双屈服点一字形全钢防屈曲耗能支撑的制作方法

本发明涉及抗震技术领域，具体地说是一种采用不同材质的耗能板作为内核且能够满足小震、中震和大震下分阶段屈服耗能以及实现多性能水准和目标的设计需求的双屈服点一字形全钢防屈曲耗能支撑。

背景技术：

现有的一字形全钢防屈曲耗能支撑目前存在以下问题：

1、目前工程上采用的防屈曲耗能支撑的核心耗能板多为单核心等截面钢板，少数为变截面钢板，单核心钢板不能满足大承载力需求，变截面核心耗能钢板变形大多集中在截面较小处，不能实现小震、中震和大震下分阶段屈服段耗能；

2、少数已发展起来的分阶段防屈曲耗能支撑，端部多采用焊接加强，破坏模式为核心耗能板端部焊接处断裂，疲劳性能不佳；

3、为满足现在多性能水准和目标的设计需求，研发出能够在小震、中震和大震下分阶段屈服耗能且加工生产方便、经济的防屈曲耗能支撑是当务之急。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种采用不同材质的耗能板作为内核且能够满足小震、中震和大震下分阶段屈服耗能以及实现多性能水准和目标的设计需求的双屈服点一字形全钢防屈曲耗能支撑。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种双屈服点一字形全钢防屈曲耗能支撑，包括核心耗能板，其特征在于：所述的核心耗能板包括低屈服点钢板和铝合金板，形状规格统一的两块低屈服点钢板将一块铝合金板夹在中间重叠构成一字形的核心耗能板，核心耗能板嵌置在两块工字钢构成的双腹板工字钢约束构件的腹腔中构成双屈服点一字形全钢防屈曲耗能支撑，且核心耗能板的两端位于双腹板工字钢约束构件的腹腔外用于和工程结构相连接。

所述双腹板工字钢约束构件的中部设有卡槽，核心耗能板的中部设有凸块，核心耗能板通过凸块嵌置在卡槽中将核心耗能板固定在双腹板工字钢约束构件的腹腔中。

所述的卡槽对称设置在双腹板工字钢约束构件的腹腔两侧，且核心耗能板的对应两侧亦分别设有凸块。

所述核心耗能板与双腹板工字钢约束构件的腹腔内壁之间的间隙采用无粘结材料填充，以提供核心耗能板在轴向变形时由于泊松效应产生的侧向变形所需空间。

所述核心耗能板的端部两侧分别设置连接板，连接板通过螺栓与核心耗能板的端部固定连接。

所述双腹板工字钢约束构件的腹板两端分别设有定位槽，连接板的伸出部位能够嵌入定位槽中使得连接板能够固定在双腹板工字钢约束构件的腹板上。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明的整体核心耗能板由两块低屈服点钢板与一块铝合金板重叠制成，两块低屈服点钢板放在铝合金板的两侧，放置在双腹板工字钢约束构件腹腔中的核心耗能板周侧缝隙填充无粘结材料，以提供核心耗能板在轴向变形时由于泊松效应产生的侧向变形所需空间，使支撑在受拉与受压过程中尽可能有相似的力学性能；通过两块低屈服点钢板与一块铝合金板在各级地震状况中不同的工作状态来进行分阶段消耗地震能量；另外双屈服点一字形全钢防屈曲耗能支撑采用合理的端部构造对核心耗能板端部进行无焊接加强，避免了端部焊接引起的疲劳破坏。

本发明的双屈服点一字形全钢防屈曲耗能支撑在在小震发生（即当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震）时，由于地震强度较小，双腹板工字钢约束构件处于弹性状态，提供侧向刚度；在中震发生（即当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响）时，能够通过两块低屈服点钢板塑性变形消耗地震能量，铝合金板保持弹性状态，提供侧向刚度；在大震发生（即当遭受高于本地区抗震设防烈度预计的罕遇地震影响）时，低屈服点钢板先屈服耗能，铝合金板后屈服耗能并与低屈服点钢板共同耗能，从而更好地消耗地震输入结构的能量；故在单一屈服点的普通防屈曲支撑无法适应不同水平地震作用，具有双屈服点的防屈曲支撑能在不同水平地震作用下发挥分阶段耗能的作用。

