述。图11示出了根据本发明的第二实施例的，所述屈曲约束支撑构件的正视图。图11可以理解为上述图I所示实施例的一个变化例。具体地，在本实施例中，所述芯材部分I的横截面呈一字型，所述芯材部分I同样可以插入所述支撑端部节点2的横截面为十字形的第一凹槽211中。而本领域技术人员理解，在一个变化例中，所述支撑端部节点2的截面仍旧呈十字形而所述第一凹槽211的横截面形状可以是与所述芯材部分I相适应的一字形。所述变化例同样可以结合图11所示实施例予以实现，此处不予赘述。进一步地，在本实施例中，与上述图I类似地，所述一字型的芯材部分I也与所述支撑端部节点2焊接于所述第一凹槽211处，所述芯材部分I的外部也由一围束构件6所包覆，所述围束构件6延伸至所述支撑端部节点2的外侧，同时包裹所述支撑端部节点2的一部分，所述外套筒3的两端端面各有一封头板5将所述围束构件6中的填充材料4封在所述外套筒3中。更进一步地，所述防滑板15垂直设置于所述未插入部12之上。本领域技术人员理解，所述一字型的芯材部分I同样可以结合图I所示实施例予以实现，此处不予赘述。图12示出了根据本发明的第三实施例的，所述屈曲约束支撑构件的正视图。图12可以理解为上述图I或图11所示实施例的一个变化例。具体地，在本实施例中，所述芯材部分I的横截面呈工字形，此时所述支撑端部节点2的横截面也优选地呈工字形。在此实施例中，所述支撑端部节点2的第一端面21处也设有一第一凹槽211，所述第一凹槽211可以理解为所述工字形支撑端部节点2的腹板的内凹，而相应所述芯材部分I的腹板在此实施例中则凸出，从而使所述芯材部分I的腹板与所述支撑端部节点2的腹板相连，并通过焊接的形式固定在一起。进一步地，所述芯材部分I的翼缘也同样与所述支撑端部节点2的翼缘焊接相连。进而使整个所述芯材部分I与所述支撑端部节点2练成一体，此处不予赘述。进一步地，根据图12所示实施例，所述横截面为工字形的屈曲约束支撑构件的芯材部分I的外部同样套有一围束构件6，所述围束构件6也由所述外套筒3以及填充材料4
组成，并且所述外套筒3延伸至所述支撑端部节点2的一部分，所述填充材料4被包裹在所述外套筒3以及封头板5的内部，此处不予赘述。进一步地，参考图12所示实施例，所述横截面为工字形的屈曲约束支撑构件的支撑端部节点2的第二端面22处即所述工字形的腹板与翼缘所形成的端面也有所述第二凹槽221。更具体地，在本实施例中，所述工字形支撑端部节点2可以理解为五根所述加劲肋8焊接而成的，即上下翼缘的四根加劲肋以及腹板加劲肋，此时所述工字形支撑端部节点2的翼缘向外延伸，而所述腹板处并不延伸，进而使所述加劲肋8的凸出部分与所述第二端面22之间形成所述第二凹槽221，在此不予赘述。进一步地，根据图12所述实施例，可以理解的是，在本实施例中，所述横截面为工字形的支撑端部节点2并不能伸出所述外套筒3，因此在此实施例中，所述外套筒3的外部并不需要设置所述套箍7，此处不予赘述。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
权利要求
1.一种TJC屈曲约束支撑构件，其特征在于，包括芯材部分以及支撑端部节点，其中，所述芯材部分由若干芯板组成，所述支撑端部节点由若干加劲肋组成，所述支撑端部节点两端中的第一端面至少有一与所述芯材部分相适应的第一凹槽，所述芯材部分插入所述第一凹槽，从而连接所述芯材部分与所述支撑端部节点。
2.根据权利要求I所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述芯材部分包括插入部与未插入部，所述插入部与所述支撑端部节点的凹槽焊接为一体。
3.根据权利要求2所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述芯材部分的横截面为如下形状中的任一种 一字形；以及 十字形。
4.根据权利要求3所述的屈曲约束支撑构件,其特征在于,所述芯材部分由如下材料中的任一种组成 Q195钢材； Q235钢材； LYlOO钢材； LY160钢材； LY225钢材；以及 其他低屈服钢。
5.根据权利要求4所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述支撑端部节点由如下材料中的任一种组成 Q345钢材； Q235钢材； Q460钢材；以及 其他高强度钢。
6.根据权利要求I至5所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，其包括一围束构件，所述围束构件至少包括一外套筒，所述外套筒套于所述芯材部分的外侧并且其两端继续向外延伸至所述支撑端部节点。
7.根据权利要求6所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，对应于所述支撑端部节点的外套筒的外部还设有一套箍，所述套箍紧贴所述外套筒。
