一种易修复耗能支撑结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种易修复耗能支撑结构。所述易修复耗能支撑结构包括竖向布置的第一元件和第二元件；所述第一元件的底端和第二元件的顶端之间具有间隙，且在第一元件的底部外壁面上和第二元件的顶部外壁面上固定有相应的固定板；所述第一元件和第二元件通过卡固在相应固定板上的耗能元件固定相连；每个耗能元件上开有多个横向设置的条形孔，相邻两个耗能元件之间通过紧固件固定相连而使固定板和耗能元件共同承受轴向力；所述第一元件底端和第二元件顶端之间的距离不小于单个条形孔的槽宽。本发明极大地提高了框架的抗震耗能能力，且在震后只需跟换耗能元件即可修复。
【专利说明】
一种易修复耗能支撑结构
技术领域
[0001]本发明涉及一种梁柱节点，尤其涉及一种易修复耗能支撑结构，属于建筑结构领域。
【背景技术】
[0002]钢框架结构是结构建筑中一种非常常用的结构形式。为提高框架结构的承载能力和侧向刚度，增大结构建造高度，避免过多地加大梁柱截面及相应的用钢量，以框架结构为基础，沿结构高度布置一定数量的支撑所形成的框架-支撑结构是一种经济有效的常用抗侧力结构体系。然而普通的支撑(普通支撑的截面形式包括单槽钢、单角钢、双角钢、双槽钢、H形钢，箱型截面钢，钢管)虽然能有效提高框架抗侧刚度，但普通支撑一般在弹性阶段便发生屈曲，而支撑一旦发生屈曲，支撑的承载力将大幅下降，不能充分利用材料屈服后的变形能力，耗能能力差，不利于结构的抗震耗能设计。
【发明内容】
[0003]本发明旨在提供一种易修复耗能支撑结构，该支撑结构能极大地提高框架的抗震耗能能力，而且支撑发生破坏的部位明确，在震后只需跟换耗能元件即可达到修复的目的。
[0004]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
一种易修复耗能支撑结构，包括竖向布置的第一元件和第二元件;其结构特点是，所述第一元件的底端和第二元件的顶端之间具有间隙，且在第一元件的底部外壁面上和第二元件的顶部外壁面上固定有相应的固定板;所述第一元件和第二元件通过卡固在相应固定板上的耗能元件固定相连;每个耗能元件上开有多个横向设置的条形孔，相邻两个耗能元件之间通过紧固件固定相连而使固定板和耗能元件共同承受轴向力;所述第一元件底端和第二元件顶端之间的距离不小于单个条形孔的槽宽。
[0005]由此，第一元件和第二元件受到轴向压力作用时发生变形时，耗能元件起到耗能的作用。这种支撑的优点是不但有较好的耗能能力防止其发生脆性破坏，而且能够避免框架结构发生较大的破坏，在地震后只需拆掉螺栓更换开条形孔耗能元件即可达到修复节点的目的。
[0006]根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案:
由此，所述耗能元件分为上中下三段，上段和下段均为固定端，中间段为开有所述的条形孔的耗能段。
[0007]优选地，所述第一元件和第二元件均为方钢管，相应方管的每个侧壁上焊接固定有一块作为固定板的钢板，所述耗能元件有四个，每个耗能元件与相应方钢管上同一侧面的两块钢板卡固在一起，然后通过紧固件将相邻两个耗能元件固定在一起，而使第一元件、第二元件、各相应钢板、各耗能元件固定连接为一个整体。更优选地，所述钢板上开有多个焊孔。优选开孔钢板沿着钢管长度方向的两个侧边与方钢管通过角焊缝连接，钢板上的圆孔均匀布置并与方钢管塞焊。开孔钢板在垂直于钢管长度方向的两个侧边不能施焊，以保证耗能元件能更好的与方钢管协同作用。
[0008]优选地，所述耗能元件包括腹板和两块翼板，所述腹板和两块翼板为一体化结构。
