一种摩擦—防屈曲耗能支撑制造技术

本专利涉及一种新型的结构构件，具体涉及一种摩擦—防屈曲耗能支撑，所述支撑具有摩擦耗能以及防屈曲耗能双重功能。所述摩擦—防屈曲耗能支撑中部为摩擦耗能段L1，两端为防屈曲耗能段L2，所述摩擦—防屈曲耗能支撑包括两个内芯100、两组防屈曲约束构件200、一组摩擦约束构件300。本专利解决防屈曲支撑在风荷载或者小震情况下屈服耗能会导致防屈曲支撑的检修和更换周期缩短、增加整体结构的后期维护和使用费用这一问题。

【技术实现步骤摘要】
一种摩擦—防屈曲耗能支撑
本专利技术涉及一种新型的结构构件，具体涉及一种具有摩擦耗能以及防屈曲耗能双重功能的全钢支撑。
技术介绍
防屈曲支撑作为一种金属阻尼器，以其稳定的力学性能以及优异的耗能能力而被广泛地应用于建筑结构之中。依靠钢质耗能内芯的弹塑性变形，防屈曲支撑可以有效耗散掉作用在主体结构上的外部能量，起到主体结构“保险丝”的作用。防屈曲支撑耗能的同时也是耗能内芯塑性损伤累积的过程，当塑性损伤累积到一定程度后，防屈曲支撑的耗能内芯不可避免会发生疲劳断裂。在实际情况中，建筑结构主要承受的是风荷载及小震作用，经历中震或者大震的概率很低。使防屈曲支撑在风荷载或者小震作用下便屈服耗能虽然能够增加结构的安全性以及舒适度，但带来的问题是防屈曲支撑的检修和更换周期需要大幅缩短，从而导致整体结构的后期维护和使用费用明显增加。
技术实现思路
本专利技术为了解决防屈曲支撑在风荷载或者小震情况下屈服耗能会导致防屈曲支撑的检修和更换周期缩短、增加整体结构的后期维护和使用费用这一问题，提出了一种新型的结构构件。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下所述：一种摩擦—防屈曲耗能支撑，中部为摩擦耗能段L1，两端为防屈曲耗能段L2，所述摩擦—防屈曲耗能支撑包括两个内芯100、两组防屈曲约束构件200、一组摩擦约束构件300；内芯100为局部段翼缘切削处理的H型钢，所述内芯100两端未切削段的一端的翼缘上制有若干椭圆形长孔，并在该端喷砂处理后粘贴摩擦材料，该喷砂处理端部分为所述内芯100的摩擦耗能段内芯110，所述内芯100的局部段翼缘切削端部分为所述内芯100的防屈曲耗能段内芯120；防屈曲约束构件200包括两块U型槽钢201、两块盖板202、四块垫块203和若干高强螺栓10，两块U型槽钢201分别嵌入所述内芯100的防屈曲耗能段内芯120的凹槽101内，四块垫块203在上下两块盖板201的夹持下分别嵌入所述内芯100翼缘切削部的间隙内，其中，所述垫块203的厚度略大于所述内芯100的翼缘厚度，所述U形槽钢201的高度略小于所述内芯100的凹槽101的高度，使得所述内芯100和防屈曲约束构件200之间留有间隙，同时，所述U型槽钢201、盖板202、垫块203的对应位置均制有用于装配高强螺栓10的圆孔，然后，用高强螺栓10将上述防屈曲约束构件200定位在所述内芯100的防屈曲耗能段内芯120四周并拧紧，此时，完成防屈曲耗能段L2组装；依上述相同步骤再次组装一个防屈曲耗能段L2；摩擦约束构件300包括两块摩擦U型槽钢301、两块摩擦盖板302若干高强螺栓10，并且所述摩擦U型槽钢301、摩擦盖板302与所述内芯100的接触面上均喷砂处理后粘贴摩擦材料，然后，将两个防屈曲耗能段L2的摩擦耗能段内芯110端相对布置，并且二者之间不接触留有间隙以保证足够的变形空间，间隙长度值为d1，同时，所述摩擦U型槽钢301、摩擦盖板302上制有椭圆形长孔，并且所述椭圆形长孔的个数、尺寸及布置位置与所述内芯100的摩擦耗能段内芯110翼缘上的椭圆形长孔一一对应，将两块所述摩擦U型槽钢301在两块摩擦盖板302上下夹持下分别嵌入两个防屈曲耗能段L2的摩擦耗能段内芯110的凹槽101内连接两个防屈曲耗能段L2，然后装配高强螺栓10并拧紧使两个防屈曲耗能段L2紧密连接，此时，完成所述摩擦—防屈曲耗能支撑的组装，其中，所述摩擦约束构件300定位的所述摩擦—防屈曲耗能支撑的中段部为摩擦耗能段L1；同时，所述摩擦约束构件300与两组防屈曲约束构件200之间不接触留有间隙以保证足够的变形空间，间隙长度值为d2，且间隙值d2不小于d1，同时，所述摩擦耗能段L1的起滑力设计值小于防屈曲耗能段L2的屈服力设计值防止所述摩擦—防屈曲耗能支撑过早进入塑性耗能阶段，其中，所述摩擦耗能段L1的长度Lf、高强螺栓10的尺寸、个数、预紧力以及椭圆形长孔的开孔长度需要根据结构分析得到的起滑力和变形能力需求加以确定，从而设计出符合所述摩擦—防屈曲耗能支撑需要的起滑力，并且防屈曲耗能段L2的H型钢内芯100的翼缘切削宽度需要根据结构分析得到的设计屈服力确定，从而设计出符合所述摩擦—防屈曲耗能支撑需要的屈服力。