一种屈曲约束支撑结构的制作方法

本实用新型属于土木工程领域，尤其涉及一种屈曲约束支撑结构。

背景技术：

屈曲约束结构是一种性能优异的减震构件，通过核心金属构件的屈服来耗散地震能量，减少地震对混凝土的破坏，故而在土木工程领域有较好的应用。以工字钢为芯板、外设套筒、空隙间浇筑混凝土的屈曲约束结构，为工程上大量使用的一种屈曲约束结构，该结构有如下不足，首先，该结构中外套筒是必须结构，整体用材量大；其次，工字钢芯板在整个结构中功能较为单一，仅主要在于利用其钢铁材料的弹塑性，而没有充分利用其形状结构特征；最后，工字钢芯板的刚度不足。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种结构简单的、有效利用H型钢的形状结构特征、节省用材的屈曲约束支撑装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种屈曲约束支撑结构，包括H型钢芯板10和混凝土填料20，其特征在于：所述H型钢芯板10的两翼缘板11之间固定设置有连接该两翼缘板11的若干拉结系杆30，且拉结系杆30沿H型钢芯板10的长度方向分布；所述混凝土填料20浇筑在所述H型钢芯板10的两翼缘板11之间。拉结系杆30可采用焊接的方式设置在两翼缘板11之间。

进一步，所述拉结系杆30垂直于翼缘板11设置。

再进一步，所述H型钢芯板10的高度和宽度相等。

再进一步，所述拉结系杆30到H型钢芯板10的腹板12的距离为翼缘板11半宽的至翼缘板11半宽即翼缘板11宽度的一半。拉结系杆30距离腹板12太近或太远，都不利于混凝土填料20与H型钢芯板10结合。另一方面，拉结系杆30距离腹板12太近，H型钢芯板10的刚度提升不明显；拉结系杆30距离腹板12太远(靠近翼缘板端部)，则外侧混凝土保护层厚度不足，易引起拉结系杆30锈蚀。

再进一步，所述H型钢芯板10的长度方向上，在中间的相邻拉结系杆30间的距离大于在两端的相邻拉结系杆30间的距离。在H型钢芯板10长度方向的两端，拉结系杆30间的间距小刚度大；在H型钢芯板10长度方向的中部，拉结系杆30间的间距大刚度小，这种设置使H型钢芯板10中部刚度小于其两端的刚度，有利于H型钢芯板10中部的塑性变形，耗散能量，减少对混凝土结构的破坏。

再再进一步，在所述H型钢芯板10的长度方向上，从H型钢芯板10的一端到另一端，相邻拉结系杆30之间的距离先变大后变小。相邻拉结系杆30间的距离可以自两端向中间逐渐增大；也可以采用在两端的一段距离内，相邻拉结系杆30的距离相等且较小，在中间的一段距离内，相邻拉结系杆30的距离相等且较大。

进一步，所述H型钢芯板10的翼缘板11内侧面、腹板12的两侧面及拉结系杆30上涂覆有无粘结材料涂层。无粘结材料涂层可以为油漆、或沥青、或聚乙烯、或聚四氟乙烯涂层。无粘结材料涂层可以降低H型钢芯板10及拉结系杆30与混凝土填料20间的结合性，在发生大的横向位移时，混凝土填料20不随拉结系杆30的移动而移动。

进一步，该屈曲约束支撑结构，还包括边护板40，所述边护板40固定设置在所述H型钢芯板10的两翼缘板11的端部之间并连接该两翼缘板11。边护板40可采用焊接的方式设置在两翼缘板11的端部之间。边护板40封住H型钢芯板10的“H”形的上下开口，进一步增强H型钢芯板10的强度，并可包裹住两翼缘板11之间的混凝土填料20。

进一步，该屈曲约束支撑结构，还包括外套筒50和混凝土包裹料60，所述外套筒50套设住所述H型钢芯板10，所述混凝土包裹料60浇筑在所述外套筒50和H型钢芯板10之间的空隙中。

再进一步，所述混凝土填料20与所述混凝土包裹料60为一体结构。混凝土填料20与混凝土包裹料60一体浇筑成型。

相较于工字钢，H型钢可以有较大的宽高比，更适合在两翼缘板之间设置拉结系杆，一方面可加强H型钢的强度，另一方面可充分利用H型钢的形状结构特征。本实用新型可获得的有益效果有：

