纯钢防屈曲耗能支撑的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种纯钢防屈曲耗能支撑，属于土木工程结构消能减震技术领域。
【背景技术】
[0002]防屈曲支撑(BRB)是作为金属消能减震器的一种，近年来发展迅速，并得到越来越广泛的应用。防屈曲支撑主要由支撑内芯耗能单元、外围约束机构组成，且两者之间通常设置有无粘结材料或适当的间隙以释放支撑内芯受压时所产生的膨胀变形。
[0003]现有的纯钢防屈曲支撑构件存在以下不足之处:
[0004]1、现有的防屈曲支撑一般为只有一个耗能核心的单级或多级耗能核心并联的情况，采用单一耗能芯板，难以实现不同地震设防水准下的耗能需求;而多级耗能核心并联的情况是以铅为其第一耗能段，为铅制，第二级耗能段为钢制，其原理是通过铅的摩擦力来实现耗能，而铅的摩擦力很难控制，因此消能减震效果不佳。
[0005]2、当防屈曲支撑处于大震作用下，其单一耗能芯板因极限承载力不足而断裂后，防屈曲支撑构件退出工作，结构安全度难以得到保证；
[0006]3、现有防屈曲支撑芯板焊接量大，严重影响其加工质量及力学性能:
[0007]首先:支撑节点板与芯板的两端面之间进行全熔透对接时，局部的热应力会使芯板与其两端的支撑节点板之间产生相对的焊接翘曲变形，造成支撑节点板与芯板的中心线不重合产生偏心，这样不仅会对支撑在实际工程中的安装带来施工上的困难，而且会严重降低支撑构件的整体稳定性;其次:板件间的焊接所产生的热应力会大大降低芯板的低周疲劳寿命，当芯板进入大塑性应变时此问题尤为突出，会造成芯板在地震过程中提前发生断裂而不能够充分发挥其耗能能力。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型需要解决的技术问题是提供一种新型纯钢防屈曲耗能支撑，解决现有纯钢防屈曲支撑不能满足不同地震设防水准下多级耗能的需求及其加工质量、力学性能的缺陷问题。
[0009]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:
[0010]—种纯钢防屈曲耗能支撑，包括外围约束机构、设置于外围约束机构内的内芯耗能单元和连接于内芯耗能单元两端、并伸出外围约束机构的支撑连接板，外围约束机构包括四个均匀布置的方钢管和连接在相邻两个方钢管外壁上的约束钢板，四个方钢管之间彼此间隔、并形成十字型空腔，四个约束钢板设置在四个方钢管的外围；在十字型空腔内间隙设置有十字形内芯耗能单元，十字形内芯耗能单元包括三个独立设置的上钢板、中钢板和下钢板，上钢板和下钢板同中心线设置，四个方钢管和十字形内芯耗能单元构成“田”字型截面;支撑连接板截面为十字形，十字形支撑连接板通过加肋板搭接焊接在十字形内芯耗能单元上。
[0011]本实用新型技术方案的进一步改进在于:还设有限位装置，限位装置焊接在中钢板上并插入沿限位装置延伸方向处的方钢管内的开口中。
[0012]本实用新型技术方案的进一步改进在于:限位装置为钢板。
[0013]本实用新型技术方案的进一步改进在于:支撑连接板包括构件丨和构件Π，构件丨和构件Π均为钢板、并通过全熔透T型焊缝焊接在一起。
[0014]本实用新型技术方案的进一步改进在于:加肋板为角钢，角钢两边的一端搭接焊接在中钢板与上钢板上或中钢板与下钢板上，角钢两边的另一端搭接焊接在十字形支撑连接板上。
[0015]本实用新型技术方案的进一步改进在于:上钢板和下钢板均沿着中钢板的中心线设置，上钢板、中钢板和下钢板均采用Q235低碳钢热乳钢材。
