加劲套管混凝土屈曲约束支撑的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种加劲套管混凝土屈曲约束支撑，包括核心部件、无黏结材料、加劲部件和约束部件；所述约束部件设置在核心部件外围，约束部件由套管填充混凝土或砂浆组成；所述无黏结材料包裹在核心部件的表面；所述无黏结材料外表面上增设有加劲部件，加劲部件的平侧面或翼缘外侧面沿核心部件长度方向与无黏结材料表面紧贴，包裹核心部件的无黏结材料和贴紧的加劲部件一起放置于约束部件内。本发明屈曲约束支撑构件通过加劲部件，将核心板传来的挤压力由加劲部件或加劲部件和混凝土或砂浆块组合来承担，同时加劲部件能够将挤压力更均匀地传递到加劲部件另外一侧更大面积的混凝土或砂浆块面层上。
【专利说明】加劲套管混凝土屈曲约束支撑
【技术领域】
[0001]本发明属于土木工程领域，涉及用于减小工程结构地震响应的一种屈曲约束支撑。
【背景技术】
[0002]屈曲约束支撑是一种新型抗侧力构件，同时也是一种利用金属屈服耗散地震能量的消能减震构件，兼具普通支撑和金属阻尼器双重功能。在小震作用下，屈曲约束支撑的各个部分均保持弹性，与主体结构共同组成整体抗侧力体系，保证结构的侧移满足要求。在中震或大震作用下，屈曲约束支撑核心板的部分截面在轴向拉力或压力作用下能够进入屈月艮，形成核心板屈服段，利用核心板屈服段的金属屈服耗散大部分地震能量，从而极大衰减主体结构的振动反应，达到保护主体结构的目标。因其具有性能稳定、制作方便、成本低廉等优点，近年来得到了广泛的应用。
[0003]目前，被广泛研究和应用的套管混凝土屈曲约束支撑主要由以下三部分构成:承受轴心荷载的核心消能部件，防止核心部件产生整体或局部屈曲的侧向约束部件以及减小摩擦阻力的无黏结材料。其中核心部件多为一块一字形钢板或由多块一字形钢板形成的组合截面形式，而侧向约束部件则是由钢管里填充混凝土或砂浆块而成，无黏结材料包裹核心部件避免与砂浆层直接接触。此种形式的屈曲约束支撑在轴向压力作用时，核心部件会对与其接触的混凝土或砂浆层产生很大的挤压力，试验表明会造成混凝土或砂浆层的局部压碎，从而引起核心部件局部屈曲过大，进而严重影响屈曲约束支撑的性能。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决传统套管混凝土屈曲约束支撑在往复荷载作用下核心部件对约束部件的挤压力全部直接由混凝土或砂浆承担，混凝土或砂浆被压碎而导致核心部件的局部屈曲过大而失效，进而提出了一种利用加劲部件与混凝土或砂浆组合来约束核心部件的加劲套管混凝土屈曲约束支撑。
[0005]本发明采用的技术方案为:一种加劲套管混凝土屈曲约束支撑，包括核心部件、无黏结材料、加劲部件和约束部件；
[0006]所述约束部件设置在核心部件外围，约束部件由套管填充混凝土或砂浆组成；所述无黏结材料包裹在核心部件的表面；
[0007]所述无黏结材料外表面上增设有加劲部件，加劲部件的平侧面或翼缘外侧面沿核心部件长度方向与包裹有无黏结材料的核心部件外表面紧贴，加劲部件的长度大于核心板屈服段长度，无黏结材料和加劲部件一起放置于约束部件内。
[0008]作为优选，所述约束部件的套管截面是方形、矩形、多边形或圆形。
[0009]作为优选，所述核心部件的截面是一字形、十字形、T字形或工字形。
[0010]作为优选，所述加劲部件为平板，平板宽度为一字形核心部件宽度或T字形与工字形翼缘宽度的0.5?I倍。[0011]作为优选，所述加劲部件为槽形件，槽形件的一边或两边或三边与包裹核心部件的无黏结材料表面紧贴。
[0012]作为优选，所述加劲部件为L形件，L形件的一肢或两肢与包裹核心部件的无黏结材料表面紧贴。
[0013]作为优选，所述加劲部件为矩形管，矩形管的一边或两边或三边与包裹核心部件的无黏结材料表面紧贴。
