大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置及其安装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑结构抗震技术领域，尤其是涉及一种大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置以及其安装方法。
【背景技术】
[0002]屈曲约束支撑是一种高承载力的轴向拉压构件和高效的耗能减震装置，目前已越来越多地应用于建筑结构的抗震及减震设计当中。屈曲约束支撑一般包括支撑内芯和外部约束构件，根据其在结构中的不同功能，屈曲约束支撑可分为承载型和耗能型。承载型屈曲约束支撑一般只在弹性阶段工作而不屈服，作为弹性二力杆为结构提供足够的刚度或传递结构内力，而耗能型屈曲约束支撑则可在弹塑性范围工作，在中、大震下通过拉压屈服耗散地震能量。随着多高层和超高层建筑的日益增多，对屈曲约束支撑的刚度和承载力的要求也越来越高，使支撑的轴力需求明显增大，同时受到建筑外观尺寸的限制，导致传统的一字形、十字形甚至工字型内芯截面已较难满足此大轴力要求，往往需要采用箱型截面作为屈曲约束支撑的内芯。此时，箱型截面屈曲约束支撑与结构的节点连接设计显得尤为重要，必须使该节点始终保持弹性以把支撑的轴力传递给相邻结构构件，同时保证支撑的正常工作。显然，上述节点失效对多高层建筑大震安全性的不利影响将十分显著。
[0003]单节点板与箱型支撑端部开槽通过焊接连接(参见图1-图4)和节点箱型与支撑对接(参见图5-图8)分别是两种实际工程中常用的箱型截面普通支撑连接节点的构造;普通支撑受稳定控制，因而普通支撑的承载力要远远小于屈服力，对应的节点刚度以及承载能力也较低，构造措施也不太严格。但是屈曲约束支撑不由稳定控制且会出现应变强化现象，导致其与结构连接节点所受轴力要远大于普通支撑节点。因此，若仍采用上述常用节点构造与箱型截面的屈曲约束支撑进行连接，将存在以下问题:
[0004](I)节点板的平面外稳定问题
[0005]参见图1-图4所示，屈曲约束支撑101的一端的单节点板102与箱型支撑端部103开槽通过焊接连接，箱型支撑端部103与结构构件104通过焊接连接，其中，结构构件104例如可以为梁、柱等建筑的支撑结构；当发生地震时，屈曲约束支撑101及其节点必须在大震下保持稳定。然而，单板插入式连接节点构造的平面外稳定性较差，在大轴力情况下，即使通过增大节点板厚度也较难满足节点板的平面外稳定性要求。虽然普通箱型支撑节点板的平面外稳定性较好，但是在大轴力情况下节点板依然难以避免出现屈服现象，导致节点板的平面外稳定可靠性降低。
[000?] (2)节点连接的承载力问题
[0007]参见图5-图8所示，屈曲约束支撑101的一端与箱型支撑端部103通过节点箱型焊接，箱型支撑端部103与结构构件104通过焊接连接;对于采用箱型截面内芯的耗能型屈曲约束支撑，其屈服后会出现应变强化现象，使得支撑节点所受轴力大幅提升为支撑屈服轴力的1.5-2倍。此时若仍采用与普通支撑相连的常规节点板构造，则容易导致箱型支撑节点连接焊缝在地震中出现屈服而提前发生强度失效，难以维持屈曲约束支撑在大震下的正常工作性能。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置及其安装方法，以提高处于大轴力情况下屈曲约束支撑与结构连接所出现的节点连接承载力低及节点板平面外稳定性差等问题。
[0009]本发明提供了一种大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置，包括屈曲约束支撑单元;所述屈曲约束支撑单元包括内管、外管和两个第一加强肋；
[0010]所述外管外套在所述内管上，且所述内管的两端分别对应伸出所述外管的两端；
[0011]所述外管与所述内管之间设置有填充层，且所述外管与所述内管固定连接；
[0012]所述内管的两端分别固设有所述两个第一加强肋，每个所述第一加强肋分别位于所述内管的内部，且每个所述第一加强肋沿所述内管的轴向延伸并延伸至所述外管的内部。