[0016]由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是:本实用新型内芯耗能单元由彼此独立的三个钢板组成一个十字形芯板，通过调整钢板截面尺寸实现不同设防地震水准下的耗能需求;三级耗能形式，较单一耗能芯板构造避免了大震作用下芯板由于极限承载力不足而断裂造成的缺陷问题，提高了防屈曲支撑构件自身的安全可靠度；内芯耗能单元采用Q235低碳钢热乳钢材，该种钢材低屈服点、延性好，在反复荷载作用下满足支撑屈服要求。
[0017]内芯耗能单元与支撑连接板通过加肋板搭接焊接形式，该连接形式，不仅使防屈曲支撑内芯耗能单元加工过程中的焊接量大大减少，而且避免了支撑节点板与内芯耗能单元直接焊接带来的残余应力造成的力学性能缺陷问题，提高了芯材强度和耐久性;加肋板可采用角钢，取材方便，施工简易。
[0018]外围约束机构包括四个方钢管和四个约束钢板，制作工艺简单，效率高，而且方钢管与内芯耗能单元之间易于形成间隙，以释放支撑内芯受压时所产生的膨胀变形，为防屈曲支撑在轴向力作用下内芯耗能单元横向膨胀提供了空间，避免了与外围约束机构产生相对摩擦，为防屈曲耗能支撑耗能作用的充分发挥提供了保证。
[0019]设有的限位装置，防止外围约束机构在重力作用下或施工安装过程中与内芯耗能单元产生相对滑移，安全系数更高。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型组装结构示意图；
[0021]图2是本实用新型中的芯材结构不意图；
[0022]图3是本实用新型中1-1线的剖视结构示意图；
[0023]图4是本实用新型中2-2线的剖视结构示意图；
[0024]图5是本实用新型中3-3线的剖视结构示意图；
[0025]图6是本实用新型中4-4线的剖视结构示意图；
[0026]图7是本实用新型中5-5线的剖视结构示意图；
[0027]图8是本实用新型构件丨的结构不意图；
[0028]图9是本实用新型构件Π的结构不意图；
[0029]其中，1、构件丨，2、构件Π，3、上钢板，4、下钢板，5、中钢板，6、加肋板，7、约束钢板，
8、方钢管，9、限位装置，10、空隙。
【具体实施方式】
[0030]下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明:
[0031]如图1?图9所示，一种纯钢防屈曲耗能支撑，包括外围约束机构、设置于外围约束机构内的内芯耗能单元和连接于内芯耗能单元两端、并伸出外围约束机构的支撑连接板，外围约束机构包括四个均匀布置的方钢管8和连接在相邻两个方钢管8外壁上的约束钢板7，四个方钢管8之间彼此间隔、并形成十字型空腔，四个约束钢板7设置在四个方钢管8的外围；在十字型空腔内间隙设置有十字形内芯耗能单元，十字形内芯耗能单元包括三个独立设置的上钢板3、中钢板5和下钢板4，四个方钢管8和十字形内芯耗能单元构成“田”字型截面;上钢板3和下钢板4均沿着中钢板5的中心线设置，上钢板3、中钢板5和下钢板4均采用Q235B低碳钢热乳钢材。
[0032]支撑连接板为十字形钢板，包括构件丨I和构件Π2，构件丨I和构件Π 2通过全熔透T型焊缝焊接在一起，构件丨I和构件Π 2的结构如图8和图9所示，构件丨I和构件Π 2的数量分别为两个和四个，均与建筑物连接。十字形支撑连接板通过加肋板6搭接焊接在十字形内芯耗能单元上。加肋板6为角钢，角钢两边的一端搭接焊接在中钢板5与上钢板3上，或者中钢板5与下钢板4上，角钢两边的另一端搭接焊接在十字形支撑连接板的构件丨I和构件Π 2上。当然加肋板6也可为钢板，在此不再赘述。
