复合约束装配式可调协防屈曲支撑构件的制作方法

本发明涉及一种工程结构抗震耗能部件，尤其是指一种支撑构件为外约束可重复使用，核心单元更换时可在一定范围内不限制尺寸，安装限位简单方便有工程应用前景的复合约束装配式可调协防屈曲支撑构件，属于结构工程技术领域。

背景技术：

防屈曲支撑主要由外约束、核心单元和无粘结材料（间隙）三个部分组成，构件由核心单元承受轴向荷载作用，外约束主要提供核心单元约束作用，防止核心单元受压失稳，使得构件在受拉和受压均可以达到屈服。无粘结材料（间隙）避免核心单元与外约束的接触，，使外约束单元不参与轴向受力，形成一个滑动截面。防止核心单元受压失稳，使得构件在受拉和受压均可以达到屈服，有极好的抗震耗能的作用，应用于结构当中，更好的保证主体结构的安全性能。目前在国内逐步得到推广和应用，很多高层和特殊结构开始逐步涉及使用防屈曲支撑，应用前景广泛。

目前常用的防屈曲支撑构件基本为外约束为钢管，钢管与核心单元无粘结材料之间填充混凝土或砂浆类型的防屈曲支撑，也有部分全钢型防屈曲支撑。采用此类支撑存在以下问题：（1）传统构件填充混凝土或砂浆，有一定的养护时间，制作构件时间长，构件加工复杂不便；（2）传统构件单约束，为提供一定的约束刚度，构件不轻便灵活，体积较大；（3）传统构件发生破坏时，外约束不能重复使用，大量的浪费材料；（4）有部分新构件可更换核心单元，重复使用外约束，但核心单元使用尺寸受到一定的限制，不能灵活更换其它相关尺寸核心单元；（5）无粘结层间隙控制较难，无粘结材料消耗多；由此可知，有必要提出一种新型防屈曲支撑构件。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足和存在的问题，提出一种复合约束装配式可调协防屈曲支撑构件，在保证构件具有良好的抗震耗能性能的情况下，同时考虑制作装配构件的方便、外约束的可重复使用和核心单元更换尺寸具有一定的灵活性的性能。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：

复合约束装配式可调协防屈曲支撑构件，包括复合外约束单元和核心单元，所述复合外约束单元，包括两块开孔梯形截面槽钢、四块约束夹板和两组八个约束螺栓。所述核心单元，核心单元为一字型截面单元，在核心单元的正中间与两端分别外裹一层无粘结材料硅胶。所述四块约束夹板安装在开孔梯形截面槽钢将核心单元夹合约束，同时安装两组八个约束螺栓复合约束核心单元；所述两块开孔梯形截面槽钢，每块开孔梯形截面槽钢两边分别焊接两排十个连接耳板，用以连接两块开孔梯形截面槽钢，在两个梯形斜边上分别开设左右半圆中间矩形式夹板连接螺栓孔，给予约束夹板调节约束空间的范围，在梯形截面短边处开四个约束螺栓孔，用以约束螺栓约束构件。

所述四块约束夹板，给每块约束夹板按一定位置开五个孔，通过约束夹板连接螺栓便于连接在开孔梯形截面槽钢，用于约束核心单元。

所述约束夹板连接螺栓，连接约束夹板与开孔梯形截面槽钢。

所示约束螺栓，穿过开孔梯形截面槽钢，与核心单元接触，使其对核心单元产生约束的作用。

所述无粘结材料层通过在核心单元正中间和两端边外裹一层宽度为1cm厚度为1~2mm的无粘结材料硅胶，通过过渡夹板与核心单元的贴合形成间隙。

所述构件连接螺栓，穿过开孔梯形截面槽钢连接耳板，连接两块开孔梯形截面槽钢。

所述约束螺栓调协弹簧，调节约束螺栓与核心单元间距，避免挤压核心单元。所述连接螺栓调协弹簧，安装更换新的尺寸核心单元时，可调节两块开孔梯形截面槽钢连接间距，保证有效的约束作用。