[0009]为了便于四个耗能元件之间通过高强螺栓固定，所述腹板与翼板之间的夹角为135。。
[0010]有了方便卡固固定板，每个耗能元件的内壁面上具有向内延伸且用于卡固固定板的限位台，横向布置的该限位台向内延伸的高度与固定板的厚度相当。这样可使耗能元件在安装时易于卡住位置，并使耗能元件与方钢管共同承受轴力。优选地，每个耗能元件上的限位台有4个，上部的两个限位台用于卡固第一元件上的固定板，下部的两个限位台用于卡固第二元件上的固定板，且中间两个限位台之间开有槽孔。优选地，槽孔的缝宽同方钢管拼接处的间隙一致。
[0011]为了产生协同耗能效果，所述固定板的左右侧边与相应的第一元件和第二元件之间固定相连，该固定板的上下侧边与相应的第一元件和第二元件之间具有可滑移间隙。由此，固定板在垂直于第一元件或第二元件长度方向的两个侧边不固定(不施焊)，以保证耗能元件能更好的与方钢管协同作用。
[0012]所述第一元件底端和第二元件顶端之间的距离大于单个条形孔的槽宽。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1、支撑有良好的延性，耗能能力强；
2、支撑发生破坏的部位明确，不会使支撑主体及两端节点发生破坏；
3、支撑破坏后修复容易，只需更换耗能元件即可达到修复目的。
【附图说明】
[0014]图1是本发明一种实施例中方钢管的样图；
图2是图1的前视图；
图3是本发明所述耗能元件的结构示意图；
图4是图3的后视图；
图5是图4的前视图；
图6是图5的左视图；
图7是图5的俯视图；
图8是本发明一个实施例的装配示意图；
图9是图8的俯视图；
图10是本发明一个实施例的结构原理图。
[0015]在图中
I，2_方管;3，4_开孔钢板;5-耗能元件；6-螺栓孔;7-焊孔；8-条形孔;9-螺栓；10-限位台；11-翼板；12-腹板。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图1-图10对本发明一种带开条形孔耗能元件的易修复支撑结构做进一步详细说明。
[0017]一种狭带开条形孔耗能元件的易修复支撑结构，如图如8和10所示，由两段方钢管I，2组成，两根方钢管I，2连接节点处有一定的间隔，在拼接节点处方钢管的四个面上均焊有开孔钢板3，4，开条形孔耗能元件5通过方钢管I，2上的开孔钢板3，4卡住位置，再通过高强螺栓6固定，耗能元件5分三段，两端为高强螺栓6固定段，中间为开条形孔8的耗能段。
[0018]所述支撑的两根方钢管I，2连接节点处要有一定的间隔，间隔距离不得小于耗能元件5条形孔的宽度，以保证耗能元件5能够在支撑受到轴向压力作用时发生变形从而达到耗能的作用。
[0019]如图2所示，所述支撑的方钢管I，2在拼接节点处方钢管的四个面上均焊有开孔钢板3，4，开孔钢板3，4沿着钢管长度方向的两个侧边与方钢管通过角焊缝连接，钢板上的圆孔均匀布置并与方钢管塞焊。
[0020]所述支撑结构需四个开条形孔耗能元件5，耗能元件一共分为三段，如图3-7所示，两端为高强螺栓6固定段，中间为开条形孔耗能段，并且在耗能元件的最下段和中间段之间有一条贯穿耗能元件腹部的长缝，缝宽同方钢管拼接处间距，耗能元件底部有四条长方形突出，厚度同开孔钢板3，4。
[0021]如图2和图5所示，所述支撑下部方钢管2上焊接开孔钢板4沿钢管长度方向的长度要和开孔耗能元件5下端突出的两个限位台10之间的间距a相同，上部方钢管I上焊接开孔钢板3沿钢管长度方向的长度要和开孔耗能元件5上端突出的两个限位台10之间的间距b相同，这样可使耗能元件在安装时易于卡住位置，并使耗能元件与方钢管I，2共同承受轴力，限位台10的宽度均为e，长度为c;所述钢板的宽度为C，下部方钢管的长度分别为a，上部方钢管的长度为b。
