一种耗能屈曲约束支撑装置的制作方法

1.本实用新型涉及建筑结构工程抗震技术领域，具体是涉及一种耗能屈曲约束支撑装置。


背景技术：

2.屈曲约束支撑是一种重要的结构抗侧力构件与消能构件,近年来，在我国建筑领域得到较多的应用。其通过金属的屈服滞回来消耗地震输入能量,从而减缓主体结构的损伤。屈曲约束支撑由连接段、耗能段、约束部件、无粘结材料等各部分组成，在地震作用下,屈曲约束支撑的核心受力部件被外围约束部件有效约束避免了整体或局部失稳,可通过拉压屈服来耗散能量,如此屈曲约束支撑既能作为普通支撑,又能发挥其耗能作用,使主体结构在地震作用下不会破坏或者破坏较小，是一种较为理想的消能减震方式。
3.现有技术中的耗能屈曲约束支撑装置，由于外部约束组件受到挤压而改变位置，以此导致外部约束组件不能控制其内部的耗能芯材的变形量而促使耗能芯材过度变形，过度变形之后的耗能芯材不能再次恢复形变量，即过度变形之后的耗能芯不再具有地震耗能的作用。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种耗能屈曲约束支撑装置，可以限定各个外部约束组件的位置，以此限定耗能芯材的变形量，防止其过度变形。
5.为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
6.一种耗能屈曲约束支撑装置，该装置包括外部约束组件和限位于外部约束组件内部的耗能芯材，所述耗能芯材用于与建筑物构件相连接，其特征在于：所述外部约束组件包括依次拼接的约束件，相邻的约束件之间通过定位件拼接固定，所述定位件用于固定各个约束件彼此之间的位置以限定各个约束件围成区域的尺寸；
7.所述耗能芯材限位于各个约束件围成区域的内部。
8.进一步，所述耗能芯材包括耗能段，所述耗能段包括沿长度方向交替设置的板型耗能段和孔型耗能段，所述板型耗能段为实体耗能板材，所述孔型耗能段上并排间隔开设有耗能孔。
9.进一步，所述耗能芯材还包括位于耗能段端部的连接段，所述连接段与板型耗能段相连接；
10.所述板型耗能段和孔型耗能段构成的耗能段的屈服点低于连接段的屈服点；
11.所述连接段用于与位于耗能芯材两侧的建筑物构件相连接。
12.进一步，所述约束件的端面上均沿长度方向设置有凸起对接边部；
13.所述定位件包括设置在凸起对接边部边部上的定位孔，设置在与定位孔所在的约束件相邻的约束件相应端面上的定位杆，所述定位杆与定位孔相适配；
14.各个凸起对接边部配合各个约束件围成腔体，所述耗能芯材位于腔体内。
15.进一步优选的，所述约束件的内部设置有用于浇注混凝土的空腔，所述约束件的侧面上设置有均与空腔相连通的注浆孔和通孔，且注浆孔的高度低于通孔的高度。
16.进一步优选的，由约束件和凸起对接边部拼接而成的外部约束组件的外壁上沿环形开设有限位企口，所述定位件还包括套设在外部约束组件外壁上的且位于限位企口内部的紧固件。
17.进一步，所述耗能芯材包括耗能段，且耗能段的横截面为一字型；所述耗能段包括交替设置的板型耗能段和孔型耗能段，所述孔型耗能段的板面上并排间隔开设有耗能孔。
18.进一步优选的，所述约束件位于耗能芯材的两侧；
19.所述约束件为分段式，分段式的约束件包括中部约束段和位于中部约束段两端的端部约束段；所述端部约束段内侧面上设置有限位槽；
20.所述耗能芯材包括位于耗能段两端的连接段，所述耗能段的屈服点低于所述连接段的屈服点；
21.所述连接段的两侧板面上连接有加劲板，所述加劲板位于限位槽。
22.进一步，所述连接段用于与建筑物构件相连接的端部与加劲板构成的截面为十字型，所述连接段与耗能段相连接的端部截面为一字型，连接段一字型的端部伸入中部约束段的内部。