1.拉结系杆的设置在H型钢芯板的两翼缘板之间，混凝土填料浇筑在两翼缘板之间后包裹住拉结系杆，故在此种情况下可以去除传统外套筒，节省用材，充分利用了H型钢半包裹的形状结构特征。

2.拉结系杆的设置增强了H型钢芯板的强度。

3.边护板的设置进一步增强了强度，去除了传统屈曲约束装置常用的外套筒，节省了用材，提高了构件的使用寿命。

4.本实用新型用于建筑结构，可在保持强度的情况下，显著减轻构件重量和体积，具有很好的实用性。

附图说明

图1是设有拉结系杆的H型钢芯板的立体示意图；

图2是本实用新型一种屈曲约束支撑结构的第一种实施方式示意图；

图3是一种屈曲约束支撑结构的侧视图；

图4是本实用新型一种屈曲约束支撑结构的第二种实施方式示意图；

图5是本实用新型一种屈曲约束支撑结构的第三种实施方式示意图。

附图说明：10-H型钢芯板；11-翼缘板；12-腹板；20-混凝土填料；30-拉结系杆；40-边护板；50-外套筒；60-混凝土包裹料；70-外套筒。

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

图1为本实用新型中设有拉结系杆的H型钢芯板的立体示意图，图中拉结系杆30垂直于H型钢芯板10的两翼缘板11、设置在两翼缘板11之间。

如图2所示，一种屈曲约束支撑结构，包括H型钢芯板10和混凝土填料20，其特征在于：所述H型钢芯板10的两翼缘板11之间固定设置有连接该两翼缘板11的若干拉结系杆30，且拉结系杆30沿H型钢芯板10的长度方向分布；所述混凝土填料20浇筑在所述H型钢芯板10的两翼缘板11之间。所述拉结系杆30垂直于翼缘板11设置。

拉结系杆30的设置，增强了H型钢芯板10的强度，而且，由于混凝土填料20浇筑在两翼缘板11之间后，包裹住拉结系杆30，故在此种情况下可以去除传统外套筒，节省用材，充分利用了H型钢半包裹的形状结构特征。

图3是一种屈曲约束支撑结构的侧视图，图中H型钢芯板10的长度方向上，在中间的拉结系杆30间的距离大于在两端的拉结系杆30间的距离。这种设置使H型钢芯板10中部刚度小于其两端的刚度，有利于H型钢芯板10中部的塑性变形，耗散能量，减少对混凝土结构的破坏。

H型钢芯板10的翼缘板11内侧面、腹板12的两侧面及拉结系杆30上涂覆有无粘结材料涂层。浇筑混凝土填料20前，先在上述部位涂覆无粘结材料涂层，可以降低H型钢芯板10及拉结系杆30与混凝土填料20间的结合性，在发生大的横向位移时，混凝土填料20不随拉结系杆30的移动而移动。

图4示意了本实用新型一种屈曲约束支撑结构的第二种实施方式，与图2中的第一种实施方式相比，第二种实施方式增设了边护板40，边护板40固定设置在所述H型钢芯板10的两翼缘板11的端部之间并连接该两翼缘板11。

边护板40的设置进一步增强了强度，且可更好地保护好混凝土填料20，利于去除传统屈曲约束装置常用的外套筒，节省用材。

图5示意了本实用新型一种屈曲约束支撑结构的第三种实施方式，与图2中的第一种实施方式相比，第三种实施方式中，浇筑有混凝土填料20的H型钢芯板10套设在外套筒70中，然后用混凝土包裹料60浇筑H型钢芯板10(浇筑有混凝土填料20)和外套筒70之间的空隙。在实际操作的过程中，可采用混凝土填料20与所述混凝土包裹料60为一体结构，浇筑时更为方便快捷，且结合性更好。与传统屈曲约束支撑装置相比，第三种实施方式利用拉结系杆30增强了H型钢芯板10的强度，整体上提升传统屈曲约束支撑装置的力学性能。

以上所述为本实用新型的最佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍落入本实用新型的保护范围内。