[0033]还设有钢板做成的四个限位装置9，限位装置9焊接在中钢板5上并插入沿限位装置9延伸方向处的方钢管8内的开口中。
[0034]由于在十字型空腔内间隙设置有十字形内芯耗能单元，因此外围约束机构的四个方钢管8与十字形内芯耗能单元间均留有空隙10，为防屈曲支撑在轴向力作用下芯材横向膨胀提供了空间，避免了芯材与外围约束机构产生相对摩擦，为防屈曲耗能支撑耗能作用的充分发挥提供了保证。
[0035]约束钢板7可沿上钢板3、中钢板5或下钢板4中轴线对称布置，也可不对称设置。
[0036]使用时，可根据具体情况调整上钢板3、中钢板5和下钢板4的截面尺寸实现不同设防地震水准下的耗能需求。当发生地震险情时，上钢板3先承受力屈服耗能，然后是下钢板4受力屈服耗能，最后是中钢板5受力屈服耗能，三级耗能，提高了防屈曲支撑构件自身的安全可靠度。
【主权项】
1.一种纯钢防屈曲耗能支撑，包括外围约束机构、设置于外围约束机构内的内芯耗能单元和连接于内芯耗能单元两端、并伸出外围约束机构的支撑连接板，其特征在于:外围约束机构包括四个均匀布置的方钢管(8)和连接在相邻两个方钢管(8)外壁上的约束钢板(7)，四个方钢管(8)之间彼此间隔、并形成十字型空腔，四个约束钢板(7)设置在四个方钢管(8)的外围；在十字型空腔内间隙设置有十字形内芯耗能单元，十字形内芯耗能单元包括三个独立设置的上钢板(3 )、中钢板(5)和下钢板(4)，上钢板(3)和下钢板(4)同中心线设置，四个方钢管(8)和十字形内芯耗能单元构成“田”字型截面;支撑连接板截面为十字形，十字形支撑连接板通过加肋板(6)搭接焊接在十字形内芯耗能单元上。2.根据权利要求1所述的纯钢防屈曲耗能支撑，其特征在于:还设有限位装置(9)，限位装置(9)焊接在中钢板(5)上并插入沿限位装置(9)延伸方向处的方钢管(8)内的开口中。3.根据权利要求2所述的纯钢防屈曲耗能支撑，其特征在于:限位装置(9)为钢板。4.根据权利要求1?3任一项所述的纯钢防屈曲耗能支撑，其特征在于:支撑连接板包括构件丨(I)和构件Π (2)，构件丨(I)和构件Π (2)均为钢板、并通过全熔透T型焊缝焊接在一起。5.根据权利要求1?3任一项所述的纯钢防屈曲耗能支撑，其特征在于:加肋板(6)为角钢，角钢两边的一端搭接焊接在中钢板(5)与上钢板(3)上或中钢板(5)与下钢板(4)上，角钢两边的另一端搭接焊接在十字形支撑连接板上。6.根据权利要求1?3任一项所述的纯钢防屈曲耗能支撑，其特征在于:上钢板(3)和下钢板(4)均沿着中钢板(5)的中心线设置，上钢板(3)、中钢板(5)和下钢板(4)均采用Q235低碳钢热乳钢材。
【专利摘要】本实用新型公开了一种纯钢防屈曲耗能支撑，属于土木工程结构消能减震技术领域。包括外围约束机构、内芯耗能单元、前述两者之间的空隙和支撑连接板，外围约束机构包括四个方钢管和设置在四个方钢管外围的约束钢板，四个方钢管之间形成十字型空腔，在十字型空腔内间隙设置有十字形内芯耗能单元，十字形内芯耗能单元包括上钢板、中钢板和下钢板，方钢管和十字形内芯耗能单元构成“田”字型截面；支撑连接板通过加肋板搭接焊接在十字形内芯耗能单元上；还设有限位装置，限位装置焊接在中钢板上并插入方钢管内的开口中。本实用新型解决现有纯钢防屈曲支撑不能满足不同地震设防水准下多级耗能的需求及其加工质量、力学性能的缺陷问题。
【IPC分类】E04B1/98
【公开号】CN205382586
【申请号】CN201620068593
【发明人】王兵
【申请人】河北华研卓筑加固工程集团有限公司
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2016年1月25日