一种全装配式防屈曲支撑的制作方法

1.本实用新型涉及阻尼器技术领域，具体涉及一种轴向阻尼器，更具体涉及一种全装配式防屈曲支撑。


背景技术：

2.在地震作用下，结构会受到水平冲击荷载。由于地震作用时间通常比较短，为20～200s左右；地震作用水平力大，可能达到重力加速度的0.1～1.5倍。在该短时突加的往复荷载作用下，结构会发生较大的往复变形。在传统结构中，作用在主体结构上的地震力和地震能量，通常需要由结构的水平和竖向构件承担。这其中有很多构件在抗侧力的同时，也是结构的抗重力构件。地震导致这些构件的损伤，将会给结构的抗重力性能造成极大削弱，甚至导致重力下的倒塌。
3.消能减震技术主要是理清结构的抗重力构件和抗侧力构件的关系。通过合理设置抗重力体系和抗侧力体系，在保证抗重力体系稳定承载的情况下，将抗侧力体系中部分构件设置为可耗能构件。在地震来临时，耗能构件率先发生屈服耗能，保护其余构件的稳定和安全。该部分耗能构件应当具有屈服点低、延性好、保证率高的特点。通常将这部分耗能构件称为阻尼器，或抗震阻尼器。
4.根据阻尼器的耗能原理的不同，材料的不同，可以分为金属阻尼器、摩擦阻尼器、粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器和电涡流阻尼器等。防屈曲支撑是其中使用量最大的一种金属阻尼器。
5.防屈曲支撑通常是用于结构层间，但由于受工程项目的需求，支撑的屈服吨位和支撑长度均不相同。传统的防屈曲支撑需要根据工程项目需求确定支撑长度方可进行深化设计和生产。在工程实践中存在以下困难：
6.1.由于支撑长度和屈服吨位不同，所有钢板及相关连接件的材料均为专项定制。不同项目之间的防屈曲支撑不能实现通用，无法实现大规模预制生产。支撑的生产时间长，生产效率低下。
7.2.传统防屈曲支撑需要进行焊接、设置无粘结材料、灌浆料浇筑、除锈防腐等工序，施工顺序繁琐，人工成本高。灌浆料成型达到强度的时间也制约了生产时间。
8.3.传统防屈曲支撑主要依靠外套筒中钢材或混凝土材料本身提供抗弯承载力，从而避免支撑屈曲。在大吨位和超长支撑条件下，外套筒的刚度不足，单独依靠外套筒材料的弯曲弹性刚度约束支撑芯材失稳使用效率过低。通常会导致外套筒的重量很重、尺寸很大。