23.进一步优选的，所述端部约束段的端面上沿长度方向设置有端部凸起段，所述中部约束段的端面上沿长度方向设置有中部凸起段，且端部凸起段和中部凸起段相对接；
24.所述端部凸起段和中部凸起段的边部上均设置有定位孔，与定位孔所在的约束件相拼接的约束件的端面上设置有定位杆；所述定位杆位于定位孔的内部，所述定位孔和定位杆构成定位件。
25.本实用新型的有益效果如下：
26.(1)本实用新型的外部约束组件由各个约束件拼接而成，使得本实用新型的外部约束组件组装方便可靠，能够有效实现装配化。
27.但是与建筑物构件相连接的耗能芯材受到地震作用而发生变形，导致约束件受到耗能芯材的挤压而改变位置，进而导致由各个约束件拼接而成的外部约束组件内部的用于容纳耗能芯材的腔体尺寸发生变化，尺寸发生变化之后的腔体不再具有约束耗能芯材的作用。
28.本实用新型在各个约束件之间设置了定位组件，能够从各个方向固定各个约束件之间的相对位置，从而保证各个约束件即使受到耗能芯材的挤压也不会改变由它们构成的腔体的尺寸大小，从而使得腔体内部的耗能芯材的变形量控制在可恢复形变量的范围内，以此防止耗能芯材因过度变形而断裂。
29.(2)本实用新型的外部约束组件中的约束件之间通过定位杆和定位孔构造进行拼装，有效限制各个约束件纵、横向的运动。本实用新型的紧固件能够很好地将外部约束组件紧固成一个整体，避免焊接，实现装配化组装。
30.由上述分析可知，本实用新型中的由定位杆和定位孔组成的定位件，既能够方便组装外部约束组件，又能够防止各个约束件的位置发生相对改变，从而进一步防止内部的耗能芯材因过度变形而损坏。
31.(3)外部约束组件上设置有限位企口，能够有效保证紧固件的位置，避免滑动。
32.(4)本实用新型的耗能芯材的孔型耗能段设置有纵向耗能孔，合理的将本实用新型的耗能段分为孔型耗能段和板型耗能段这两个不同的耗能段，孔型耗能段能够允许该段的变形量大于板型耗能段的变形量，实现多阶段耗能，能够更好地发挥耗能减震作用。
33.(5)耗能芯材的耗能段使用低屈服点钢材，使得整个耗能芯材的变形位置控制在能够消耗地震能量的耗能段而保护其它部分不被破坏，具有良好的消能减震作用。
34.(6)各个约束件内部设有空腔，以此减轻本实用新型装置的重量；对于空腔，可以选择性注入轻质砂浆等材料，提高约束管整体刚度；约束管表面设置有注浆孔、通孔，这样的设计使得本实用新型在灌注砂浆时能够排出内部的空气，以此有效保证注浆的密实度。
35.(7)耗能芯材分为耗能段和连接段，连接段使用高强度钢材，避免耗能芯材在地震作用时连接段发生破坏；连接段有一部分在外部约束组件内，防止耗能芯材在地震作用下外部约束组件的端部发生破坏；连接段一部分在外部约束组件外，连接端板与外部约束组件之间存在一定的距离，从而保证耗能芯材在地震作用时具有良好的变形空间。
36.(8)本实用新型耗能芯材的端部由一字型的连接段和竖向设置的加劲板构成，因此耗能芯材的端部截面十字型，十字型的端部能够很好地将位于耗能芯材端部上的连接端板上的力传递到耗能芯材上，避免发生端部破坏。
37.本实用新型的连接段延伸至中部约束段内，使得耗能段在地震作用下始终处在中部约束段之内，避免耗能段在地震作用下发生约束条件突变情况。
38.本实用新型耗能芯材的连接段的截面的变化，能够有效使力合理传递到一字型的耗能段，避免发生受力集中破坏。
39.(9)本实用新型端部约束段的设计，能够为耗能芯材连接段十字形截面部分提供保护，同时为十字形部分在地震作用下的拉伸变形提供空间；中部约束段的设计，能够为耗能芯材的耗能段提供约束和保护。
40.(10)本实用新型的连接端板与外部约束组件之间存在一定的距离，从而保证耗能芯材在地震作用时具有良好的变形空间。
附图说明
41.图1为本实用新型的由四组约束件构成的耗能屈曲约束支撑装置的侧视图；
