一种屈曲约束支撑构件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种屈曲约束支撑构件，其包括核心受力部件和套筒约束部件,所述套筒约束部件套设在核心受力部件上，所述核心受力部件至少包括屈服段以及分别设置在屈服段两侧的连接段，所述核心受力部件连接段上设置有加劲肋，所述核心受力部件的一端与套筒约束部件焊接为一体，所述套筒约束部件与核心受力部件连接端上设有与销轴配合连接的销轴连接装置。本发明一端通过螺栓或者焊接，另一端采用销轴连接，可以保证支撑的受力方式以轴向受力为主，减小节点连接区域弯矩，保证节点区域的稳定性，并且大大降低了制造成本和提高了强度。销轴连接装置与套筒之间的调节空间可以用于排除结构施工造成的误差，保证支撑构件安装的精度。
【专利说明】
-种屈曲约束支撑构件
技术领域
[0001] 本发明设及建筑领域，具体设及一种用于减震消能的屈曲约束支撑构件。
【背景技术】
[0002] 屈曲约束支撑又称无粘结支撑，是一种性能优越的新型抗震耗能构件，一种在受 拉和受压情况下都能达到屈服的耗能支撑构件，改善了传统支撑在受压时发生屈曲的缺 点，提高了结构的抗震性能。
[0003] 屈曲约束支撑(简称BRB)最早在20世纪70至90年代在日本开始发展并逐步发展成 熟，后来在日本、美国W及我国台湾地区推广并普遍采用。1971年，Yoshino等对内藏钢板剪 力墙进行了滞回试验研究，钢板为X形交叉布置的一字板，试件分两组。在相同的加载水平 下，在钢板与混凝上之间留15mm间隙的一组比无间隙的一组表现出更好的延性，具有更饱 满的滞回曲线。1973年，WakabayasM等对夹在两面预制钢筋混凝±板之间的钢板支撑进行 了一系列的试验研究，其中单向加载试验检验了混凝±板的刚度和强度要求，拔出试验比 较了不同的无粘结材料的性能，而组件试验则考察了结构的滞回耗能性能。1988年 化jimoto等对约束单元为矩形钢管内填砂浆的BRB进行了理论和试验研究，在保持内核单 元截面尺寸不变的条件下通过改变约束单元的外径和壁厚来模拟不同的约束条件，考察支 撑的受力性能，得到了钢套管的刚度和强度设计准则。进入90年代后在日本开始大量普及， 特别是神户地震后，日本的大量新建工程和加固工程中采用屈曲约束支撑。
[0004] 美国在经历了 1994年北岭地震后，上个世纪90年代末防屈曲耗能支撑及其结构体 系的研究和应用在美国开始得到重视。
[000引2000后许多学者对BRB的疲劳性能及BRB的抗震性能展开了研究。2002年， Yamaguchi等对设置普通支撑和防屈曲耗能支撑的钢框架进行了足尺寸的振动台试验对 比，考察支撑和框架的共同作用。
[0006] 我国内陆对屈曲约束支撑的研究比较晚，2000年后开始研究，主要是沿用美国和 日本的构造形式。主要研究机构有清华大学，同济大学，西安建筑科技大学等。
[0007] 屈曲约束支撑拉压性能相当，滞回曲线饱满稳定，其不但可作为结构构件，屈服后 也是一种性能优良的阻尼器，可大量耗散地震输入能量，并将结构的损伤集中于屈曲约束 支撑自身，保护了主体结构，降低了结构地震响应。目前国内外的屈曲约束支撑构造形式大 体上可分为两类：（1)纯钢型屈曲约束支撑；（2) W钢管混凝±为约束单元的屈曲约束支撑。 现有的技术一般用在新建结构中较多，在应用过程中的最大困难是安装过程中的误差调 节，经常因为产品的长度与现场尺寸的不匹配造成安装时大量的整改工作。
【发明内容】
[000引本发明为了解决上述问题，从而提供一种屈曲约束支撑构件。
[0009] 为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
[0010] -种屈曲约束支撑构件，所述屈曲约束支撑构件包括核屯、受力部件和套筒约束部 件，所述套筒约束部件套设在核屯、受力部件上，所述核屯、受力部件至少包括屈服段W及分 别设置在屈服段两侧的连接段，所述核屯、受力部件为横截面呈"一"字形或"十"字形的钢制 受力部件，所述核屯、受力部件连接段上设置有加劲肋，所述核屯、受力部件的一端与套筒约 束部件焊接为一体，所述套筒约束部件与核屯、受力部件连接端上设有与销轴配合连接的销 轴连接装置。