技术实现要素：

9.为此，本实用新型提供一种全装配式防屈曲支撑，以解决现有技术中由于防屈曲支撑不能实现通用，无法实现大规模预制生产的问题。
10.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
11.本实用新型提供一种全装配式防屈曲支撑，所述全装配式防屈曲支撑包括多个防
屈曲耗能段、耗能段套筒连接副、耗能段芯材连接副、防屈曲节点段、防屈曲节点段连接副和多个耗能芯材，所述防屈曲耗能段套设于所述耗能芯材的外周，相邻防屈曲耗能段通过耗能段套筒连接副相连，相邻耗能芯材通过耗能段芯材连接副相连，所述防屈曲节点段通过防屈曲节点段连接副连接于防屈曲耗能段的端部。
12.进一步地，所述防屈曲耗能段包括外约束筒、外约束环板、预应力钢绞线、预应力钢绞线锚头和第一套筒连接肢，所述外约束筒包括同轴套设的内筒体和外筒体，所述内筒体套设在所述耗能芯材外周，所述外约束环板为多个且同轴地套设在内筒体外周，多个外约束环板间隔设置，所述预应力钢绞线为多个且每个沿外约束筒轴向呈v形穿过多个外约束环板，多个预应力钢绞线沿外约束筒的轴向等间距分布，所述预应力钢绞线通过预应力钢绞线锚头连接防屈曲耗能段端部的外约束环板，所述第一套筒连接肢连接防屈曲耗能段端部的外约束环板的外部以连接相邻防屈曲耗能段。
13.进一步地，所述耗能段套筒连接副通过锚固件与所述第一套筒连接肢相连。
14.进一步地，所述防屈曲节点段包括非耗能连接节点、节点封头板、芯材连接头和第二套筒连接肢，所述芯材连接头、节点封头板和非耗能连接节点依次相连，所述芯材连接头用于固定耗能芯材的端部，所述第二套筒连接肢连接于所述节点封头板的芯材连接头一侧以通过防屈曲节点段连接副连接于防屈曲耗能段的端部。
15.进一步地，所述防屈曲耗能段为灌浆料填充套筒或钢结构套筒。
16.本实用新型具有如下优点：
17.1.本实用新型的全装配式防屈曲支撑可以实现装配式生产，支撑的构配件均为预制生产，可以提前加工，大幅缩短了常规屈曲约束支撑从下单到生产完成的时间。
18.2.本实用新型的全装配式防屈曲支撑的屈服力和长度可以实现组合拼装，大幅增强了防屈曲支撑构配件的通用性。防屈曲支撑的连接端头为制式固定连接，同时可以降低支撑节点的复杂程度。
19.3.本实用新型的全装配式防屈曲支撑耗能段所用的套筒，可以选择采用分段施加预应力方式，大幅提高了外约束筒的刚度，提高了材料利用率，更加节约材料同时施工较为简单便捷。同时也可以采用传统的钢结构或灌浆混凝土套筒的方式，同样可以实现预制装配化。
20.4.本实用新型的全装配式防屈曲支撑通过合理的设置耗能段的组装，通过限位装置能够实现不同耗能段在不同内力条件下屈服，可以实现不同段支撑设置不同屈服次序，从而实现双屈服点和多屈服点的屈曲约束支撑。
21.5.本实用新型的全装配式防屈曲支撑的疲劳性能优异，滞回曲线饱满。支撑本身耐候性好，在高温和低温条件下工作性能稳定，在易腐蚀环境中易于维护保养。
22.6.本实用新型的全装配式防屈曲支撑应用空间广泛，可以用于框架结构层间、大跨结构支座附近、加固建筑、伸臂桁架处等。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
24.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
25.图1为本实用新型提供的可调节长度防屈曲支撑整体组装示意图；
26.图2为本实用新型提供的防屈曲耗能段的结构示意图；
27.图3
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5依次为图2中a
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a、b
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b和c
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c的截面示意图；
28.图6为本实用新型提供的防屈曲节点段的结构示意图；
29.图7为本实用新型提供的防屈曲节点段连接副的结构示意图；
30.图8
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9依次为本实用新型提供的灌浆料填充套筒和钢结构套筒的结构示意图。
31.图中：
32.1防屈曲耗能段
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2耗能段套筒连接副
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3耗能段芯材连接副
33.4防屈曲节点段
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5防屈曲节点段连接副
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6耗能芯材
34.11外约束筒
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12外约束环板