[0013]进一步地，所述内管包括内管管体和多个节点板;所述多个节点板均位于所述外管的两端的外侧；
[0014]所述节点板包括第一节点板和第二节点板；
[0015]多个所述第一节点板和多个所述第二节点板能够沿所述内管管体的周向围接形成封闭的环形，且所述第一节点板和所述第二节点板间隔设置；
[0016]沿所述内管管体的轴向，多个所述第一节点板分别与所述内管管体的两端固定连接，多个所述第二节点板能够分别与所述内管管体的两端固定连接；
[0017]多个所述第一节点板分别与所述第一加强肋固定连接，多个所述第二节点板能够分别与所述第一加强肋固定连接；
[0018]所述内管管体与所述第一加强肋固定连接。
[0019]进一步地，所述大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置还包括支撑连接单元;所述屈曲约束支撑单元的所述内管的两端能够分别与两个所述支撑连接单元固定连接；
[0020]所述支撑连接单元用于连接所述屈曲约束支撑单元与结构构件。
[0021 ]进一步地，所述支撑连接单元包括两个相互平行的第一连接板，还包括两个相互平行的连接加劲板;其中，两个所述连接加劲板固设在两个所述第一连接板之间，且所述第一连接板的板面垂直于所述连接加劲板的板面；
[0022]两个所述第一连接板的板边和两个所述连接加劲板的板边形成环形板边;所述环形板边与所述内管相应的端面配合固定连接。
[0023]进一步地，两个所述第一连接板和两个所述连接加劲板采用的材料的强度分别高于所述内管采用的材料的强度。
[0024]进一步地，所述支撑连接单元还包括第二加强肋，所述第二加强肋沿垂直于所述环形板边的方向延伸；
[0025]所述第二加强肋固设在两个所述第一连接板之间，且两个所述第一连接板和/或两个所述连接加劲板与所述第二加强肋固定连接；
[0026]所述第二加强肋与所述第一加强肋能够固定连接。
[0027]进一步地，所述环形板边为矩形;所述第二加强肋与所述第一加强肋均为十字形加强肋；
[0028]所述内管、所述外管和所述两个第一加强肋的材料均为钢材;两个所述第一连接板和两个所述连接加劲板的材质均为钢板；
[0029]所述两个第一加强肋焊接在所述内管内部;所述连接加劲板焊接在所述第一连接板上。
[0030]本发明还提供了一种大轴力屈曲约束支撑及连接节点装置的安装方法，所述安装方法包括:
[0031]步骤100、加工制作所述屈曲约束支撑单元和所述支撑连接单元，运输至施工现场；
[0032]步骤200、在施工现场的结构构件上确定对应于固定两个所述支撑连接单元的安装位置，固定安装两个所述支撑连接单元；
[0033]步骤300、所述屈曲约束支撑单元吊装就位；
[0034]步骤400、所述内管的两端分别与两个所述支撑连接单元固定连接。
[0035]进一步地，所述步骤400中，所述支撑连接单元和所述内管采用的材质均为钢材；所述内管为矩形管，所述内管的两端的端面分别焊接在两个所述支撑连接单元的相应端面上，形成两条环形焊缝；
[0036]其中，两个所述支撑连接单元采用的材料的强度分别高于所述内管采用的材料的强度。
[0037]进一步地，所述支撑连接单元和所述内管采用的材质均为钢材;所述内管为矩形管；
[0038]所述内管包括内管管体和与所述内管管体两端连接的多个节点板;所述多个节点板均位于所述外管的两端的外侧;所述节点板包括第一节点板和第二节点板；
[0039]两个所述第一节点板和两个所述第二节点板能够沿所述内管管体的周向围接形成与所述内管相应的矩形管，且所述第一节点板和所述第二节点板间隔设置；
[0040]沿所述内管管体的轴向，两个所述第一节点板分别与所述内管管体的两端固定连接;所述第一节点板和所述内管管体分别与所述第一加强肋固定连接；
[0041]所述支撑连接单元包括两个相互平行的第一连接板，还包括两个相互平行的连接加劲板;其中，两个所述连接加劲板固设在两个所述第一连接板之间，且所述第一连接板的板面垂直于所述连接加劲板的板面;两个所述第一连接板的板边和两个所述连接加劲板的板边形成环形板边;所述环形板边与所述内管相应的端面配合固定连接；
[0042]所述支撑连接单元还包括第二加强肋，所述