优选，所述垫块203的厚度略大于所述内芯100的翼缘厚度，所述U形槽钢201的高度略小于所述内芯100的凹槽101的高度，使得所述内芯100和防屈曲约束构件200之间留有间隙，间隙值为1mm-2mm。本专利技术的创新之处及优点具体体现在以下方面：(1)在摩擦耗能段L1起滑之前，所述支撑作为普通抗侧支撑使用，为主体结构提供稳定的抗侧刚度；(2)与普通防屈曲支撑相比，所述支撑可以实现风荷载或者小震作用下便能进行耗能但却不产生塑性损伤累积，从而明显提高所述支撑的使用寿命，进而降低整体结构的后期维护和使用费用；(3)与普通的摩擦耗能支撑相比，在中震或者大震情况下，所述支撑不仅可以耗散地震能量、减小地震作用，还可以为结构提供一定的抗侧刚度，从而提高整体结构的安全性能；(4)本专利技术提出的所述支撑所有部件均采用装配成型，可以在仅拆除部分约束构件的情况下便完成日常使用过程中的检修维护以及震后的鉴定加固，从而能够有效降低结构维护对建筑使用功能的影响。附图说明为使本专利技术的目的、特性和优点更加明确，下面结合附图就本专利技术的最佳实施方式做详细说明。图1为本专利技术的内芯100的加工示意图，其中，图1中的图(1)所述内芯100为H型钢，图(2)为所述H型钢局部的翼缘切削后示意图，图(3)为所述H型钢端部翼缘开椭圆形长孔示意图，图(4)为所述H型钢开椭圆形长孔的端部喷砂处理并粘贴摩擦材料示意图。图2为本专利技术的防屈曲耗能段L2的组装示意图。图3为本专利技术的防屈曲耗能段L2组装后的示意图，其中，图3中的图3(1-1)、图3(2-2)、图3(3-3)、图3(4-4)分别为防屈曲耗能段L2组装后截面示意图。图4为本专利技术的摩擦耗能段L1组装示意图。图5为本专利技术的一种摩擦—防屈曲耗能支撑的整体示意图，其中，图5中的图5(5-5)、图5(6-6)分别为摩擦耗能段L1的截面示意图。图1-5中的数字标识说明：摩擦耗能段L1，防屈曲耗能段L2；内芯100，防屈曲约束构件200，摩擦约束构件300，高强螺栓10；内芯100中的凹槽101，摩擦耗能段内芯110，防屈曲耗能段内芯120；防屈曲约束构件200中U型槽钢201，盖板202，垫块203；摩擦约束构件300中摩擦U型槽钢301，摩擦盖板302；摩擦耗能段L1的长度Lf。再者，本专利技术中所提到的方向用语，例如，上、下、前、后、左、右、内、外、顶、高、低、高度、厚度等，仅是按照附图中的方向为所指。进一步举例说明的是，如，垫块203的厚度或内芯100的翼缘厚度是按照附图中上下方向的厚度，U形槽钢201的高度或内芯100的凹槽101的高度是按照附图中上下方向的高度。因此，使用方向用语是用于说明及理解本专利技术，而非用于限制本专利技术。具体实施方式实施例1一种摩擦—防屈曲耗能支撑的制备实施过程。参照图1至图5所示，具有摩擦耗能以及防屈曲耗能双重功能的一种摩擦—防屈曲耗能支撑的具体实施过程按以下步骤进行：第一步，内芯100的加工，即H型钢内芯的加工。