[0011] 在本发明的一个优选实施例中，所述销轴连接装置包括一截面为圆形或方形的壳 体，壳体内设有圆形或方形槽，所述套筒约束部件一端可安插进圆形或方形槽内，所述壳体 底端设有两个相平行的连接板，运两个连接板与壳体底端形成一节点板插槽，每个连接板 上设有一相对应的销轴孔。
[0012] 在本发明的一个优选实施例中，所述套筒约束部件截面为圆形，所述套筒约束部 件一端设置有螺纹，所述壳体内设有与螺纹对应配合的连接螺纹，套筒约束部件通过螺纹 与销轴连接装置连接。
[0013] 在本发明的一个优选实施例中，所述套筒约束部件一端通过焊接固定在壳体内的 圆形或方形槽内。
[0014] 在本发明的一个优选实施例中，套筒约束部件一端与圆形或方形槽底部之间形成 一调节空间。
[0015] 在本发明的一个优选实施例中，所述连接段的截面为字形或"工"字形或"圭" 形。
[0016] 在本发明的一个优选实施例中，所述屈服段的截面为"一"字或"十"形。
[0017] 在本发明的一个优选实施例中，所述核屯、受力部件采用型号为Q345或Q235或Q195 或LY225或LY160或LYlOO强度级别的材料制成，所述核屯、受力部件外表面上设置有一层厚 度为2mm的隔离材料。
[0018] 在本发明的一个优选实施例中，所述套筒约束部件上不设置销轴连接装置的端口 上设有端部封板。
[0019] 在本发明的一个优选实施例中，所述加劲肋的端部设有切角，所述切角上设有为 核屯、受力部件提供压缩变形空间的可压缩性材料。
[0020] 本发明的有益效果是：
[0021] 本发明一端通过螺栓或者焊接，另一端采用销轴连接，可W保证支撑的受力方式 W轴向受力为主，减小节点连接区域弯矩，保证节点区域的稳定性，并且大大降低了制造成 本和提高了强度。
【附图说明】
[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 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本 发明的一些实施例，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W 根据运些附图获得其他的附图。
[0023] 图1为本发明的主视图；
[0024] 图2为本发明的俯视图；
[0025] 图3为套筒约束部件的截面为圆形时图1的1-1方向分剖视图；
[0026] 图4为套筒约束部件的截面为矩形时图I的1-1方向分剖视图；
[0027] 图5为套筒约束部件的截面为圆形时图1的2-2方向分剖视图；
[0028] 图6为套筒约束部件的截面为矩形时图1的2-2方向分剖视图；
[0029] 图7为套筒约束部件的截面为圆形时图1的3-3方向分剖视图；
[0030] 图8为套筒约束部件的截面为矩形时图1的3-3方向分剖视图；
[0031 ]图9为销轴连接装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本发明。
[0033] 参见图1和图2,本发明提供的屈曲约束支撑构件，其包括核屯、受力部件100和套筒 约束部件200,套筒约束部件200套设在核屯、受力部件100上。
[0034] 套筒约束部件200内部设有高强砂浆，核屯、受力部件100上设有隔离材料和可压缩 材料。
[0035] 核屯、受力部件100,其截面具体为圆形或者矩形，其具体采用型号为Q345或Q235或 9195或1^￥225或1^￥160或1^￥100强度级别的材料制成，其至少包括屈服段110^及分别设置在 屈服段两侧的连接段120。
[0036] 在核屯、受力部件100外表面上设置有一层厚度为2mm的隔离材料，该隔离材料用于 将核屯、受力部件100与套筒约束部件200分隔开，防止核屯、受力部件100与套筒约束部件200 内的浆料粘接为一体。
[0037] 在屈服段110两端的连接段120上分别设有加劲肋300,加劲肋300的强度大于连接 段120的强度，加劲肋300用于进一步增强核屯、受力部件100的强度。
[0038] 对于加劲肋300的个数具体可根据实际需求而定，当设置一个加劲肋300时，连接 段的截面为字形，当设置两个加劲肋300时，连接段的截面为"工"字形，当设置四个加 劲肋300时，连接段的截面为"圭"形。
