专利名称：一种tjs纯钢屈曲约束支撑构件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑领域，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-支撑体系，包括中心支撑-框架 体系与偏心支撑-框架体系。偏心支撑-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-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。
实用新型内容针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种TJS纯钢屈曲约束支撑构件。根据本实用新型的一个方面，提供一种TJS屈曲约束支撑构件，其特征在于，包括第一芯板、第二芯板、两块槽钢，其中，所述第二芯板的形状与所述第一芯板相近似，其焊接于所述第一芯板的两端，两块所述槽钢分别位于所述第一芯板与第二芯板的上表面与下表面，所述槽钢的形状、尺寸与所述芯板相适应，并且所述槽钢的槽口均向外。优选地，两块所述槽钢之间至少设有一填板，所述填板位于所述第一芯板和第二芯板的两侧，其长度与所述槽钢相适应并且其被夹于两块所述槽钢之间。优选地，所述填板凸出所述两块槽钢所夹的空间的两侧，其凸出部分与所述槽钢焊接相连。优选地，所述第一芯板和所述第二芯板位于所述槽钢与所述填板所围区域之中，并且所述第一芯板和第二芯板与所述槽钢以及所述填板之间均留有一段空隙。优选地，所述屈曲约束支撑构件的两个端部至少各设有两根加劲肋，所述槽钢与所述加劲肋相应的位置处设有开槽，两根所述加劲肋分别从所述开槽处夹住所述第二芯板 的两个表面。优选地，所述加劲肋以及所述开槽一直向内延伸至所述第一芯板。 优选地，所述槽钢的槽口处有一侧封板，所述侧封板覆盖住所述槽钢的整个槽口。优选地，所述槽钢的两端截面处还有一封头板，所述封头板的面积与所述槽钢的截面积相适应，其与所述侧封板、槽钢相焊接。优选地，两块所述槽钢的中心处均有一通孔，所述第一芯板上与所述通孔相适应的位置有一防滑装置，所述防滑装置通过所述通孔插入所述槽钢，从而固定所述第一芯板。优选地，所述第一芯板由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制成。优选地，所述第二芯板由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制成。优选地，所述槽钢由Q235钢材以及Q345钢材等材料中的任一种制成。本实用新型通过提供一种TJS纯钢屈曲约束支撑构件，其技术优势在于I.提供了一种纯钢型屈曲约束支撑，自重轻，加工速度快；2.采用标准槽钢，减小了拼接焊接量，加工精度容易控制；3.节点段采用高强钢，核心耗能段采用低强钢或低屈服点钢，减小了支撑外观尺寸与用钢量；4.控制填板厚度，可调节芯板宽度，从而调节了支撑承载力，并提供了对芯板的约束作用；5.节点加劲肋穿过芯板与高强钢的拼接焊缝，避免了芯板在拼接处的断裂；6.侧封板可根据支撑整体稳定需求，选择是否保留，使设计灵活性，经济。
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，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显图I示出根据本实用新型的第一实施例的，所述纯钢屈曲约束支撑构件的正视图；图2示出根据本实用新型的第一实施例的，所述纯钢屈曲约束支撑构件的俯视图；图3示出根据本实用新型的第一实施例的，所述纯钢屈曲约束支撑构件的俯视图；图4示出根据本实用新型的第一实施例的，所述纯钢屈曲约束支撑构件在图I中1-1处的横截面结构示意图；以及图5示出根据本实用新型的第一实施例的，所述纯钢屈曲约束支撑构件在图I中