8.根据权利要求7所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述支撑端部节点的横截面优选地为十字形，所述支撑端部节点的外套筒以及所述套箍的相应位置均开槽，所述支撑端部节点的一部分可以从所述开槽处向外伸出所述外套筒以及套箍。
9.根据权利要求8所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述支撑端部节点分为伸出部与未伸出部，所述伸出部与所述未伸出部优选地通过一斜坡过渡。
10.根据权利要求9所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述套箍的开槽处与所述支撑端部节点的伸出部焊接相连。
11.根据权利要求10所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述支撑端部节点两端中的第二端面处至少有两根同一平面上的加劲肋凸出于所述第二端面，所述凸出部分与所述第二端面形成第二凹槽。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述围束构件还包括填充材料，所述填充材料至少部分地填充于所述套筒与所述芯材部分之间。
13.根据权利要求12所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述填充材料由如下材料中的任一种组成 高强度无收缩混凝土；以及 高强度无收缩混合砂浆。
14.根据权利要求13所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述围束构件的两端端部还各设有一封头板，所述封头板与所述套筒部分的端部截面尺寸相适应，使所述填充材料封在所述套筒内部。
15.根据权利要求I至5或7至11或13或14中任一项所述的屈曲约束支撑构件，其 特征在于，所述芯材部分上至少设有一防滑板。所述防滑板的轮廓优选地为正方形，其垂直设置于所述未插入部，并且所述防滑板的一部分插入所述填充材料中。
16.根据权利要求I至5或7至11或13或14中任一项所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述芯材部分至少还设有四块拼接补强板，所述拼接补强板设置在与所述第一端面相对应的芯材部分上。
17.根据权利要求16所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述拼接补强板垂直焊接于所述芯材部分上。
18.根据权利要求I至5或7至11或13或14中任一项所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述外套筒两端靠近所述封头板处的内部还至少焊有四个角钢，所述支撑端部节点上靠近所述封头板处至少设有两块卡板，所述角钢位于所述卡板与所述封头板之间。
19.根据权利要求18所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述卡板与所述角钢之间至少留有一段预留压缩空间。
20.根据权利要求19所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述卡板垂直焊接于所述支撑端部节点的加劲肋上。
21.根据权利要求I至5或7至11或13或14中任一项所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述支撑端部节点的第一端面与所述填充材料之间至少留有一段预留压缩空间。
全文摘要
本发明提供一种TJC屈曲约束支撑构件，又称TJC型屈曲约束支撑，其特征在于，包括芯材部分以及支撑端部节点，其中，所述芯材部分由若干芯板组成，所述支撑端部节点由若干加劲肋组成，所述支撑端部节点两端中的第一端面至少有一与所述芯材部分相适应的第一凹槽，所述芯材部分插入所述第一凹槽，从而连接所述芯材部分与所述支撑端部节点。本发明通过提供一种TJC屈曲约束支撑构件，其支撑端部节点采用高强钢，芯材部分采用低强钢或低屈服点钢，减小了用钢量；支撑端部节点加劲肋穿出套筒，使稳定设计与强度设计不耦合；通过节点外套箍提高支撑节点抗弯能力；通过卡板与角钢的设计，避免了一般屈曲约束支撑大震下断裂的情况。
文档编号E04B1/36GK102953450SQ20121001986
公开日2013年3月6日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者宫海, 江源 申请人:上海蓝科钢结构技术开发有限责任公司