多层分离式耗能构件的制作方法

本实用新型涉及一种建筑结构的耗能构件，属于建筑结构安装领域，特别是涉及一种多层分离式耗能构件。

背景技术：

地震灾害具有突发性和毁灭性，严重威胁着人类生命、财产的安全。世界上每年发生破坏性地震近千次，一次大地震可引起上千亿美元的经济损失，导致几十万人死亡或严重伤残。我国地处世界上两个最活跃的地震带上，是遭受地震灾害最严重的国家之一，地震造成的人员伤亡居世界首位，经济损失也十分巨大。地震中建筑物的大量破坏与倒塌，是造成地震灾害的直接原因。地震发生时，地面振动引起结构的地震反应。对于基础固接于地面的建筑结构物，其反应沿着高度从下到上逐层放大。由于结构物某部位的地震反应 ( 加速度、速度或位移 ) 过大，使主体承重结构严重破坏甚至倒塌；或虽然主体结构未破坏，但建筑饰面、装修或其它非结构配件等毁坏而导致严重损失；或室内昂贵仪器、设备破坏导致严重的损失或次生灾害。为了避免上述灾害的发生，人们必须对结构体系的地震反应进行控制，并消除结构体系的“放大器”作用，结构消能减振技术是把结构的某些非承重构件( 如剪力墙、连接件等) 设计成消能杆件，或在结构的某些部位 ( 层间空间、节点、连接缝等 ) 安装消能装置。在小风或小震时，这些消能杆件( 或消能装置) 和结构本身具有足够的侧向刚度以满足使用要求，结构处于弹性状态；当出现大震或大风时，随着结构侧向变形的增大，消能构件或消能装置率先开始工作，产生较大阻尼，大量消耗输入结构的地震或风振能量，使结构的动能或弹性势能等能量转化成热能等形式耗散掉，迅速衰减结构的地震或风振反应 ( 位移、速度、加速度等 )，使主体结构避免出现明显的非弹性状态，保护主体结构及构件在强震或大风中免遭破坏。因为地震等原因传输给建筑结构的外部能量，是结构产生振动的根源，所以在结构中设置耗能装置，增加耗能量，将会减少结构的振动反应。目前研究开发的防屈曲耗能构件的约束混凝土容易被压碎而失去了约束与防屈曲作用，致使其耗能能力大幅降低。因此，一些耗能构件制造工艺，耗能性能等仍需要进一步改进。

技术实现要素：

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型提供一种多层分离式耗能构件，能使结构拥有良好的抗震性能，采用有效隔离的方式，避免内约束混凝土、外约束混凝土破坏，能够减少建筑结构的地震反应，对建筑结构起到很好的保护作用。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种多层分离式耗能构件，包括耗能钢管、嵌入部位、端部外包板、连接螺孔、加强肋、十字型耗能分离钢、内约束混凝土、外约束混凝土、吸能缓冲板、端部固定板、摩擦砂石、隔离低屈服点耗能方钢管、耗能交叉板和锚栓；所述耗能钢管和十字型耗能分离钢组成一套十字型耗能部分，十字型的四个区域由外至里分别设置摩擦砂石、吸能缓冲板、外约束混凝土、隔离低屈服点耗能方钢管和内约束混凝土；在耗能钢管两端设置端部外包板，耗能钢管、端部外包板、十字型耗能分离钢以及加强肋均与嵌入部位连接；耗能钢管、十字型耗能分离钢的两端分别设置有端部固定板，端部固定板上的加强肋采用交叉设置；所述嵌入部位上设置有连接螺孔；所述耗能交叉板优先等间距设置在耗能钢管上，耗能交叉板的四个端部和中心采用锚栓与耗能钢管连接固定。

进一步地，所述隔离低屈服点耗能方钢管采用低屈服点钢板制作而成。

进一步地，所述耗能钢管、十字型耗能分离钢采用冷轧钢板冲压制作而成。

进一步地，所述内约束混凝土、外约束混凝土采用普通混凝土中添加阻尼材料。

内约束混凝土、外约束混凝土采用普通混凝土中添加阻尼材料，阻尼材料优先采用羧基丁苯胶乳、聚酯纤维、石墨或硅粉(粘弹性高阻尼材料、金属合金高阻尼材料)等中的一种或多种，其体积比为5~8%，普通混凝土优先采用强度较大的混凝土制作而成，混凝土等级采用C30~C45，并在每立方米混凝土中添加橡胶纤维2.0kg~4.0kg，通过在混凝土中加入高阻尼材料，提高混凝土的阻尼比，可有效地改善混凝土结构自身的阻尼性能，对混凝土的承载性能有极大改善作用，内约束混凝土、外约束混凝土的抗折强度、抗拉强度、抗震性能都高于普通混凝土，而且承载、缓冲和耗能性能具有显著的改善，在工程上可用于防屈曲耗能领域。