附图说明

附图1为本发明的双屈服点一字形全钢防屈曲耗能支撑的分解结构示意图；

附图2为本发明的双屈服点一字形全钢防屈曲耗能支撑的立体结构示意图。

其中：1—低屈服点钢板；2—铝合金板；3—双腹板工字钢约束构件；4—连接板；5—定位槽；6—卡槽；7—凸块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-2所示：一种双屈服点一字形全钢防屈曲耗能支撑，包括核心耗能板，该核心耗能板包括低屈服点钢板1和铝合金板2，形状规格统一的两块低屈服点钢板1将一块铝合金板2夹在中间重叠构成一字形的核心耗能板，核心耗能板嵌置在两块工字钢构成的双腹板工字钢约束构件3的腹腔中构成双屈服点一字形全钢防屈曲耗能支撑，且核心耗能板的两端位于双腹板工字钢约束构件3的腹腔外用于和工程结构相连接。为加强稳定性，双腹板工字钢约束构件3的中部设有卡槽6，核心耗能板的中部设有凸块7，核心耗能板通过凸块7嵌置在卡槽6中将核心耗能板固定在双腹板工字钢约束构件3的腹腔中；进一步来说，卡槽6对称设置在双腹板工字钢约束构件3的腹腔两侧，且核心耗能板的对应两侧亦分别设有凸块7。另外，核心耗能板与双腹板工字钢约束构件3的腹腔内壁之间的间隙采用无粘结材料填充，以提供核心耗能板在轴向变形时由于泊松效应产生的侧向变形所需空间。上述的核心耗能板包括连接段、过渡段和耗能段，耗能段位于双腹板工字钢约束构件3的腹腔中且通过凸块7嵌置在卡槽6与双腹板工字钢约束构件3固定连接，以保证核心耗能板的中心相对双腹板工字钢约束构件3的位置不变；过渡段为耗能段伸出双腹板工字钢约束构件3的腹腔后与连接段之间的弧形部位；核心耗能板的端部作为连接段与工程结构相连。

在上述结构的基础上，核心耗能板的端部两侧分别设置连接板4，连接板4通过螺栓与核心耗能板的端部固定连接，以保证核心耗能板的端部连接段的双向稳定性；同时在双腹板工字钢约束构件3的腹板两端分别设有定位槽5，连接板4的伸出部位能够嵌入定位槽5中使得连接板4能够固定在双腹板工字钢约束构件3的腹板上。

本发明的整体核心耗能板由两块低屈服点钢板1与一块铝合金板2重叠制成，两块低屈服点钢板1放在铝合金板2的两侧，放置在双腹板工字钢约束构件3的腹腔中的核心耗能板周侧缝隙填充无粘结材料，以提供核心耗能板在轴向变形时由于泊松效应产生的侧向变形所需空间，使支撑在受拉与受压过程中尽可能有相似的力学性能；通过两块低屈服点钢板1与一块铝合金板2在各级地震状况中不同的工作状态来进行分阶段消耗地震能量；另外双屈服点一字形全钢防屈曲耗能支撑采用合理的端部构造对核心耗能板端部进行无焊接加强，避免了端部焊接引起的疲劳破坏。本发明的双屈服点一字形全钢防屈曲耗能支撑在在小震发生（即当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震）时，由于地震强度较小，双腹板工字钢约束构件3处于弹性状态，提供侧向刚度；在中震发生（即当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响）时，能够通过两块低屈服点钢板1塑性变形消耗地震能量，铝合金板2保持弹性状态，提供侧向刚度；在大震发生（即当遭受高于本地区抗震设防烈度预计的罕遇地震影响）时，低屈服点钢板1先屈服耗能，铝合金板2后屈服耗能并与低屈服点钢板1共同耗能，从而更好地消耗地震输入结构的能量；故在单一屈服点的普通防屈曲支撑无法适应不同水平地震作用，具有双屈服点的防屈曲支撑能在不同水平地震作用下发挥分阶段耗能的作用。

总之，本发明的双屈服点一字形全钢防屈曲耗能支撑采用多个耗能板作为内核，因此能够满足较大承载力需求；而采用不同材质的耗能板作为内核，则能够满足小震、中震和大震下分阶段屈服耗能以及实现多性能水准和目标的设计需求；合理的端部构造对核心耗能板端部进行无焊接加强，避免了端部焊接引起的疲劳破坏。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。