2-2处的横截面结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种TJS纯钢屈曲约束支撑构件，又称TJS型纯钢屈曲约束支撑，其自重轻，加工速度快；采用标准槽钢，减小了拼接焊接量，加工精度容易控制；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；控制填板厚度，可调节芯板宽度，从而调节了支撑承载力，并提供了对芯板的约束作用；节点加劲肋穿过芯板与高强钢的拼接焊缝，避免了芯板在拼接处的断裂；侧封板可根据支撑整体稳定需求，选择是否保留，使设计灵活性，经济。图I示出了根据本实用新型的第一实施例的，所述纯钢屈曲约束支撑构件的正视图。在本实施例中，所述纯钢屈曲约束支撑构件主要包括芯材部分I、槽钢2、填板3以及侧封板4。具体地,所述芯材部分I由第一芯板11与第二芯板12组成,所述第一芯板11与所述第二芯板12的形状、厚度相同，并且所述第一芯板11的两端各与一块所述第二芯板12相焊接连成一体。更具体地，所述第一芯板11与所述第二芯板12位于两块所述槽钢2之间，两块所述槽钢2的槽口 22均朝外，同时两块所述槽钢2之间还设有至少一所述填板3，优选地，两块所述槽钢2之间设有两块所述填板3，其分别位于所述第一芯板11与所述第二 芯板12的两侧，更为具体地，所述填板3的长度与所述槽钢2的长度相同，并且其凸出于两块所述槽钢2所夹空间的两侧与所述槽钢2焊接，从而使所述第一芯板11与所述第二芯板12被围于所述槽钢2与所述填板3之间，以达到本实用新型设计目的，更为具体地，所述第一芯板11、第二芯板12与所述槽钢以及所述填板之间均留有一段空隙13，即所述第一芯板11、第二芯板12并不与所述槽钢以及所述填板接触，本领域技术人员理解，所述空隙13可通过在第一芯板11、第二芯板12与所述槽钢以及所述填板之间填充一种无粘结隔离材料从而实现，或者在一个变化例中，其也可以是通过加工时预留的方法从而形成所述空隙13。在此不予赘述。更具体地，根据图I所示实施例，优选地，在本实施例中，所述第一芯板11与所述第二芯板12选用不同的钢材。所述第一芯板11可选用一些低屈服钢如Q195钢材、Q235钢材、LY100钢材、LY160钢材或者LY225钢材等，而所述第二芯板12由于其需承受较大的载荷，因此其可选用一些高强度钢材例如Q345钢材、Q235钢材或者Q460钢材等，从而起到合理利用节约钢材的目的。而在一个变化例中，所述第一芯板11与所述第二芯板12可以选用相同的材料，即此时所述第一芯板11与所述第二芯板12可以理解为一块整版，本领域技术人员理解，所述变化例同样可以结合图I所示实施例予以实现。进一步地，在本实施例中，所述槽钢2优选地使用目前市场上常用的标准钢材，例如Q235钢材或者Q345钢材等，以简化生产方式，此处不予赘述。进一步地，根据图I所示实施例，所述屈曲约束支撑构件的两个端部至少各设有两根加劲肋5。所述加劲肋5用于焊接紧固所述第一芯板11以及所述第二芯板12，具体地，所述屈曲约束支撑构件的一个端部优选地设有两根所述加劲肋5，所述槽钢2与所述加劲肋5相应的位置处设有开槽21，所述加劲肋5分别从所述开槽21处顶住所述第二芯板12的上表面或下表面，因此两根所述加劲肋5能顶住所述第二芯板12的上表面与下表面，进而将所述第二芯板12夹住，类似地，所述屈曲约束支撑构件的另一个端部也优选地设有两根所述加劲肋5，两根所述加劲肋5能顶住另一端所述第二芯板12的上表面与下表面，进而将所述第二芯板12夹住，在此不予赘述。更进一步地，所述加劲肋5与所述开槽21 —直向内延伸至所述第一芯板11，即所述第二芯板12与所述第一芯板11的一部分都被所述加劲肋5所夹住，此处不予赘述。进一步地，在本实施例中，所述槽钢2的槽口 22还设有一侧封板4，所述侧封板4的形状、尺寸与所述槽口 22相适应，其能够覆盖整个所述槽口 22，更进一步地，本领域技术人员理解，所述侧封板4同样覆盖住所述加劲肋5，即所述加劲肋5的高度与所述槽钢2的槽深相适应，从而使所述加劲肋5同时顶住所述侧封板4与所述第一芯板11以及第二芯板12，此处不予赘述。更进一步地，根据图I所示实施例，所述槽钢2的两端各被一封头板6所封住。具体地，所述封头板6与所述槽钢2、侧封板4所形成的截面面积相适应，其通过焊接的形式连接于所述屈曲约束支撑构件的两端，并且能够封住所述槽钢2与所述侧封板4所形成的空 心区域，使所述屈曲约束支撑成为一个封闭的构件。更进一步地，从图I所示实施例中可以清晰地看出，所述加劲肋5与所述第二芯板12穿出所述封头板6，本领域技术人员理解，所述加劲肋5以及所述第二芯板12在所述封头板6的相接处同样通过焊接的形式相连接，此处不予赘述。更为具体地，在本实施例中，所述槽钢2的中间设有一通孔23 (图I未示出)，所述第一芯板11上与所述通孔23相应的位置处设有一防滑装置7，所述防滑装置7垂直并凸出于所述第一芯板11的上表面与下表面，其尺寸与所述通孔23相适应，其插入所述通孔23用于固定所述第一芯板11与所述槽钢2之间的水平位置。