进一步地，所述吸能缓冲板采用泡沫铝制作而成。

设置的吸能缓冲板采用泡沫铝制作而成，泡沫铝是一种以铝或铝合金为金属骨架，包含大量孔洞的低密度、高比表面积多孔泡沫金属材料，泡沫铝是一种功能和结构一体化的新型材料，其具有良好的缓冲吸能性能，而且具有一定的强度、刚度和轻质性，可用作缓冲耗能材料，并且强度高，耐候性好，不易老化，泡沫铝是一种优良的新型吸能和缓冲材料，从结构上来说，其具有轻质和高强度的特点，从功能上来说，它同时具备减振、阻尼和抗冲击等物理性能，提高了整体结构的缓冲性能和耗能性能。

进一步地，所述摩擦砂石的厚度优先设置在60~80mm且优先小于外约束混凝土的厚度。

进一步地，耗能钢管、吸能缓冲板、隔离低屈服点耗能方钢管的截面均为方形。

本实用新型的有益效果是具有耗能能力强、加工简单、安装方便等优点，它能使结构拥有良好的抗震性能，使其缓冲耗能能力、延性和滞回耗能能力显著提升，并且采用有效隔离的方式，分离效果优异，避免内约束混凝土、外约束混凝土破坏，有效提高了防屈曲构件的耗能能力，使其稳定性更强，使整体结构承载时不容易发生破坏，本实用新型正是出于对保护现有的建筑结构、防屈曲耗能控制等多方面潜在危险的考虑，对建筑结构振动控制领域建设十分有意义，能够满足建筑结构安全防护要求，最大限度的保护人民生命和财产安全，值得推广应用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型中的多层分离式耗能构件作进一步说明：

图1为本实用新型多层分离式耗能构件的正立面示意图。

图2为图1的A-A剖面示意图。

图3为本实用新型多层分离式耗能构件的侧立面示意图。

图中：1为耗能钢管；2为嵌入部位；3为端部外包板；4为连接螺孔；5为加强肋；6为十字型耗能分离钢；7为内约束混凝土；8为外约束混凝土；9为吸能缓冲板；10为端部固定板；11为摩擦砂石；12为隔离低屈服点耗能方钢管；13为耗能交叉板；14为锚栓。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细地描述，但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。

实施例

如图1~图3所示，一种多层分离式耗能构件，包括耗能钢管1、嵌入部位2、端部外包板3、连接螺孔4、加强肋5、十字型耗能分离钢6、内约束混凝土7、外约束混凝土8、吸能缓冲板9、端部固定板10、摩擦砂石11、隔离低屈服点耗能方钢管12、耗能交叉板13和锚栓14；所述耗能钢管1和十字型耗能分离钢6组成一套十字型耗能部分，十字型的四个区域由外至里分别设置摩擦砂石11、吸能缓冲板9、外约束混凝土8、隔离低屈服点耗能方钢管12和内约束混凝土7；在耗能钢管1两端设置端部外包板3，耗能钢管1、端部外包板3、十字型耗能分离钢6以及加强肋5均与嵌入部位2连接；耗能钢管1、十字型耗能分离钢6的两端分别设置有端部固定板10，端部固定板10上的加强肋5采用交叉设置；所述嵌入部位2上设置有连接螺孔4；所述耗能交叉板13优先等间距设置在耗能钢管1上，耗能交叉板13的四个端部和中心采用锚栓14与耗能钢管1连接固定；所述隔离低屈服点耗能方钢管12优先采用低屈服点钢板制作而成；所述耗能钢管1、十字型耗能分离钢6优先采用冷轧钢板冲压制作而成；所述内约束混凝土7、外约束混凝土8优先采用普通混凝土中添加阻尼材料；内约束混凝土7、外约束混凝土8优先采用普通混凝土中添加阻尼材料，阻尼材料优先采用羧基丁苯胶乳、聚酯纤维、石墨或硅粉(粘弹性高阻尼材料、金属合金高阻尼材料)等中的一种或多种，其体积比为5~8%，普通混凝土优先采用强度较大的混凝土制作而成，混凝土等级采用C30~C45，并在每立方米混凝土中添加橡胶纤维2.0kg~4.0kg，通过在混凝土中加入高阻尼材料，提高混凝土的阻尼比，可有效地改善混凝土结构自身的阻尼性能，对混凝土的承载性能有极大改善作用，内约束混凝土7、外约束混凝土8的抗折强度、抗拉强度、抗震性能都高于普通混凝土，而且承载、缓冲和耗能性能具有显著的改善，在工程上可用于防屈曲耗能领域；所述吸能缓冲板9优先采用泡沫铝制作而成；设置的吸能缓冲板9优先采用泡沫铝制作而成，泡沫铝是一种以铝或铝合金为金属骨架，包含大量孔洞的低密度、高比表面积多孔泡沫金属材料，泡沫铝是一种功能和结构一体化的新型材料，其具有良好的缓冲吸能性能，而且具有一定的强度、刚度和轻质性，可用作缓冲耗能材料，并且强度高，耐候性好，不易老化，泡沫铝是一种优良的新型吸能和缓冲材料，从结构上来说，其具有轻质和高强度的特点，从功能上来说，它同时具备减振、阻尼和抗冲击等物理性能，提高了整体结构的缓冲性能和耗能性能；所述摩擦砂石11的厚度优先设置在60~80mm且优先小于外约束混凝土8的厚度；耗能钢管1、吸能缓冲板9、隔离低屈服点耗能方钢管12的截面均为方形。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。