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13预应力钢绞线
35.14预应力钢绞线锚头
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15第一套筒连接肢
36.41非耗能连接节点
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42节点封头板
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43芯材连接头
37.44第二套筒连接肢
具体实施方式
38.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.实施例1
40.如图1所示，所述全装配式防屈曲支撑包括多个防屈曲耗能段1、耗能段套筒连接副2、耗能段芯材连接副3、防屈曲节点段4、防屈曲节点段连接副5和多个耗能芯材6，所述防屈曲耗能段1套设于所述耗能芯材6的外周，相邻防屈曲耗能段1通过耗能段套筒连接副2相连，相邻耗能芯材6通过耗能段芯材连接副3相连，所述防屈曲节点段4通过防屈曲节点段连接副5连接于防屈曲耗能段1的端部。
41.本实施例提供的新型全装配式防屈曲支撑可以实现装配式生产，支撑的构配件均为预制生产，可以提前加工，大幅缩短了常规屈曲约束支撑从下单到生产完成的时间；防屈曲支撑的屈服力和长度可以实现组合拼装，大幅增强了防屈曲支撑构配件的通用性；通过预应力方式，大幅提高了外约束筒的刚度，提高了材料利用率，更加节约材料；通过组合拼装，可以实现不同段支撑设置不同屈服次序，从而实现双屈服点和多屈服点的屈曲约束支撑；该型防屈曲支撑的疲劳性能优异，滞回曲线饱满，可以通过设置具有抗疲劳性能金属的塑性变形消耗地震能量，可以应用于结构减隔震技术领域。具体而言：
42.本实施例合理地设置防屈曲支撑的耗能段和非耗能节点段，通过可组装设计实现了耗能段之间、耗能段和非耗能节点段之间的后装连接。整体实现了防屈曲支撑的整体可装配式，也实现了支撑长度的可拼装，使得任意长度支撑成为可能。
43.本实施例合理地设计防屈曲支撑耗能段构造，实现耗能芯材的可组装性，方便进行不同屈服点芯材的替换，从而实现不同屈服力防屈曲支撑的装配性。
44.本实施例中，防屈曲支撑耗能段的芯材金属可以为疲劳性能优异的耗能钢材，防屈曲支撑非耗能节点段的金属为可以高强度钢材，钢材厚度、材质、弯曲半径以及焊接方式满足适配要求。
45.实施例2
46.如图2
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5所示，所述防屈曲耗能段1包括外约束筒11、外约束环板12、预应力钢绞线13、预应力钢绞线锚头14和第一套筒连接肢15，所述外约束筒11包括同轴套设的内筒体和外筒体，所述内筒体套设在所述耗能芯材6外周，所述外约束环板12为多个且同轴地套设在内筒体外周，多个外约束环板12间隔设置，所述预应力钢绞线13为多个且每个沿外约束筒11轴向呈v形穿过多个外约束环板12，多个预应力钢绞线13沿外约束筒11的轴向等间距分布，所述预应力钢绞线13通过预应力钢绞线锚头14连接防屈曲耗能段1端部的外约束环板12，所述第一套筒连接肢15连接防屈曲耗能段1端部的外约束环板12的外部以连接相邻防屈曲耗能段1。
47.本实施例合理的设置防屈曲支撑的环板和钢绞线形式，通过在钢绞线中施加预应力，实现了在有限空间中较大刚度的外套筒。能够实现防屈曲支撑轻型化，提高材料利用效率，减小防屈曲支撑重量。合理的设置防屈曲支撑耗能段的组装，通过限位装置能够实现不同耗能段在不同内力条件下屈服，从而实现多屈服点支撑和支撑刚度二次强化。
48.实施例3
49.如图7所示，所述耗能段套筒连接副2通过锚固件与所述第一套筒连接肢15相连，该锚固件例如为预应力钢绞线锚头。
50.实施例4
51.如图6所示，所述防屈曲节点段4包括非耗能连接节点41、节点封头板42、芯材连接头43和第二套筒连接肢44，所述芯材连接头43、节点封头板42和非耗能连接节点41依次相连，所述芯材连接头43用于固定耗能芯材6的端部，所述第二套筒连接肢44连接于所述节点封头板42的芯材连接头43一侧以通过防屈曲节点段连接副5连接于防屈曲耗能段1的端部。通过上述防屈曲节点段可以连接耗能芯材6和防屈曲节点段连接副5，提高固定的稳定性。
52.实施例5
53.防屈曲支撑耗能段中，外套筒采用钢绞线相对效率较高，但套筒做法也不限于此，如图8
‑
9所示，所述防屈曲耗能段1为灌浆料填充套筒或钢结构套筒。
54.实施例6
55.本实施例对全装配式防屈曲支撑的生产组装进行描述。
56.如图2所示，无损加工出耗能芯材6、外约束筒11、约束环板12、预应力钢绞线13、预应力钢绞线锚头14和第一套筒连接肢15(中段)等部件，进行防屈曲耗能段1组装。在图3所示的实例中，无损加工出非耗能连接节点41、节点封头板42、芯材连接头43和第二套筒连接肢44(边段)等部件，进行非耗能节点段组装。最后，根据工程需要和深化设计，按照图1所示
的实例，进行防屈曲支撑整体组装，并完成各个节点的连接。
57.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。