一种新型低残余变形多屈服点全钢制屈曲约束支撑制造技术

本发明专利技术涉及一种新型低残余变形多屈服点全钢制屈曲约束支撑，由芯材、约束板件、填充板件和高强螺栓组成。其中，芯材由屈服点较低的钢材和高强钢共同组成的金属制芯材，通过螺栓将填充板件和约束板件相连接。芯材被包裹在填充和约束板件中来限定芯材的平面内和平面外变形，从而达到提高支撑在地震等滞回加载下变形能力和累积塑性耗能能力的效果。其次，独特的芯材设计，可以使芯材具有多个屈服点，降低芯材轴向残余变形，从而有效地减小结构层间残余变形，便于建筑结构或桥梁结构震后修复。此外，该新型低残余变形多屈服点屈曲约束支撑具有质量轻便的特性，可以减轻自重，从而降低结构的地震力。同时，支撑刚度较小，利于避免对相连节点和相邻构件造成过大的负担。

A new type of low residual deformation and multi yield point full steel buckling restrained bracing

The invention relates to a new type of low residual deformation and multi yield point full steel buckling restrained bracing, which is composed of core material, restraint plate, filling plate and high strength bolt. The core material is a metal core made up of low yield steel and high strength steel, which connects the filled plate with the restraint plate through the bolt. The core material is wrapped in filling and restraining plates to define the in-plane and out of plane deformation of core material, so as to improve the effect of deformation and accumulative plastic energy dissipation of support under seismic hysteretic loading. Secondly, the unique core material design can make the core material have multiple yield points, reduce the axial residual deformation of core material, thus effectively reduce the residual deformation between the structural layers, and facilitate the repair of building structure or bridge structure after earthquake. In addition, the new type of low residual deformation and multi yield buckling restrained bracing has the characteristic of light mass, which can reduce the weight of self and reduce the seismic force of the structure. At the same time, the support stiffness is small, which is beneficial to avoid the excessive burden on the connecting and adjacent components.

