钢板式可调节无屈曲消能支撑制造技术

本实用新型专利技术公开了一种钢板式可调节无屈曲消能支撑，包括有轴力构件单元、屈曲约束单元和连接单元，该轴力构件单元由钢板构成，所述屈曲约束单元由钢板和螺栓构成，该螺栓将上下二块面板和左右二块侧板连接成“口”字形，并将轴力构件单元包围在中间，该轴力构件单元与屈曲约束单元之间留有可通过上述侧板厚度来调节的空隙。本实用新型专利技术具有结构尺寸可变、适用范围广、制造工艺简单、运输方便和应用灵活的优点，适合工厂标准化大批量生产和现场按需选配安装，可适用于各种土木工程建筑结构，尤其是一些负载小、安装空间小的特殊场合。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种建筑结构构件，特别涉及一种无屈曲消能支撑。
技术介绍
众所周知，现代的建筑结构都要考虑结构的抗震，尤其是建于地震区的建筑，此外结构的设计还需要考虑抗风性能，钢结构由于良好的材料性能，被广泛用于许多土木工程中。随着经济的发展和城市化进程的加快，高层建筑物的数量在不断地增加，而其中又以钢结构和钢与混凝土组合结构所占比例最大。现有建筑结构系统大多采用抗弯钢框架体系、支撑框架结构以及双重结构体系，而其中以抗弯框架体系最为常用。但是对于抗弯框架体系的高层建筑而言，由于建筑的高度而使其结构相对变柔，结构的变形往往超过规范规定的侧移限值，因此结构就需要提高整体的刚度。另外，在大地震的作用下，结构会产生过大的非线性变形，往往造成震后结构修复困难或者修复成本过高，因而不符合经济要求。支撑框架结构具有较好的经济性，但是由于传统的支撑钢结构体系在支撑受压时会产生屈曲，故往往需要加大支撑的断面以符合设计需求，从而又降低了其经济性，即便如此，仍然不能保证在强震动下避免屈曲的发生。有鉴于此，国外一些研究者开发出一种受压时没有屈曲发生的构件，称为屈曲约束支撑(Buckling-Restrained Braces)或者无屈曲消能支撑，把它们作为阻尼器使用在高层建筑结构中。目前，无屈曲消能支撑已在日本、美国、加拿大等国家得到了广泛应用。普通的支撑在承受轴向压力达到一定极限的时候就会发生屈曲现象，当屈曲发生后，支撑就失去了承载能力，无屈曲消能支撑能够在承受轴向压力时不发生屈曲，而是与受拉一样发生屈服，从而能够大量吸收输入整个体系的能量，因此可以用作为一个阻尼装置。无屈曲消能支撑一般由以下三个基本部分组成轴力构件单元，屈曲约束单元和连接单元。轴力构件单元位于轴心，屈曲约束单元环包在它的周围，连接单元在轴力构件单元的二端。当轴力构件单元受压时，由于受到外部的屈曲约束单元的约束，使轴力构件单元不会发生屈曲。当压力达到某极限时，轴力构件单元会发生屈服从而耗散输入体系的能量。无屈曲消能支撑一般是以轴心支撑的形式连接在钢结构框架的梁柱节点上的，它主要用作为结构的抗水平力(风或地震)构件。在水平荷载作用下，只要支撑不发生屈曲，它就可以吸收输入系统的能量，起到了结构的阻尼器的作用。1988年，日本建筑学会构造论文集第34B册上登载的论文《由屈曲约束混凝土和钢管约束包裹的无粘接支撑的研究》(A study on the unbondedbrance encased in buckling-restraining concrete and steel tube)中披露了一种常见的无屈曲消能支撑，其结构和安装见图1和图2。图中所示的无屈曲消能支撑10由钢板构成的轴力构件单元11、方钢管构成的屈曲约束单元12、混凝土构成的填充单元13、化学材料构成的脱粘接单元14和连接单元15组成，其一端连接在钢结构的柱20和梁30的节点上，其另一端连接在该钢框架的另一节点上。钢板11承受轴力荷载；方钢管12和混凝土13从周围对钢板11形成约束，以防止钢板11在承载到一定极限时发生屈曲；脱粘接单元14可以隔断钢板11和混凝土13，以便钢板11受压时能自由伸缩滑动并在屈服时发生变形；钢板11延伸出方钢管12的外部，并在其端部垂直地焊有直立的加固钢板16，以防止没有外部约束而可能产生的屈曲。这样钢板11的延伸端部与加固钢板16就形成了“+”字形的断面(见图2A-A剖面)从而构成连接单元15，该连接单元15与钢结构节点上伸出的由钢板构成的二相互垂直的连接板通过连接缀板和螺栓连接起来。上述现有的无屈曲消能支撑10存在不少缺点，其中有两个缺点是1、整个支撑的尺寸庞大、结构固定，不能灵活用于多种场合，尤其是负载小、空间小的部位，比如梁柱节点的近旁。2、整个消能支撑的制造比较困难。它需要将中心的钢板包裹化学脱粘接材料后悬空地放入方钢管管腔的中央，然后在钢板周围注入混凝土填充材料，而在浇注时，还要保证中心的钢板不能有偏移；此外，如果中心钢板截面很小，在制作过程中钢板就可能发生比较大的初始变形，从而影响其性能的发挥。
