一种长尺寸的全钢屈曲约束支撑结构及安装方法与流程

本发明涉及一种减震耗能构件及安装方法，尤其涉及一种长尺寸的全钢屈曲约束支撑结构及安装方法。

背景技术：

1、抗震设计是建筑结构设计的重要指标和环节。结构工程领域的学者们提出了基于结构消能假设的抗震设计，耗能减震设计力学模型简单，设计难度低。耗能构件具有滞回性能稳定、耗能能力大、长期可靠并不受环境与温度影响的特点。其中brb(屈曲约束支撑)是近年来学者提出应用在实际建筑结构中较好的减震耗能构件。

2、brb同时具备抗侧承载力与耗能减震功能，无地震时，它可作为结构支撑构件，可有效抵抗外部荷载产生的侧向力，减小结构内力，降低结构整体成本，具有良好的经济效益。在小、中地震作用下，brb可以如普通支撑构件一样提供抗侧刚度，而在中、大震作用下brb可以通过消耗地震能量来确保建筑结构的安全。brb解决了传统支撑构件通过加大截面来解决结构在地震作用时的屈曲问题，其在地震作用下具有良好的耗能效果。常规brb耗能构件由套管、芯板和位于套管与芯板之间其润滑作用的材料组成。

3、窑尾预热器框架是水泥厂的标志性建筑，高度一般在100m以上，钢结构层高高度在15m左右，斜支撑长度在15m～20m。用传统的brb支撑替换窑尾原有的支撑，会出现支撑长度过长导致支撑自重大，安装困难的情况。因此，急需开发一种自重轻、可拼装、运输便利、安装方便的brb支撑。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种自重轻、可拼装、运输便利、安装方便的长尺寸的全钢屈曲约束支撑结构；

2、本发明的另一个目的是提供上述的长尺寸的全钢屈曲约束支撑结构的安装方法。

3、技术方案：本发明所述的长尺寸的全钢屈曲约束支撑结构，包括外套筒，嵌套于外套筒内的内套筒，所述外套筒与内套筒之间沿圆周方向间隔设有若干芯板；沿圆周分布的若干芯板在外套筒和内套筒的轴向上间隔分布；所述外套筒和内套筒的一侧端部设有用于对接组合的法兰，另一侧端部设有与外套筒和内套筒端部焊接的套筒封头节点板，所述套筒封头节点板在芯板对应的位置设有开孔，芯板从套筒封头节点板开孔处伸出；伸出的芯板与芯板封头节点板焊接形成整体；所述芯板封头节点板固定有用于与建筑结构连接的端头节点板。

4、其中，内外层套筒之间径向间距为40mm～60mm。

5、其中，芯板分别与外套筒、内套筒之间的径向间距为20mm～30mm、20mm～30mm。

6、其中，芯板由若干块一字型扁钢组成，芯板采用低屈服度软钢，在两层套筒之间沿圆周均匀布置，芯板厚度、宽度与个数可根据实际应用场景计算后进行调整，以满足不同抗震需求。芯板厚度不小于外套筒和内套筒的厚度；芯板的长度优选比套筒长度长20mm，芯板的两端各伸出套筒10mm，宽度根据具体芯板个数与套筒内径确定；沿圆周分布的芯板，个数与间距可根据不同抗震要求设置。

7、其中，所述端头节点板包括端头节点板一和端头节点板二，所述端头节点板一和端头节点板二焊接组合成十字形或h形，并与芯板封头节点板焊接。

8、其中，外套筒外侧表面焊接有用于起吊的吊耳。

9、上述的长尺寸的全钢屈曲约束支撑结构的安装方法，包括以下步骤：

10、当进行整体吊装时，将上述的约束支撑结构分段运输至现场，通过法兰将各分段拼装成整体，并通过起重设备吊装就位；然后将约束支撑结构两端的端头节点板与框架预留节点对焊，安装完毕；

11、反之，则先确定安装位置，预先在安装位置的框架梁下设置吊点，然后将上述的约束支撑结构分段吊装至空中，并将分段转移至预留的梁下吊点；然后将分段吊装就位，再通过法兰将各分段在空中拼装成整体；最后将两端的端头节点板与框架预留节点对焊，安装完毕。

