一种带受拉限位装置的屈曲约束支撑的制作方法

本实用新型涉及建筑减震领域，具体为一种带受拉限位装置的屈曲约束支撑。

背景技术：

屈曲约束支撑是一种常见的耗能减震构件，能够在小震下先于主体结构屈服，凭借其优越的滞回性能充分耗散地震能量，在工程结构中被广泛应用。屈曲约束支撑的工作机理是，核心钢支撑提供承载力，外套筒提供侧向约束，避免核心单元在屈服前屈曲失稳。

由于外套筒在支撑受拉时不参与受力，相同用钢量的普通钢支撑，前者的受拉承载力远远低于后者，因此其经济性有待提高。同时，现有研究表明，大部分屈曲约束支撑的破坏形式为受拉破坏，而受拉破坏为脆性破坏，是应该避免和防止的破坏形式。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种带受拉限位装置的屈曲约束支撑，既保留了屈曲约束支撑受压时良好优越的滞回性能，又大幅提升构件的抗拉性能,同时避免了支撑在大震下受拉变形过大导致的受拉脆性破坏。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种带受拉限位装置的屈曲约束支撑，包括芯材和套筒；

所述芯材为一字型板，包括中部的耗能段和依次设置在耗能段两端的过渡段和连接段；过渡段两侧对称设置有限位块；

所述套筒为长方体，两端固定有套筒盖板，芯材设置在套筒内部，连接段分别从同侧的套筒盖板上设置的通孔伸出，套筒内部灌注有混凝土；

限位块与同侧的套筒盖板的间距大于芯材在拉力方向上伸长距离。

优选的，过渡段的宽度呈变截面设置，变截面宽度方向的两侧分别设置有第一可压缩材料。

进一步，第一可压缩材料的外侧与连接段的外侧平齐。

优选的，限位块沿芯材长度方向的两端分别设置有第二可压缩材料。

进一步，第二可压缩材料的自由端与同侧的套筒盖板内侧接触。

优选的，芯材外表面包裹有无粘结可膨胀材料。

优选的，套筒与套筒盖板焊接在一起。

优选的，套筒侧面焊接起吊环。

优选的，芯材与限位块均由钢材制成。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过限位块与同侧的套筒盖板的间距大于芯材在拉力方向上伸长距离，使混凝土灌浆时在此处留下空隙，保证芯材在工作时可以移动。芯材受拉破坏后，可以由套筒承担拉力，避免脆性破坏带来的危害。如果实际地震大于设计地震，限位块能够接触到套筒盖板从而传递芯材的拉力给套筒，套筒可以参与受拉力，增大了支撑的受拉极限承载力。在用钢量相同的情况下，受拉承载力能增大一倍以上，大大节省了钢材。而且在正常工作时，不会将压力传递到套筒上，不会导致套筒屈曲，影响套筒约束性能；也保留了屈曲约束支撑受压时良好优越的滞回性能。

进一步，屈曲约束支撑内芯材包裹无粘结可膨胀材料，可以有效减少或消除芯材受约束单元之间的剪力，避免约束构件承受轴力，影响约束性能。

附图说明

图1为本实用新型的芯材的三维结构示意图。

图2为本实用新型的三维结构示意图。

图3a为本实用新型的芯材的主视图。

图3b为本实用新型的芯材的左视图。

图3c为本实用新型的芯材的俯视图。

图4a为本实用新型的主视图。

图4b为本实用新型的左视图。

图4c为本实用新型的俯视图。

图5为本实用新型的A-A断面图。

图6为本实用新型的B-B断面图。

其中：1-芯材；2-第一可压缩材料；3-第二可压缩材料；4-限位块；5-套筒盖板；6-套筒；7-混凝土；8-无粘结可膨胀材料。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

一种带受拉限位装置的屈曲约束支撑，包括核心单元、约束套筒、滑动机制单元以及限位装置。

如图3a、3b和3c所示，所述核心单元，即芯材1，为一字型钢板，包括连接段、过渡段、耗能段。芯材1在轴向荷载作用下发生屈服耗能，本实施例中，芯材1采用低屈服点钢。

如图4a、4b和4c所示，所述约束单元为方形套筒6，内部灌注混凝土7，两端焊接用于密封的套筒盖板5，侧面焊接起吊环，芯材1连接段分别从同侧的套筒盖板5上设置的通孔伸出。

如图5所示，所述滑动机制单元为核心单元表面包裹的无粘结可膨胀材料8，本实施例中，无粘结可膨胀材料8采用双向拉伸聚丙烯薄膜，可以有效减少或消除芯材1受约束单元之间的剪力，避免约束构件承受轴力，影响约束性能。

所述限位装置为焊接到芯材1过渡段两侧对称设置的两组方形钢块，本实施例中，限位块4采用高强钢，每组限位块4为两块，对称设置在芯材1板面的两面上。由于限位块4对称设置不会使套筒6参与受压而导致套筒6屈曲。限位块4上边缘与套筒盖板5的距离通过计算确定，保证在设计地震作用下，所述限位块4与同侧的套筒盖板5的距离最好大于芯材1在拉力方向上伸长的距离。芯材1受拉破坏后，可以由套筒6承担拉力，避免脆性破坏带来的危害。如果实际地震大于设计地震，限位块4能够接触到套筒盖板5从而传递芯材1的拉力给套筒6，套筒可以参与受拉力，提高支撑的受拉极限承载力。

过渡段的宽度呈变截面设置，变截面宽度方向的两侧分别设置有第一可压缩材料2，第一可压缩材料2的外侧与连接段的外侧平齐；限位块4沿芯材1长度方向的两端分别设置有第二可压缩材料3，第二可压缩材料3的自由端与同侧的套筒盖板5内侧接触，第一可压缩材料2与第二可压缩材料3材料可以不同，也可以相同，在本实施例中，两者形状尺寸有区别，材料一样，均采用软质聚氨酯泡沫绵制成。

所述受拉限位装置通过以下方式实现，如图1所示，限位块4焊接在芯材两侧，如图5和图6所示，芯材1上的限位块4与套筒盖板5有一个空隙。芯材1正常工作时，与普通屈曲约束支撑相似，滞回耗能。当芯材1被拉断时，限位块4与套筒5接触，依然可以提供拉力，防止支撑脆性破坏带来的危害。由于两端的限位块4呈中心对称设置在芯材1上，不会将芯材1上的轴力传递到套筒6上。使套筒6不受压力，防止套筒6屈曲。

本实用新型装配方法如下：

1.装配第一步，芯材1装配，如图1所示，将限位块4焊接于一字型的芯材1上，在限位块4上下放置第二可压缩材料3，在芯材变截面处放置第一可压缩材料2。

2.装配第二步，如图2所示，将组装好的芯材1放入套筒6中，套筒6一端焊接套筒盖板5，然后灌入混凝土7，再在套筒6另一端焊接套筒盖板5封口，最后组装完成。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。