技术实现思路
针对现有技术适应性差、制造困难的不足，本技术提供了一种结构尺寸可变的钢板式可调节无屈曲消能支撑，其具有适应范围广、制造工艺简单和适于工厂标准化生产的优点。本技术解决其技术问题所采取的技术方案是一种钢板式可调节无屈曲消能支撑，包括有轴力构件单元、屈曲约束单元和连接单元，该轴力构件单元由钢板构成，所述屈曲约束单元由钢板和螺栓构成，该螺栓将上下二块面板和左右二块侧板连接成“口”字形，并将轴力构件单元包围在中间，该轴力构件单元与屈曲约束单元之间留有可通过上述侧板厚度来调节的空隙。本技术所述的钢板式可调节无屈曲消能支撑的连接单元由垂直地焊接在轴力构件单元端部的钢板构成，上面开设有连接通孔；所述轴力构件单元的钢板伸出屈曲约束单元外面的部分横载面增大。与现有技术相比较，本技术的屈曲约束单元由钢板和螺栓拼装而成，而不是传统的固定结构型钢，因此可以根据实际负载的需要和安装空间的大小灵活地选择合适尺寸的钢板来构成屈曲约束单元，从而扩大了其适应范围，可用于一些特殊场合；此外，结构采用的螺栓可拆卸固定方式，使本技术的制造装配简单，适合工厂标准化大批量生产方式，同时具有运输方便和可在现场按需选配安装的优点。附图说明图1是公知无屈曲消能支撑的结构和安装示意图。图2是图1中A-A、B-B、C-C处的剖面图。图3是本技术结构和外观示意图。图4是图3中D-D处剖面图。图5是本技术安装示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。首先参阅图3本技术的示意图和图4剖面图。图示的钢板式可调节无屈曲消能支撑由轴力构件单元1、连接单元2、屈曲约束单元3组成。所述轴力构件单元1由单张钢板构成；在该钢板的二端部垂直地焊接有连接单元2，该连接单元2为一块矩形钢板，上面开设有若干连接通孔7；所述屈曲约束单元3由上下两块面板4和左右两块侧板5共四块钢板连接成“口”字形，并将轴力构件单元1的钢板包围在中间(见图4)，螺栓6将上述面板4和侧板5固定在一起，在屈曲约束单元3和轴力构件单元1之间形成有空隙，该空隙可通过改变侧板5的厚度来调节大小；上述轴力构件单元1的钢板伸出屈曲约束单元3二端以外的部分宽度增加，横截面增大(见图3)。再参阅图5本技术的安装示意图，所述钢板式可调节无屈曲消能支撑01两端通过螺栓穿入连接单元2的连接通孔7固定连接在结构框架的梁02和柱03上，本技术可用于多种场合，尤其是负载小、空间位置小的部位，如梁柱节点的附近。根据应用场合承受负载的不同或安装空间的大小，本技术可选择尺寸、厚度合适的不同大小的钢板作为屈曲约束单元的面板和侧板，侧板厚度的不同可调节屈曲约束单元与轴力构件单元间的空隙大小，从而改变“口”字形屈曲约束单元的横截面大小，以适应不同大小的负载和安装空间，因此本技术具有结构尺寸可变、适应范围广的优点。另外由于主要的结构件屈曲约束单元是由可拆卸的螺栓和钢板拼装而成的，所以可以在工厂中按标准化要求进行大批量生产，然后以构件的形式方便地运输到工地，在现场上根据实际需要灵活地选用和装配，最后进行安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢板式可调节无屈曲消能支撑，包括有轴力构件单元、屈曲约束单元和连接单元，该轴力构件单元由钢板构成，其特征在于：所述屈曲约束单元由钢板和螺栓构成，该螺栓将上下二块面板和左右二块侧板连接成“口”字形，并将轴力构件单元包围在中间，该轴力构件单元与屈曲约束单元之间留有可通过上述侧板厚度来调节的空隙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢强，
申请(专利权)人：谢强，赵亮，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]