42.图2为本实用新型的图1中去掉连接端板、吊耳、耗能芯材、紧固件之后的侧视图；
43.图3为本实用新型的一体式结构的约束件的结构图；
44.图4为本实用新型的十字型耗能芯材的结构图；
45.图5为本实用新型的图1中a-a处的剖面图；
46.图6为本实用新型的由两组约束件构成的耗能屈曲约束支撑装置的侧视图；
47.图7为本实用新型的两组约束件通过连接件加固连接的示意图；
48.图8为本实用新型的分段式约束件的结构图；
49.图9为本实用新型的一字型耗能芯材的结构图；
50.图10为本实用新型的图6中b-b处的剖面图；
51.图11为本实用新型的图6中c-c处的剖面图。
52.图中标注符号的含义如下：
53.1-外部约束组件11-约束件111-中部约束段112-端部约束段
54.112a-限位槽113-凹槽114-连接件12-凸起对接边部12a-中部凸起段12b-端部凸起段13-空腔14-定位杆15-定位孔16-注浆孔17-通孔
55.18-限位企口19-减震垫
56.2-耗能芯材21-板型耗能段22-孔型耗能段23-连接段24-加劲板
57.3-连接端板4-紧固件5-吊耳
具体实施方式
58.以下结合实施例和说明书附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
59.实施例1
60.一种耗能屈曲约束支撑装置，该装置包括外部约束组件1和限位于外部约束组件1内部的耗能芯材2，耗能芯材2用于与建筑物构件相连接。
61.如图5所示，外部约束组件1包括依次拼接的四组约束件11。如图3所示，约束件11的内部设置有用于浇注混凝土的空腔13，约束件11的侧面上设置有均与空腔13相连通的注浆孔16和通孔17，且注浆孔16的高度低于通孔17的高度。
62.如图5所示，从左上角沿顺时针依次为第一组的约束件11、第二组的约束件11、第三组的约束件11、第四组的约束件11。如图3所示，每组的约束件11的端面上均沿长度方向设置有凸起对接边部12，凸起对接边部12的边部上设置有定位孔15，与凸起对接边部12所在的约束件11相邻的端面上沿长度方向依次设置有定位杆14，凸起对接边部12所在的约束件11端面以及定位杆14所在的约束件11端面均位于外部约束组件1的内侧面上。如图5所示，组装时：首先组装上半部分的第一组的约束件11和第二组的约束件11，即将第二组的约束件11上的定位杆14插入到第一组的约束件11上的定位孔15内；之后组装下半部分的第三组的约束件11和第四组的约束件11，即将第四组的约束件11上的定位杆14插入到第三组的约束件11上的定位孔15内。完成两部分的组装之后，将耗能芯材2置于两部分外部约束组件1之间，再将两部分上的相应定位杆14插入到相应定位孔15内，以此完成整个整个外部约束组件1的组装，再配合如图1所示的套设在各个约束件11外部的环形的紧固件4，即可将四组约束件11牢固的固定在一起。其中紧固件4位于如图2所示的限位企口18内，定位孔15、定位杆14、紧固件4三者构成定位件，定位件用于防止各个约束件11的位置改变而使得内部的耗能芯材2过度变形。凸起对接边部12的高度为80mm～100mm，宽度为40mm～60mm；约束件11的高度为240mm～260mm，宽度为190mm～210mm。
63.如图4所示，本实施例的耗能芯材2为十字型，耗能芯材2包括耗能段和位于耗能段两端的连接段23，耗能段包括沿长度方向交替设置的板型耗能段21和孔型耗能段22，板型耗能段21为实体耗能板材，孔型耗能段22上并排间隔开设有耗能孔。连接段23与板型耗能段21相连接。板型耗能段21和孔型耗能段22构成的耗能段的屈服点低于连接段23的屈服点，即连接段23为高强度钢材或者普通强度钢材，耗能段为低屈服点钢材。连接段23用于与位于耗能芯材2两侧的建筑物构件相连接。