如图1所示：首先，对H型钢局部范围内的翼缘进行切削，如图1中(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摩擦—防屈曲耗能支撑，其特征在于所述摩擦—防屈曲耗能支撑中部为摩擦耗能段L1，两端为防屈曲耗能段L2，所述摩擦—防屈曲耗能支撑包括两个内芯(100)、两组防屈曲约束构件(200)、一组摩擦约束构件(300)；内芯(100)为局部段翼缘切削处理的H型钢，所述内芯(100)两端未切削段的一端的翼缘上制有若干椭圆形长孔，并在该端喷砂处理后粘贴摩擦材料，该喷砂处理端部分为所述内芯(100)的摩擦耗能段内芯(110)，所述内芯(100)的局部段翼缘切削端部分为所述内芯(100)的防屈曲耗能段内芯(120)；防屈曲约束构件(200)包括两块U型槽钢(201)、两块盖板(202)、四块垫块(203)和若干高强螺栓(10)，两块U型槽钢(201)分别嵌入所述内芯(100)的防屈曲耗能段内芯(120)的凹槽(101)内，四块垫块(203)在上下两块盖板(202)的夹持下分别嵌入所述内芯(100)翼缘切削部的间隙内，其中，所述垫块(203)的厚度略大于所述内芯(100)的翼缘厚度，所述U型槽钢(201)的高度略小于所述内芯(100)的凹槽(101)的高度，使得所述内芯(100)和防屈曲约束构件(200)之间留有间隙，同时，所述U型槽钢(201)、盖板(202)、垫块(203)的对应位置均制有用于装配高强螺栓(10)的圆孔，上述防屈曲约束构件(200)通过高强螺栓(10)定位在所述内芯(100)的防屈曲耗能段内芯(120)四周，此时，完成防屈曲耗能段L2组装；依上述相同步骤再次组装一个防屈曲耗能段L2；摩擦约束构件(300)包括两块摩擦U型槽钢(301)、两块摩擦盖板(302)若干高强螺栓(10)，并且所述摩擦U型槽钢(301)、摩擦盖板(302)与所述内芯(100)的接触面上均喷砂处理后粘贴摩擦材料，两个防屈曲耗能段L2的摩擦耗能段内芯(110)端相对布置，并且二者之间不接触留有间隙以保证足够的变形空间，间隙长度值为d1，同时，所述摩擦U型槽钢(301)、摩擦盖板(302)上制有椭圆形长孔，并且所述椭圆形长孔的个数、尺寸及布置位置与所述内芯(100)的摩擦耗能段内芯(110)翼缘上的椭圆形长孔一一对应，将两块所述摩擦U型槽钢(301)在两块摩擦盖板(302)上下夹持下分别嵌入两个防屈曲耗能段L2的摩擦耗能段内芯(110)的凹槽(101)内连接两个防屈曲耗能段L2，并通过高强螺栓(10)使两个防屈曲耗能段L2紧密连接，即得所述摩擦—防屈曲耗能支撑，其中，所述摩擦约束构件(300)定位的所述摩擦—防屈曲耗能支撑的中段部为摩擦耗能段L1；并且，所述摩擦约束构件(300)与两组防屈曲约束构件(200)之间不接触留有间隙以保证足够的变形空间，间隙长度值为d2，且间隙值d2不小于d1；同时，所述摩擦耗能段L1的起滑力设计值小于防屈曲耗能段L2的屈服力设计值。...

【技术特征摘要】
1.一种摩擦—防屈曲耗能支撑，其特征在于所述摩擦—防屈曲耗能支撑中部为摩擦耗能段L1，两端为防屈曲耗能段L2，所述摩擦—防屈曲耗能支撑包括两个内芯(100)、两组防屈曲约束构件(200)、一组摩擦约束构件(300)；内芯(100)为局部段翼缘切削处理的H型钢，所述内芯(100)两端未切削段的一端的翼缘上制有若干椭圆形长孔，并在该端喷砂处理后粘贴摩擦材料，该喷砂处理端部分为所述内芯(100)的摩擦耗能段内芯(110)，所述内芯(100)的局部段翼缘切削端部分为所述内芯(100)的防屈曲耗能段内芯(120)；防屈曲约束构件(200)包括两块U型槽钢(201)、两块盖板(202)、四块垫块(203)和若干高强螺栓(10)，两块U型槽钢(201)分别嵌入所述内芯(100)的防屈曲耗能段内芯(120)的凹槽(101)内，四块垫块(203)在上下两块盖板(202)的夹持下分别嵌入所述内芯(100)翼缘切削部的间隙内，其中，所述垫块(203)的厚度略大于所述内芯(100)的翼缘厚度，所述U型槽钢(201)的高度略小于所述内芯(100)的凹槽(101)的高度，使得所述内芯(100)和防屈曲约束构件(200)之间留有间隙，同时，所述U型槽钢(201)、盖板(202)、垫块(203)的对应位置均制有用于装配高强螺栓(10)的圆孔，上述防屈曲约束构件(200)通过高强螺栓(10)定位在所述内芯(100)的防屈曲耗能段内芯(120)四周，此时，完成防屈曲耗能段L2组装；依上述相同步骤再次组装一个防屈曲耗能段L2；摩擦约束构件...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：新型
国别省市：山东,37