【技术实现步骤摘要】
一种新型低残余变形多屈服点全钢制屈曲约束支撑
本专利技术涉及一种新型低残余变形多屈服点全钢制屈曲约束支撑，本专利技术可以广泛应用于建筑、桥梁等结构的抗震设计以及加固改造中，通过芯材塑性变形能来吸收地震输入到结构的能量。结构震后层间残余变形对于结构的可修复性能至关重要，本专利技术专利可以在耗散地震能量的同时，有效减小结构震后层间残余变形，从而既保护主体结构的安全，又大幅提高结构的震后可修复性。
技术介绍
现有的屈曲约束支撑的约束构件大多为砂浆填充的钢管，该类型的支撑因砂浆的浇筑质量难以控制而常常性能不稳定，且其自重大，不利于工程施工安装，并且会引起结构过大的附加地震力。此外，现有的屈曲约束支撑大多数是采用软钢作为芯材,通过其轴向受力而产生轴向大塑性变形吸收地震输入到结构的能量，但是震后芯材轴向残余变形会导致结构层间残余变形过大，不利于结构震后修复。现有的研究成果显示当结构层间残余变形量小于0.5%时结构仍可修复，而现有的屈曲约束支撑会造成较大的震后层间残余变形，无法满足高烈度区建筑结构和桥梁结构的震后可修复性能要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种全钢轻质、高拉压承载能力、高延性耗能能力和高疲劳寿命的新型低残余变形多屈服点全钢制屈曲约束支撑。本专利技术提出的新型低残余变形多屈服点全钢制屈曲约束支撑，包括芯材、约束板件、填充板件、防滑键、高强螺栓和端部加劲肋，芯材由高强钢芯材和屈服点较低钢芯材组成，高强钢芯材和屈服点较低钢芯材水平放置，高强钢芯材和屈服点较低钢芯材横向上的两侧设置有端部加劲肋，高强钢芯材和屈服点较低钢芯材纵向上的两侧设置有填充板件，芯材的顶部和底部设置有约束板件，所述填充板件和约束板件通过高强螺栓连接，使芯材包裹于里面。本专利技术中，芯材和约束板件之间通过防滑键固定，防止芯材与约束板件之间的相对滑移。本专利技术中，高强钢芯材采用Q460,Q690或Q960等屈服强度高于460MPa的钢材。本专利技术中，屈服点较低钢芯材采用强度低于420MPa的钢材，如Q235,Q345和BLY225，BLY160，BLY100。本专利技术中，高强钢芯材和屈服点较低钢芯材之间的截面组合形式可以是十字形、工字形或平行放置等各种截面形式中任一种。本专利技术中，芯材端部节点处与高强钢芯材或屈服点较低钢芯材间需牢固连接，且连接方式采用焊接或螺栓连接。本专利技术中，芯材端部节点处与高强钢芯材或屈服点较低钢芯材间之间的连接方式采用不连接或连接，所述连接方式采用点焊或连续焊缝连接或螺栓连接。本专利技术中，防滑键设置于构件中间，或设置于其它位置。本专利技术的有益效果在于：首先，方案中的屈曲约束支撑主要组件由钢材制成，从而大大降低了支撑的自重。其次，通过共同采用不同等级钢材（屈服点应力不同）作为芯材，使芯材进入多屈服点状态。这样的设计，一方面在屈服点较低的钢材进入大塑性变形状态耗能时，高强钢尚处于弹性或小塑性变形状态，卸载时屈服点较低钢材会提前进入反向屈服状态，从而有效地减小芯材的残余变形。高强钢材可以有效地提高芯材承载能力，大大减小约束构件的刚度、尺寸和自重，从而利于减轻地震力。此外，多屈服点支撑刚度相对较小，利于避免对相连节点和相邻构件造成过大的负担。最后，由于低残余变形多屈服点屈曲约束支撑芯材失稳后所需侧向支撑力较小，因而芯材和约束板件之间的摩擦也较小，故也可以考虑不使用无粘结材料。附图说明图1是本专利技术（不考虑无粘结材料）的组件示意图；图2是本专利技术的装配主视图；图3是本专利技术的装配左视图；图中标号：1.高强钢芯材；2.屈服点较低钢芯材；3.防滑键；4.芯板加劲肋；5.填充板件；6.约束板件；7.高强螺栓。具体实施方式下面通过实施例结合附图进一步说明本专利技术。实施例1：以图1所示的低残余变形多屈服点屈曲约束支撑例，对该专利进行说明。芯材由屈服点较低钢芯材2和高强钢芯材1共同组成，并由约束板件6在左右两侧支撑，通过高强螺栓7将填充板件5和约束板件6相连接，芯材被包裹在填充板件5和约束板件6中。组装过程如下：先将芯材和约束板件6置于同一平面，约束板件6支撑芯材的左右两侧，然后通过高强螺栓7使填充板件5覆盖在芯材的上下侧的同时，也与约束板件6连接，最终形成整体。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型低残余变形多屈服点全钢制屈曲约束支撑，包括芯材、约束板件、填充板件、防滑键、高强螺栓和端部加劲肋，其特征在于：芯材由高强钢芯材和屈服点较低钢芯材组成，高强钢芯材和屈服点较低钢芯材水平放置，高强钢芯材和屈服点较低钢芯材横向上的两侧设置有端部加劲肋，高强钢芯材和屈服点较低钢芯材纵向上的两侧设置有填充板件，芯材的顶部和底部设置有约束板件，所述填充板件和约束板件通过高强螺栓连接，使芯材包裹于里面。

【技术特征摘要】
1.一种新型低残余变形多屈服点全钢制屈曲约束支撑，包括芯材、约束板件、填充板件、防滑键、高强螺栓和端部加劲肋，其特征在于：芯材由高强钢芯材和屈服点较低钢芯材组成，高强钢芯材和屈服点较低钢芯材水平放置，高强钢芯材和屈服点较低钢芯材横向上的两侧设置有端部加劲肋，高强钢芯材和屈服点较低钢芯材纵向上的两侧设置有填充板件，芯材的顶部和底部设置有约束板件，所述填充板件和约束板件通过高强螺栓连接，使芯材包裹于里面。2.根据权利要求1所述的一种新型低残余变形多屈服点全钢制屈曲约束支撑，其特征在于：芯材和约束板件之间通过防滑键固定，防止芯材与约束板件之间的相对滑移。3.根据权利要求1所述的一种新型低残余变形多屈服点全钢制屈曲约束支撑，其特征在于：高强钢芯材采用采用Q460,Q690或Q960屈服强度高于460MPa的钢材。4.根据权利要求1所述的一种新型低残余变形多屈服点全钢制屈曲约束支撑，其特征在于：屈服...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾良玖，项平，李瑞文，周德源，陈世鸣，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31