12、有益效果：本发明与现有技术相比，取得如下显著效果：(1)采用内外双层套筒的设计，在两层套筒之间无需填充材料，在保证结构强度的情况下具有自重轻的优势，在大跨度建筑结构的应用中自重降低更为显著，且通过端部的法兰实现自由拼接，具备运输便利、安装方便的优势。(2)芯板采用组合形式的扁钢，相较传统brb耗能结构单一个数的芯板，地震耗能效果更佳，可通过调整芯板个数与尺寸从而满足不同的抗震需求，与一字型芯板耗能构件相比，具有更强的刚度和耗能效果，与十字形芯板耗能构件相比，无需采用焊接，可以有效避免因芯板在焊接处的应力集中而导致的构件破坏失效。(3)本发明提出的brb耗能结构可采取分段制作最后现场组装的方式进行制作安装，不同分段通过法兰连接，在大跨度建筑结构的应用中，具有重量轻，运输便捷，安装难度低的优势。

技术特征：

1.一种长尺寸的全钢屈曲约束支撑结构，其特征在于，包括外套筒(101)，嵌套于外套筒(101)内的内套筒(102)，所述外套筒(101)与内套筒(102)之间沿圆周方向间隔设有若干芯板(103)；所述外套筒(101)和内套筒(102)的一侧端部设有用于对接组合的法兰(104)，另一侧端部设有与外套筒(101)和内套筒(102)端部焊接的套筒封头节点板(106)，所述套筒封头节点板(106)在芯板(103)对应的位置设有开孔，芯板(103)从套筒封头节点板(106)开孔处伸出；伸出的芯板(103)与芯板封头节点板(107)焊接形成整体；所述芯板封头节点板(107)固定有用于与建筑结构连接的端头节点板。

2.根据权利要求1所述的长尺寸的全钢屈曲约束支撑结构，其特征在于，外套筒(101)和内套筒(102)之间的径向间距为40mm～60mm。

3.根据权利要求1所述的长尺寸的全钢屈曲约束支撑结构，其特征在于，所述芯板(103)分别与外套筒(101)、内套筒(102)之间的径向间距为20mm～30mm、20mm～30mm。

4.根据权利要求1所述的长尺寸的全钢屈曲约束支撑结构，其特征在于，所述芯板(103)厚度不小于外套筒(101)和内套筒(102)的厚度。

5.根据权利要求1所述的长尺寸的全钢屈曲约束支撑结构，其特征在于，所述端头节点板包括端头节点板一(108)和端头节点板二(109)，所述端头节点板一(108)和端头节点板二(109)焊接组合成十字形或h形，并与第一节点板焊接。

6.根据权利要求1所述的长尺寸的全钢屈曲约束支撑结构，其特征在于，外套筒(101)外侧表面焊接有用于起吊的吊耳(110)。

7.根据权利要求1所述的长尺寸的全钢屈曲约束支撑结构，其特征在于，所述芯板(103)为一字型扁钢。

8.一种权利要求1所述的长尺寸的全钢屈曲约束支撑结构的安装方法，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种长尺寸的全钢屈曲约束支撑结构及安装方法，包括外套筒，嵌套于外套筒内的内套筒，外套筒与内套筒之间沿圆周方向间隔设有若干芯板；外套筒和内套筒的一侧端部设有用于对接组合的法兰，另一侧端部设有与外套筒和内套筒端部焊接的套筒封头节点板，套筒封头节点板在芯板对应的位置设有开孔，芯板从套筒封头节点板开孔处伸出；伸出的芯板与芯板封头节点板焊接形成整体；芯板封头节点板固定有用于与建筑结构连接的端头节点板。本发明采用内外双层套筒，在两层套筒之间无需填充材料，在保证结构强度的情况下具有自重轻的优势，在大跨度建筑结构的应用中自重降低更为显著，通过端部法兰实现自由拼接，具备运输便利、安装方便的优势。

技术研发人员：蒋臧杰,曹勇,高星,朱正
受保护的技术使用者：中国中材国际工程股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7