[0039] 在加劲肋300端部设有切角310,切角310上设有为核屯、受力部件100提供压缩变形 空间的可压缩性材料311。
[0040] 参见图3和图4，本申请具体在连接段上设置一个加劲肋300。
[0041 ]参见图5和图6，由于加劲肋300不需要设置在屈服段110，屈服段110截面为"一"字 形，运样可节约材料，又不影响核屯、受力部件100的强度。
[0042] 另外，用于核屯、受力部件100与套筒约束部件200之间通过灌浆固定，运样大大提 高了制造成本。
[0043] 本申请还提供一个优选方案，当核屯、受力部件100的截面为矩形时，在套筒约束部 件200内设置有加强支撑件，加强支撑件具体沿套筒约束部件200延伸方向设置，并在套筒 约束部件200内形成对应于核屯、受力部件的"工"字形安置槽；
[0044] 加强支撑件，其横截面为形的钢结构，其具体为的个数具体为2个，对称设置在 套筒约束部件200内，两个套筒约束部件200之间形成核屯、受力部件的"工"字形安置槽，核 屯、受力部件100刚好位于两侧的加强支撑件之间，加强支撑件可对核屯、受力部件100进行固 定。
[0045] 由于套筒约束部件200内采用加强支撑件对核屯、受力部件100进行固定，运样，套 筒约束部件200与核屯、受力部件100之间就不需要灌浆，从而大大减轻了屈伸约束支撑构件 的重量和省去了很多养护工序。
[0046] 再者，为了进一步提高核屯、受力部件100和套筒约束部件200的强度，可在套筒约 束部件200与连接段120配合连接段上设有槽口，加劲肋300可对应安插进槽口内，运样套筒 约束部件200与核屯、受力部件100之间采用插接，使得整个构件全部可由钢材料制成，大大 提高了核屯、受力部件100和套筒约束部件200的强度。
[0047] 另外，为了便于套筒约束部件200与核屯、受力部件100之间插接，在加强支撑件上 也设有与加劲肋300相对应的安插槽口，运样加劲肋300可依次穿过套筒约束部件200的槽 口 W及加强支撑件上的安插槽口，从而实现插接。
[004引参见图1，在核屯、受力部件100-端可设置若干个螺孔140,核屯、受力部件100通过 螺孔140与其他部件固定连接。
[0049] 套筒约束部件200，其截面具体为圆形或者矩形，在其另一端设有销轴连接装置 400。
[0050] 并且，在套筒约束部件200设置销轴连接装置400的一端与核屯、受力部件100焊接 为一体。
[0051] 参见图1、图7、图8和图9,销轴连接装置400,其是便于套筒约束部件200与销轴之 间的可拆卸连接，从而便于安装和维修。
[0052] 销轴连接装置400,其包括一截面为圆形或方形的壳体410,套筒约束部件200-端 可安插进壳体410的圆形或方形槽411内。
[0053] 另外，为了减少由于施工精度造成的误差，避免支撑的安装不上的情况，套筒约束 部件200端部与壳体410的圆形或方形槽411底部不接触，圆形或方形槽411的深度会大于套 筒约束部件200安装端的长度，套筒约束部件200安插进圆形或方形槽411内后，圆形或方形 槽411底部与套筒约束部件200端部之间形成一可调节空间420。
[0054] 当套筒约束部件200截面为圆形时，壳体410内为圆形槽，可通过在套筒约束部件 200外表面设置连接螺纹，在圆形槽内设有配合螺纹，由于圆形槽与底部与套筒约束部件 200端部之间形成一可调节空间420,套筒约束部件200通过螺纹配合可在圆形槽内自由伸 缩。
[0055] 当套筒约束部件200截面为方形时，壳体410内为方形槽，套筒约束部件200通过焊 接的方式固定在方形槽内。
[0056] 对于套筒约束部件200与壳体410的焊接方式，可先将销轴连接装置400与销轴连 接固定后，再将套筒约束部件200与壳体410焊接固定，也可先将套筒约束部件200与壳体 410固定为一体后，再将销轴连接装置400与销轴连接固定。
[0057] 在壳体410底端设有两个相平行的连接板420,运两个连接板420与壳体410底端形 成一节点板插槽421，节点板插槽421用于支撑连接节点板插入。
[005引另外，在每个连接板420上设有一相对应的销轴孔430,销轴孔430便于销轴穿过。
[0059] 套筒约束部件200与销轴连接装置400之间具体可采用焊接固定或者通过螺纹活 动连接。