本领域技术人员理解，优选地，所述防滑装置7选用目前市场上常用的防滑装置，以便降低所述屈曲约束支撑构件的成本同时提高本实用新型的实用性，此处不予赘述。图2示出了根据本实用新型的第一实施例的，所述纯钢屈曲约束支撑构件的俯视图。具体地，在本实施例中，所述第一芯板11的两端与两块所述第二芯板12相焊接，所述第一芯板11与所述第二芯板12的宽度相适应，从而焊接之后可以连接成为一个整体。更具体地，所述第一芯板11的中间部位设有一防滑装置7，所述槽钢2的相应位置处设有一通孔23，所述通孔23用于插入所述防滑装置7，所述防滑装置7插入所述通孔23后可以起到固定所述第一芯板11与所述槽钢2之间的位置，防止所述第一芯板11发生移动的作用，在此不予赘述。进一步地，从图2所示实施例中可以清晰的看出，所述槽钢2的宽度略大于所述第一芯板11或所述第二芯板12，能够完全覆盖所述第一芯板11与所述第二芯板12的整个表面，而所述填板3则略凸出于所述槽钢2的侧面，并且所述填板3同时与上下两块的所述槽钢2焊接。更具体地，两块所述槽钢2的槽口 22还各有一块侧封板4可以参考图4，所述侧封板4覆盖住所述槽钢2的整个槽口 22并与所述槽口 22相焊接。而所述封头板6则焊接于所述槽钢2以及所述侧封板4的两端。更一步地，所述第二芯板12的表面各有一根所述加劲肋5，并且所述加劲肋5 —直向内延伸至所述第一芯板11的表面。所述加劲肋5也以角焊缝的形式固定于所述第一芯板11以及第二芯板12的表面，由于所述第一芯板11的两端均设有所述第二芯板12，因此有四根所述加劲肋5同时夹住所述第一芯板11以及第二芯板12，起到夹紧固定的作用，此处不予赘述。图3示出了根据本实用新型的第一实施例的，所述纯钢屈曲约束支撑构件的俯视图。图3将所述第一芯板11、第二芯板12、加劲肋5以及槽钢2分开，从而更清晰地显示所述第一芯板11、第二芯板12、加劲肋5以及槽钢2的结构图。具体地，在本实施例中，可以清晰地看出，所述第一芯板11的两端均焊接所述第二芯板12，所述加劲肋5焊接在所述第一芯板11以及第二芯板12的表面，其由所述第二芯板12向内从所述第一芯板11的两端向内延伸至所述第一芯板11，所述防滑装置7设置于所述第一芯板11的中间位置。而相应地，所述槽钢2与所述防滑装置7相适应的位置设有一通孔23，所述通孔23与所述防滑装置7连接，而所述槽钢2的两端与所述加劲肋5相对应的位置处设有所述开槽21，所述开槽21的长度与所述加劲肋5的长度相一致，进而所述加劲肋5能够卡入所述开槽21，此处不予赘述。图4示出了根据本实用新型的第一实施例的，所述纯钢屈曲约束支撑构件在图I中1-1处的横截面结构示意图。具体地，图I中4-4处清晰地示出了所述第二芯板12、槽钢
2、填板3以及加劲肋5的连接结构。在本实施例中，所述第二芯板12位于两块所述槽钢2之间，所述槽钢2的两侧夹住两块所述填板3，所述填板3凸出所述槽钢2的两侧，所述填板3凸出的部分与所述槽钢2以角焊缝的形式相连接，从而将所述第二芯板12夹在所围区域。更具体地，所述第二芯板12与所述槽钢2以及填板3之间留有空隙，所述第二芯板12不与所述槽钢2接触，其也不与所述填板3接触，在此不予赘述。进一步地，在本实施例中，所述第二芯板12与所述槽钢2在4-4的横截面处有所述开槽21，两根所述加劲肋5从所述开槽21处分别顶住所述第二芯板12的上表面以及下表面，同时所述加劲肋5通过角焊缝的形式与所述第二芯板12相连接。更进一步地，所述槽钢2的槽口 22处设有所述侧封板4，所述侧封板4的宽度与所述槽口 22相适应，其与所述槽口 22相焊接，并且所述侧封板4能够顶住所述加劲肋5，此处不予赘述。图5示出了根据本实用新型的第一实施例的，所述纯钢屈曲约束支撑构件在图I中2-2处的横截面结构示意图。具体地，在本实施例中，所述屈曲约束支撑构件在图I中2-2处不设有所述加劲肋5，即在2-2的横截面中所述也无所述加劲肋5。进一步地，其中仅两块所述槽钢2将所述填板3夹住，所述槽钢2的宽度与所述第一芯板11相适应。而所述填板3凸出所述槽钢2的两侧，所述填板3凸出的部分与所述槽钢2以角焊缝的形式相连接。而所述第一芯板11被围在所述槽钢2以及所述填板3形成的空间，并且两个所述槽钢2的槽口 22均与所述侧封板4焊接相连，此处不予赘述。结合上述图I至图5所示实施例，更进一步地，本领域技术人员理解，本实用新型所述纯钢屈曲约束支撑构件整体采用目前市场上使用的标准件，不仅简化了加工的方式，并且其通过结构的设计达到了节省钢材的目的，此处不予赘述。以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型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，这并不影响本实用新型的实质内容。