[0014]作为优选，所述加劲部件为折板，所述折板翼缘边与包裹核心部件的无黏结材料表面紧贴。
[0015]作为优选，所述加劲部件上开设有孔洞或在背向无黏结材料侧焊接栓钉，以阻止加劲部件与混凝土或砂浆块之间的相对滑移。
[0016]本发明支撑构件在包裹核心部件的无黏结材料层表面增设一加劲部件，然后一起被填充混凝土或砂浆的套管所约束，该加劲部件通常可为一字形钢板、槽形件、L形件、矩形管、折板或其组合形式，而形成新型加劲套管屈曲约束支撑。该新型屈曲约束支撑构件通过加劲部件，将核心板传来的挤压力全部或者部分通过加劲部件均匀传递到更大面积的混凝土或砂浆块面层上，加劲部件的平侧面或翼缘外侧面的宽度约为包裹有无黏结材料的核心部件对应表面宽度的0.3?I倍，可改变混凝土或砂浆与核心部件接触表面的压应力传递路径，从而有效避免混凝土或砂浆被压碎而导致的屈曲约束支撑性能降低。此外，通过增设加劲部件，将核心部件与约束部件的接触面形式由原来的钢与混凝土或砂浆面层接触改变为钢与钢和钢与混凝土或砂浆面层的混合接触，因钢与钢的接触摩擦系数低于钢与混凝土或砂浆面层的接触摩擦系数，所以可减小核心部件与约束部件之间的摩擦，从而有效改善屈曲约束支撑的性能。
[0017]本发明具有以下有益效果:
[0018]1.本发明在传统屈曲约束支撑的核心部件与约束部件之间增设一加劲部件，可以将核心部件在受压时产生的对约束部件的挤压力部分或者全部通过加劲部件均匀地传递到较大面积的混凝土或砂浆块面层上，加劲部件的平侧面或翼缘外侧面的宽度约为包裹无有黏结材料的核心部件对应表面宽度的0.3?I倍，可改变混凝土或砂浆块表面的局部压应力传递路径，从而避免了常见的由混凝土或砂浆块被局部压碎而引起的屈曲约束支撑构件的失效，使屈曲约束支撑的性能得以更加充分有效的发挥。
[0019]2.本发明通过在传统屈曲约束支撑的核心部件与约束部件之间增设的加劲部件，将与屈曲约束支撑构件核心部件的接触面形式由原来的钢与混凝土或砂浆面层接触改变为钢与钢和钢与混凝土或砂浆面层的混合接触，可有效减小接触面之间的摩擦力，有利于提高屈曲约束支撑的整体性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明实施例1支撑核心部件、无黏结材料及槽形加劲部件分解示意图；
[0021]图2为本发明实施例1支撑核心部件、无黏结材料及槽形加劲部件示意图；
[0022]图3为本发明实施例1支撑示意图；
[0023]图4为本发明实施例1加劲部件为平板且开设孔洞的剖面图；
[0024]图5为本发明实施例1加劲部件为平板且焊接栓钉的剖面图；[0025]图6为本发明实施例1加劲部件为槽形件的剖面图；
[0026]图7为本发明实施例1加劲部件为槽形件且焊接栓钉的剖面图；
[0027]图8为本发明实施例1加劲部件为L形件(背靠布置)的剖面图；
[0028]图9为本发明实施例1加劲部件为L形件(背离布置)的剖面图；
[0029]图10为本发明实施例1加劲部件为矩形管的剖面图；
[0030]图11为本发明实施例2加劲部件为L形件的剖面图；
[0031]图12为本发明实施例2加劲部件为矩形管的剖面图；
[0032]图13为本发明实施例2加劲部件为折板的剖面图；
[0033]图14为本发明实施例2加劲部件为折板且焊接栓钉的剖面图；
[0034]图15为本发明实施例3加劲部件为L形件和平板组合的剖面图；
[0035]图16为本发明实施例3加劲部件为折板和平板组合的剖面图；
[0036]图17为本发明实施例3加劲部件为折板和平板组合且焊接栓钉的剖面图；
[0037]图18为本发明实施例4加劲部件为槽形件和平板的组合且焊接栓钉的剖面图；
[0038]图19为本发明实施例4加劲部件为L形件的剖面图；