在核心单元正中间和两端边外裹一层宽度为1cm厚度为1~2mm的无粘结材料硅胶，保证一定的滑动机制。根据核心单元的尺寸，通过调整约束夹板螺栓在开孔梯形截面槽钢的位置，拧紧固定约束夹板，将核心单元置于安装约束夹板后开孔梯形截面槽钢正中央位置，核心单元在方钢管两端外露等长一致。放置完毕之后，对核心单元产生首次约束的作用。将构件连接螺栓，穿过开孔梯形截面槽钢连接耳板，连接两块开孔梯形截面槽钢，通过调节连接螺栓调协弹簧，可协调两块开孔梯形截面槽钢连接间距，保证有效的约束作用。通过调节约束螺栓弹簧，在开孔梯形截面槽钢约束螺栓孔穿入约束螺栓，保证约束螺栓与核心单元的距离，保证核心单元收到约束螺栓的有效约束作用，完成全部构件的单元机制。

通过以上方式，完成整个构件的制作，在滞回作用下，充分发挥其独特的优势下，达到其抗震耗能的工作性能和工作作用。

根据以上的技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下的明显优点：

（1）无混凝土约束，自重相对减轻，装配式钢部件及相关组件组成，减少制作复杂程度，加快制作的速度；

（2）双重复合约束单元，不仅减少构件的尺寸和质量，同时提供了更加可靠的约束性能；

（3）外约束单元可重复使用，节省材料，同时大量减少整个构件的焊接部分，增强其疲劳性能；

（4）该构件不仅可重复更换受损的核心单元，且核心单元使用尺寸不受一定的限制，比较灵活；

（5）无粘结层间隙控制较容易，无粘结材料消耗少，整个构件经济方便，可操作性能强。

附图说明

图1为本发明复合约束装配式可调协防屈曲支撑构件主视图；

图2为本发明复合约束装配式可调协防屈曲支撑构件俯视图；

图3为本发明开孔梯形截面槽钢示意图；

图4为本发明约束夹板示意图；

图5为本发明约束螺栓示意图；

图6为本发明约束夹板连接螺栓示意图；

图7为本发明核心单元示意图；

图8为本发明构件连接螺栓示意图；

图9为本发明约束螺栓调协弹簧示意图；

图10为本发明连接螺栓调协弹簧示意图。

图1中，（1）约束螺栓，（2）开孔梯形截面槽钢，（3）约束夹板，（4）连接螺栓调协弹簧，（5）构件连接螺栓，（6）约束螺栓调协弹簧，（7）约束夹板连接螺栓，（8）无粘结材料，（9）核心单元，（10）连接耳板。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明所涉及优先实施例的结构示意图，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、图2为复合约束装配式可调协防屈曲支撑构件示意图，首先确定选择设计所要求的（9）核心单元，确定（9）核心单元的类型和尺寸，并在（9）核心单元中间与两端位置外裹一层宽度为1cm厚度为1~2mm的（8）无粘结材料硅胶，保证（9）核心单元与（3）约束夹板之间的（8）无粘结材料滑动机制厚度。

由核心单元的尺寸和类型，通过调节（2）开孔梯形截面槽钢与（3）约束夹板的位置，确定相对位置后，用（7）约束夹板连接螺栓拧紧固定（2）开孔梯形截面槽钢与（3）约束夹板的位置，此后在（2）开孔梯形截面槽钢加焊的（10）连接耳板位置穿入（5）构件连接螺栓，并通过（4）连接螺栓调协弹簧确定拧紧程度，使构件能够提供有效的首次约束性能。

所述两块（2）开孔梯形截面槽钢，每块开孔梯形截面槽钢两边分别焊接两排十个（10）连接耳板，用以连接两块开孔梯形截面槽钢，在两个梯形斜边上分别开设左右半圆中间矩形式夹板连接螺栓孔，给予约束夹板调节约束空间的范围，在梯形截面短边处开四个约束螺栓孔，用以约束螺栓约束构件。

此后在（2）开孔梯形截面槽钢中穿入（1）约束螺栓，并通过（6）约束螺栓调协弹簧确保（1）约束螺栓与（9）核心单元的间隙距离。使（1）约束螺栓对（9）核心单元有二次复合约束的作用，完成全部构件单元机制。

当构件在轴向力的作用了，核心单元受压有屈曲趋势时，作用在约束夹板，此时约束夹板与约束螺栓发挥作用，对核心单元产生约束作用。当需要改变无粘结材料厚度时，仅需在核心单元无粘结材料贴放出且调整约束螺栓的位置即可。当需要更换受损或新的核心单元时，可通过调节约束夹板与开孔梯形截面槽钢的相对位置保证不同尺寸的核心单元受到可靠的约束作用。