超长单斜杆BRB支撑结构的制作方法

本实用新型涉及结构抗震领域，具体是一种超长单斜杆BRB支撑结构。

背景技术：

屈曲约束支撑又称防屈曲支撑或BRB(Buckling restrained brace)。BRB支撑是在支撑外部设置套管，约束支撑的受压屈曲，构成屈曲约束支撑，屈曲约束支撑仅芯板与其他构件连接，所受的荷载全部由芯板承担，外套筒和填充材料仅约束芯板受压屈曲，使芯板在受拉和受压下均能进入屈服。

屈曲约束支撑(BRB)具有(受压)承载力高、延性和滞回性能好、保护主体结构(大震作用下起到“保险丝”作用，保护主体结构大震作用下不屈服或不严重破坏)、减小相邻构件内力等优点，在抗震建构物中广泛使用。

由于屈曲约束支撑(BRB)需保证屈曲约束支撑在地震作用下不发生整体失稳，同一轴向压力作用下，BRB支撑长度越长，支撑外筒截面越大。对于超长的BRB支撑(一般指总长度超过9m的BRB支撑)由于外筒截面过大，造成制作安装困难，影响工艺管道布置，而被迫放弃使用。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种超长单斜杆BRB支撑结构，扩大BRB支撑在大空间结构中的使用范围。

本实用新型公开的超长单斜杆BRB支撑结构，包括上横梁、下横梁和位于两侧的立柱，上横梁和下横梁分别与两侧的立柱相连接构成框型结构，所述框型结构的对角上设置有BRB支撑，所述BRB支撑包括第一BRB支撑段和第二BRB支撑段，所述上横梁和下横梁之间设置有横向构件，所述横向构件两端分别与两侧的立柱相连接，所述横向构件上设置有BRB支撑点，所述第一BRB支撑段上端与框型结构的上角相连接，下端与BRB支撑点相连接，所述第二BRB支撑段上端与BRB支撑点相连接，下端与框型结构的下角相连接，所述第一BRB支撑段和第二BRB支撑段位于同一轴线上。

优选地，所述横向构件为两端连接于两侧立柱上的增设梁。

优选地，所述横向构件为水平桁架。

优选地，所述横向构件包括增设梁和水平支撑，所述增设梁两端分别连接于两侧的立柱上，所述BRB支撑点位于增设梁上，所述水平支撑连接于BRB支撑点上。

本实用新型的有益效果是：采用本实用新型超长单斜杆BRB支撑结构在保证不发生整体失稳的前提下，可以有效降低BRB支撑外筒的截面尺寸，可解决一般的超长单斜杆BRB支撑由于外筒截面尺寸过大而不方便制造和安装的问题。

附图说明

图1是现有超长单斜杆BRB支撑的布置图；

图2是本实用新型的示意图；

图3是梁形式的横向构件的俯视图；

图4是水平桁架形式的横向构件的俯视图；

图5是梁和水平支撑组合形式的横向构件的俯视图。

附图标记：上横梁1，下横梁2，立柱3，BRB支撑4，横向构件5，第一BRB支撑段6，第二BRB支撑段7，BRB支撑点8，增设梁9，水平桁架10，水平支撑11。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图2所示，本实用新型的超长单斜杆BRB支撑结构，包括上横梁1、下横梁2和位于两侧的立柱3，上横梁1和下横梁2分别与两侧的立柱3相连接构成框型结构，所述框型结构的对角上设置有BRB支撑4，所述BRB支撑4包括第一BRB支撑段6和第二BRB支撑段7，所述上横梁1和下横梁2之间设置有横向构件5，所述横向构件5两端分别与两侧的立柱3相连接，所述横向构件5上设置有BRB支撑点8，所述第一BRB支撑段6上端与框型结构的上角相连接，下端与BRB支撑点8相连接，所述第二BRB支撑段7上端与BRB支撑点8相连接，下端与框型结构的下角相连接，所述第一BRB支撑段6和第二BRB支撑段7位于同一轴线上。

通过在超长BRB支撑中部增设一道横向构件5，可将超长BRB支撑的计算长度减少一半。在结构设计中，为保证BRB支撑在地震作用下不发生整体失稳，其套筒抗弯刚度应满足下式要求：

其中，Nbu表示屈曲支撑极限承载力，E表示套筒钢材弹性模量，I表示套筒截面惯性距，L表示支撑长度。

在承载力和钢材型号相同时，即Nbu、E、π等为常数，套筒截面惯性距I与支撑长度的平方成正比，而对于方形或圆形外筒截面惯性距与其边长或直径的四次方成正比。可知外筒截面边长或直径的平方与支撑长度成正比。即支撑长度减少一半，支撑外筒截面边长或直径减为原来的0.7倍。因此，采用本实用新型的支撑结构可以大幅减小支撑外筒截面，扩大BRB支撑在大空间结构中的使用范围。

为保证加工和安装的方便，所述第一BRB支撑段6和第二BRB支撑段7相等，两者即可采用相同的材料和尺寸。

横向构件5的主要作用是为第一BRB支撑段6和第二BRB支撑段7提供BRB支撑点8，其可采用多种结构，如图3所示，横向构件5为两端连接于立柱3上的增设梁9；如图4所示，横向构件5为水平桁架10；而在图5中，横向构件5包括增设梁9和水平支撑，所述增设梁9两端分别连接于两侧的立柱3上，所述BRB支撑点8位于增设梁9上，所述水平支撑连接于BRB支撑点8上。当然，本发明还可以由其他多种实施例，增设横向构件5的形式还可进一步细分或者调整增设的横向构件5的竖向位置和角度。

在结构设计完成后，可根据增设的横向构件5的受力特性和屈曲破坏模式，参照《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015 8.8.8条，在增设的横向构件5的BRB支撑点8处，附加侧向水平力(侧向水平力数值为BRB支撑轴向极限承载力的6％)，验算新增的横向构件5的强度和变形。