[0022]所述开孔钢板3，4在垂直于钢管长度方向的两个侧边不能施焊，以保证耗能元件5能更好的与方钢管协同作用。
[0023]如图7所示，所述开条形孔耗能元件两侧伸出翼缘11与腹板12之间成135°角，以便于四个耗能元件之间的高强螺栓6固定。
[0024]如图8-10所示，支撑方钢管的四个面分别安装一块带条形孔耗能元件，耗能元件翼缘之间紧贴，通过高强螺栓固定。
[0025]由此，本发明的支撑结构有良好的延性，耗能能力强，且发生破坏的部位明确，不会使支撑主体及两端节点发生破坏，而且支撑破坏后修复容易，只需更换耗能元件即可达到修复目的。
[0026]上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。
【主权项】
1.一种易修复耗能支撑结构，包括竖向布置的第一元件和第二元件;其特征在于，所述第一元件的底端和第二元件的顶端之间具有间隙，且在第一元件的底部外壁面上和第二元件的顶部外壁面上固定有相应的固定板;所述第一元件和第二元件通过卡固在相应固定板上的耗能元件(5)固定相连;每个耗能元件(5)上开有多个横向设置的条形孔(8)，相邻两个耗能元件(5)之间通过紧固件固定相连而使固定板和耗能元件(5)共同承受轴向力;所述第一元件底端和第二元件顶端之间的距离不小于单个条形孔(8)的槽宽。2.根据权利要求1所述的易修复耗能支撑结构，其特征在于，所述耗能元件(5)分为上中下三段，上段和下段均为固定端，中间段为开有所述的条形孔(8)的耗能段。3.根据权利要求1或2所述的易修复耗能支撑结构，其特征在于，所述第一元件和第二元件均为方钢管(I，2)，相应方管的每个侧壁上焊接固定有一块作为固定板的钢板(3，4)，所述耗能元件(5)有四个，每个耗能元件与相应方钢管上同一侧面的两块钢板卡固在一起，然后通过紧固件将相邻两个耗能元件(5)固定在一起，而使第一元件、第二元件、各相应钢板、各耗能元件(5 )固定连接为一个整体。4.根据权利要求3所述的易修复耗能支撑结构，其特征在于，所述钢板上开有多个焊孔(7)。5.根据权利要求1或2所述的易修复耗能支撑结构，其特征在于，所述耗能元件(5)包括腹板(12)和两块翼板(11)，所述腹板(12)和两块翼板(11)为一体化结构。6.根据权利要求5所述的易修复耗能支撑结构，其特征在于，所述腹板(12)与翼板(11)之间的夹角为135°。7.根据权利要求1或2所述的易修复耗能支撑结构，其特征在于，每个耗能元件(5)的内壁面上具有向内延伸且用于卡固固定板的限位台(10)，横向布置的该限位台(10)向内延伸的高度与固定板的厚度相当。8.根据权利要求7所述的易修复耗能支撑结构，其特征在于，每个耗能元件(5)上的限位台有4个，上部的两个限位台用于卡固第一元件上的固定板，下部的两个限位台用于卡固第二元件上的固定板，且中间两个限位台之间开有槽孔。9.根据权利要求1或2所述的易修复耗能支撑结构，其特征在于，所述固定板的左右侧边与相应的第一元件和第二元件之间固定相连，该固定板的上下侧边与相应的第一元件和第二元件之间具有可滑移间隙。10.根据权利要求1或2所述的易修复耗能支撑结构，其特征在于，所述第一元件底端和第二元件顶端之间的距离大于单个条形孔(8)的槽宽。
【文档编号】E04B1/98GK105908854SQ201610228924
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】徐增武, 朱凯, 彭超
【申请人】长沙有色冶金设计研究院有限公司