[0039]图20为本发明实施例4加劲部件为矩形管和平板组合的剖面图；
[0040]图21为本发明实施例4加劲部件为折板和平板组合的剖面图；
[0041]图22为本发明实施例4加劲部件为折板和L形件的组合且焊接栓钉的剖面图。
【具体实施方式】
[0042]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0043]实施例1:
[0044]如图1?10所示:本实施例中的加劲套管混凝土屈曲约束支撑由核心部件1、无黏结材料2、加劲部件3和约束部件4构成，其中核心部件I由平板1-1和加劲肋1-2组成，加劲肋1-2焊接于平板1-1的两端；无黏结材料2包裹在核心部件I的表面；约束部件4由套管和混凝土或砂浆块组成；本实施例中加劲部件3为平板或槽形件或L形件或矩形管，其一面与无黏结材料2表面紧贴，其上可开设孔洞3-1或焊接栓钉3-2，以阻止加劲部件3与约束部件4的相对滑移。本实施例中核心部件1、无黏结材料2与加劲部件3放置于约束部件4内。
[0045]实施例2:
[0046]如图11?14所示，本实施例与实施例1的不同之处在于:核心部件I的截面为十字形，加劲部件3为L形件或矩形管或折板。
[0047]实施例3:
[0048]如图15?17所示，本实施例与实施例1的不同之处在于:核心部件I的截面为T字形，加劲部件3为L形件或折板与平板的组合形式。
[0049]实施例4:
[0050]如图18?22所示，本实施例与实施例1的不同之处在于:核心部件I的截面为工字形，加劲部件3为槽形件或L形件或折板与平板或L形件的组合形式。
[0051]应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
【权利要求】
1.一种加劲套管混凝土屈曲约束支撑，其特征在于:包括核心部件、无黏结材料、加劲部件和约束部件； 所述约束部件设置在核心部件外围，约束部件由套管填充混凝土或砂浆组成；所述无黏结材料包裹在核心部件的表面； 所述无黏结材料外表面上增设有加劲部件，加劲部件的平侧面或翼缘外侧面沿核心部件长度方向与包裹有无黏结材料的核心部件外表面紧贴，无黏结材料和加劲部件共同放置在约束部件内部。
2.根据权利要求1所述的加劲套管混凝土屈曲约束支撑，其特征在于:所述约束部件的套管截面是方形、矩形、多边形或圆形。
3.根据权利要求1所述的加劲套管混凝土屈曲约束支撑，其特征在于:所述核心部件的截面是一字形、十字形、T字形或工字形。
4.根据权利要求3所述的加劲套管混凝土屈曲约束支撑，其特征在于:所述加劲部件为平板，平板宽度为一字形核心部件宽度或T字形与工字形翼缘宽度的0.5?I倍。
5.根据权利要求3所述的加劲套管混凝土屈曲约束支撑，其特征在于:所述加劲部件为槽形件，槽形件的一边或两边或三边与包裹核心部件的无黏结材料表面紧贴。
6.根据权利要求3所述的加劲套管混凝土屈曲约束支撑，其特征在于:所述加劲部件为L形件，L形件的一肢或两肢与包裹核心部件的无黏结材料表面紧贴。
7.根据权利要求3所述的加劲套管混凝土屈曲约束支撑，其特征在于:所述加劲部件为矩形管，矩形管的一边或两边或三边与包裹核心部件的无黏结材料表面紧贴。
8.根据权利要求3所述的加劲套管混凝土屈曲约束支撑，其特征在于:所述加劲部件为折板，所述折板翼缘边与包裹核心部件的无黏结材料表面紧贴。
9.根据权利要求1所述的加劲套管混凝土屈曲约束支撑，其特征在于:所述加劲部件上开设有孔洞或在背向无黏结材料侧焊接栓钉，以阻止加劲部件与混凝土或砂浆块之间的相对滑移。
【文档编号】E04B1/98GK103774768SQ201410015952
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】王春林, 李涛, 吴京, 曾滨, 葛汉彬 申请人:东南大学