权利要求1.一种TJS纯钢屈曲约束支撑构件，其特征在于，包括第一芯板、第二芯板、两块槽钢，其中，所述第二芯板的形状与所述第一芯板相同，其焊接于所述第一芯板的两端，两块所述槽钢分别位于所述第一芯板与第二芯板的上表面与下表面，所述槽钢的形状、尺寸与所述芯板相适应，并且所述槽钢的槽口均向外。
2.根据权利要求I所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，两块所述槽钢之间至少设有一填板，所述填板位于所述第一芯板和第二芯板的两侧，其长度与所述槽钢相适应并且其被夹于两块所述槽钢之间。
3.根据权利要求2所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述填板凸出所述两块槽钢所夹的空间的两侧，其凸出部分与所述槽钢焊接相连。
4.根据权利要求3所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述第一芯板和所述第二芯板位于所述槽钢与所述填板所围区域之中，并且所述第一芯板和第二芯板与所述槽钢以及所述填板之间均留有一段空隙。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述屈曲约束支撑构件的两个端部至少各设有两根加劲肋，所述槽钢与所述加劲肋相应的位置处设有开槽，两根所述加劲肋分别从所述开槽处夹住所述第二芯板的两个表面。
6.根据权利要求5所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述加劲肋以及所述开槽一直向内延伸至所述第一芯板。
7.根据权利要求I或2或3或4或6中任一项所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述槽钢的槽口处有一侧封板，所述侧封板覆盖住所述槽钢的整个槽口。
8.根据权利要求7所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述槽钢的两端截面处还有一封头板，所述封头板的面积与所述槽钢的截面积相适应，其与所述侧封板、槽钢相焊接。
9.根据权利要求I或2或3或4或6或8所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，两块所述槽钢的中心处均有一通孔，所述第一芯板上与所述通孔相适应的位置有一防滑装置，所述防滑装置通过所述通孔插入所述槽钢，从而固定所述第一芯板。
10.根据权利要求9所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述第一芯板由如下材料中的任一种制成 Q195钢材； Q235钢材； LY100钢材； LY160钢材；以及 LY225钢材。
11.根据权利要求10所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述第二芯板由如下材料中的任一种制成 Q345钢材； Q235钢材；以及 Q460钢材。
12.根据权利要求10或11所述的屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述槽钢由如下材料中的任一种制成Q235钢材；以 及Q345钢材。
专利摘要本实用新型提供一种TJS纯钢屈曲约束支撑构件，又称TJS型纯钢屈曲约束支撑，其特征在于，包括第一芯板、第二芯板、两块槽钢，其中，所述第二芯板的形状与所述第一芯板相近似，其焊接于所述第一芯板的两端，两块所述槽钢分别位于所述第一芯板与第二芯板的上表面与下表面，所述槽钢的形状、尺寸与所述芯板相适应，并且所述槽钢的槽口均向外。本实用新型通过提供一种TJS纯钢屈曲约束支撑构件，其自重轻，加工速度快；采用标准槽钢，减小了拼接焊接量；支撑端部节点采用高强钢，芯材部分采用低强钢，减小了用钢量；节点加劲肋穿过芯板与高强钢的拼接焊缝，避免了芯板在拼接处的断裂。
文档编号E04B1/98GK202509649SQ20122002769
公开日2012年10月31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, 洪建敏 申请人:上海蓝科钢结构技术开发有限责任公司