[0060] 当套筒约束部件200与销轴连接装置400之间采用焊接固定时，只需将套筒约束部 件200端部安插进圆形或方形槽411内，再进行焊接即可。
[0061] 当套筒约束部件200与销轴连接装置400之间采用螺纹活动连接时，在套筒约束部 件200端部设有螺纹，在壳体410的圆形或方形槽411内设有与螺纹对应配合的连接螺纹，套 筒约束部件200通过螺纹与销轴连接装置400活动连接，运样既便于安装，又方便拆卸维修。
[0062] 另外，参见图1，在套筒约束部件200上不设置销轴连接装置400的端口上还设有端 部封板500,端部封板500用于保证套筒约束部件200与核屯、受力部件100之间的密封性和提 高屈伸约束支撑构件的整体强度。
[0063] W上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，运些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
【主权项】
1. 一种屈曲约束支撑构件，所述屈曲约束支撑构件包括核心受力部件和套筒约束部 件，所述套筒约束部件套设在核心受力部件上，所述核心受力部件至少包括屈服段以及分 别设置在屈服段两侧的连接段，其特征在于，所述核心受力部件为横截面呈"一"字形或 "十"字形的钢制受力部件，所述核心受力部件连接段上设置有加劲肋，所述核心受力部件 的一端与套筒约束部件焊接为一体，所述套筒约束部件与核心受力部件连接端上设有与销 轴配合连接的销轴连接装置。2. 根据权利要求1所述的一种屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述销轴连接装置包括 一截面为圆形或方形的壳体，壳体内设有圆形或方形槽，所述套筒约束部件一端可安插进 圆形或方形槽内，所述壳体底端设有两个相平行的连接板，这两个连接板与壳体底端形成 一节点板插槽，每个连接板上设有一相对应的销轴孔。3. 根据权利要求2所述的一种屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述套筒约束部件截面 为圆形，所述套筒约束部件一端设置有螺纹，所述壳体内设有与螺纹对应配合的连接螺纹， 套筒约束部件通过螺纹与销轴连接装置连接。4. 根据权利要求2所述的一种屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述套筒约束部件一端 通过焊接固定在壳体内的圆形或方形槽内。5. 根据权利要求2所述的一种屈曲约束支撑构件，其特征在于，套筒约束部件一端与圆 形或方形槽底部之间形成一调节空间。6. 根据权利要求1所述的一种屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述连接段的截面为 "十"字形或"工，，字形或形。7. 根据权利要求1所述的一种屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述屈服段的截面为 "一，，字或"十，，形。8. 根据权利要求1所述的一种屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述核心受力部件采用 型号为Q345或Q235或Q195或LY225或LY160或LYlOO强度级别的材料制成，所述核心受力部 件外表面上设置有一层厚度为2mm的隔离材料。9. 根据权利要求1所述的一种屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述套筒约束部件上不 设置销轴连接装置的端口上设有端部封板。10. 根据权利要求1所述的一种屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述加劲肋的端部设 有切角，所述切角上设有为核心受力部件提供压缩变形空间的可压缩性材料。
【文档编号】E04B1/98GK106013921SQ201610550042
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月13日
【发明人】崔家春, 安东亚, 李承铭
【申请人】华东建筑设计研究院有限公司