64.组装之后，耗能芯材2的整个耗能段位于由四组约束件11构成的腔体内，如图5所示，耗能芯材2的耗能段与腔体的内壁之间设置有间隙，在该间隙内可以填充软玻璃这类无
粘结材料。如图1所示，连接段23从由四组约束件11组成的外部约束组件1的内部延伸至外部约束组件1的外部，连接段23位于外部约束组件1外部的端部上固定连接有连接端板3，连接端板3上开设有挂孔，挂孔用于与建筑物构件相连接。外部约束组件1的外部设置有吊耳5，通过吊耳5可以将整个装置吊装到指定位置处。
65.实施例2
66.一种耗能屈曲约束支撑装置，该装置包括外部约束组件1和限位于外部约束组件1内部的耗能芯材2，耗能芯材2用于与建筑物构件相连接。
67.本实施例中，如图6和图11所示，外部约束组件1由两组对接的约束件11组成。如图8所示，约束件11为分段式的，分段式的约束件11包括中部约束段111和位于中部约束段111两端的端部约束段112。端部约束段112内侧面上设置有限位槽112a。端部约束段112的端面上沿长度方向设置有端部凸起段12b，中部约束段111的端面上沿长度方向设置有中部凸起段12a，且端部凸起段12b和中部凸起段12a相对接。端部凸起段12b和中部凸起段12a的边部上均设置有定位孔15，与定位孔15所在的约束件11相拼接的约束件11的端面上设置有定位杆14。定位杆14位于定位孔15的内部，定位孔15和定位杆14构成定位件。
68.如图11，其中一组约束件11上的定位杆14插入到另一组约束件11的定位孔15内，另一组约束件11的定位杆14插入到其中一组约束件11的定位孔15内，再配合如图6所示的套设在两组约束件11外部的环形的紧固件4，即可将四组约束件11牢固的固定在一起。其中紧固件4位于如图7所示的限位企口18内。
69.如图7和图8所示，端部凸起段12b和中部凸起段12a相对接的边部上开设有凹槽113，凹槽113内设置有连接件114；与凹槽113所在的约束件11相拼接的约束件11上的定位杆14穿过连接件114插入到凹槽113内的定位孔15内；穿过连接件114的定位杆14包括中部约束段111上的定位杆14和端部约束段112上的定位杆14。通过连接件114将中部约束段111和端部约束段112连接在一起。如图6所示，中部约束段111和端部约束段112对接的端面之间填充有环形的减震垫19。
70.如图8所示，中部约束段111和端部约束段112的内部均设置有用于浇注混凝土的空腔13；中部约束段111内部的空腔13间隔设置，端部约束段112内部的空腔13位于限位槽112a的两侧。
71.如图9所示，耗能芯材2包括位于中部的耗能段和位于耗能段两端的连接段23，耗能段的截面为一字型，一字型的耗能段包括交替设置的板型耗能段21和孔型耗能段22，孔型耗能段22的板面上并排间隔开设有耗能孔，连接段23与板型耗能段21相连接。连接段23从远离板型耗能段21的一端至靠近板型耗能段21的一端依次为外部的连接段23和内部的连接段23，外部的连接段23的两个板面上均竖向固定有加劲板24，如图11所示，外部的连接段23与加劲板24构成的横截面为十字型，加劲板24从由两组约束件11构成的外部约束组件1的内部延伸至外部约束组件1的外部。
72.组装时，将两组外部约束组件1置于耗能芯材2的两侧，连接段23从端部约束段112延伸至中部约束段111，连接段23上的加劲板24置于端部约束段112的限位槽112a，如图10所示，耗能芯材2的一字型的耗能段置于两个中部约束段111形成的腔体内，并在腔体与整个耗能芯材2之间的间隙内填充软玻璃这类无粘结材料，完成将耗能芯材2固定在两组外部约束组件1内部的操作。