一种分阶段屈服免断裂约束耗能支撑装置，包括核心单元、外约束单元和两端的连接单元，核心单元包括第一屈服钢板和第二屈服钢板，第一屈服钢板的厚度小于第二屈服钢板的厚度，第一核心段的长度长于第二核心段的长度，外约束单元包括夹持钢管、固定拉接件和钢管夹板，连接单元包括与外约束单元固定连接的插板，固定拉接件为一组连接螺栓。本实用新型专利技术是分阶段屈服屈曲约束支撑，并具有免断裂功能，小震下即可屈服耗能，并通过设置外约束单元限位装置，限值了工作单元的塑性变形，保护工作单元不发生断裂。在超大震作用下，多屈服点免断裂防屈曲支撑不会发生断裂，大大的提高了防屈曲支撑的应用范围。的应用范围。的应用范围。
【技术实现步骤摘要】
一种分阶段屈服免断裂约束耗能支撑装置
[0001]本技术涉及一种结构抗震构件，特别是一种分阶段屈服免断裂约束耗能支撑装置。
技术介绍
[0002]与传统的中心支撑相比，屈曲约束支撑的滞回曲线饱满，具备较强的耗能能力，合理设计的屈曲约束支撑不需要考虑稳定性问题，其轴向受压承载力不受长细比的影响。屈曲约束支撑由核心耗能段和外包约束构件构成，核心耗能段承受轴向压力时，利用外包约束单元对核心耗能段的横向变形进行约束，防止核心耗能段发生屈曲，使其能在轴力作用下发生全截面屈服，在拉伸和压缩方向获得对称的受力性能。屈曲约束支撑具有减震机理明确、减震效果明显、安全可靠、经济合理的特点，可以满足不同结构的抗震要求。在正常使用状态及小震作用下，屈曲约束支撑为建筑结构提供抗侧刚度，起到普通支撑的作用；在大震作用下，屈曲约束支撑可通过其反复拉压滞回耗散地震输入的能量。由于屈曲约束支撑良好的滞回性能，在工程中得到广泛应用。
[0003]屈曲约束支撑的耗能段为主要受力单元，一般由低屈服点的钢材制成，约束单元提供约束机制，以防止耗能单元受轴压时发生整体失稳或局部屈曲，其可采用钢管混凝土、钢筋混凝土外套、圆型或多边形钢管等，无粘结材料在耗能单元和约束单元之间提供滑动界面，使屈曲约束支撑在受拉与受压时尽可能有相似的力学性能，避免耗能单元因受压膨胀后与约束单元之间产生摩擦而造成轴力的增加。
[0004]一般情况下，屈曲约束支撑只有一个屈服段，在多遇地震作用下不屈服，只提供附加刚度，不参与耗能，在罕遇地震作用下提供附加刚度和阻尼。普通屈曲约束支撑屈服后刚度远小于初始屈服前刚度，其在大震或超大震作用下屈服后刚度减小，超出工作范围时易变形过大发生断裂，导致其瞬间丧失承载力和刚度。这种情况一般在建筑遭受超过预估的地震作用时出现，主体结构此时一般已接近倒塌，如果此时屈曲约束支撑的承载力和刚度突然丧失，很容易导致建筑物直接发生倒塌。
[0005]近几年，部分学者开始研发分阶段屈服屈曲约束支撑，在小震下屈曲约束支撑的一部分先屈服耗能，中震或大震下屈曲约束支撑的大部分区域屈服耗能，从而有效提高屈曲约束支撑抵抗不同强度地震作用的耗能能力。目前分阶段耗能屈曲约束支撑的实现方法包括采用不同耗能机理阻尼器的组合和不同耗能材料阻尼器的组合。如，欧进萍等在普通屈曲约束支撑套管和连接段之间设置摩擦阻尼器，摩擦阻尼器和屈曲约束支撑耗能段为并联关系，构成分阶段屈服的复合型消能器，由于屈曲约束支撑耗能段刚度远大于摩擦阻尼器的刚度，耗能段承担了更多的轴力，摩擦阻尼器由于刚度较小，其分担的轴力有限，影响了小震下摩擦阻尼器的消能效果；马华等采用低屈服点的耗能段和高屈服点的耗能段并联的方式，同样存在上述问题，高屈服点的耗能段刚度比低屈服点耗能段的刚度大得多，导致低屈服点耗能段耗能受到较大影响，并不能很好的实现分阶段屈服
技术实现思路
[0006]本技术的目的是提供一种分阶段屈服免断裂约束耗能支撑装置，要解决现有阶段屈服屈曲约束支撑低屈服点的耗能段和高屈服点的耗能段并联，存在高屈服点的耗能段刚度比低屈服点耗能段的刚度大，导致低屈服点耗能段耗能受到较大影响，并不能很好的实现分阶段屈服效果的技术问题；并解决在结构受到大震作用时，普通屈曲约束支撑屈服后刚度远小于初始刚度，导致结构残余变形过大，对屈曲约束支撑的刚度和消能能力需求更大的问题。
[0007]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0008]一种分阶段屈服免断裂约束耗能支撑装置，包括本体，所述本体包括核心单元、外约束单元和两端的连接单元,
[0009]所述核心单元包括分阶段屈服组合板，所述分阶段屈服组合板包括前后居中正对紧贴并固定连接的第一屈服钢板和第二屈服钢板，所述第一屈服钢板的厚度小于第二屈服钢板的厚度，所述第一屈服钢板和第二屈服钢板均是横截面为一字型的钢板，
[0010]所述本体的受力区沿纵向分为中部的核心区、核心区两侧的连接区，
[0011]所述第一屈服钢板包括位于核心区的第一核心段和位于连接区的第一连接段，
[0012]所述第二屈服钢板包括位于核心区的第二核心段和位于连接区的第二连接段，
[0013]所述第一核心段的长度长于第二核心段的长度，
[0014]所述外约束单元包括分别夹设在核心单元前后两侧的一对夹持钢管，通长排列设置的固定拉接件和两端设置的钢管夹板。
[0015]所述第一屈服钢板与第二屈服钢板的长度相同。
[0016]所述第一核心段的板宽小于第二核心段的板宽，所述第一连接段与第二连接段的板宽相同。
[0017]所述第一连接段的板宽大于第一核心段的板宽，所述第一核心段的两端部与第一连接段之间平滑过渡，
[0018]所述第二连接段的板宽大于第二核心段的板宽，所述第二核心段的两端部与第二连接段之间平滑过渡。
[0019]所述夹持钢管的横截面形状为矩形，所述夹持钢管的横截面高度与第一连接段或第二连接段的板宽相同。
[0020]所述钢管夹板的长度等于连接区的长度，钢管夹板的宽度等于核心单元与外约束单元的宽度之和。
[0021]所述固定拉接件是前后向拉接两侧构件的一组连接螺栓，对应连接螺栓的位置所述核心单元、外约束单元和连接单元上分别开有相应的连接孔，所述钢管夹板设置在连接区位置夹持钢管的上下两侧，并且紧贴居中固定连接在夹持钢管的外侧表面，
[0022]所述第一屈服钢板的第一连接段上开有供连接螺栓穿过的第一螺栓孔，
[0023]所述第二屈服钢板的第二连接段上开有供连接螺栓穿过的第二螺栓孔，
[0024]所述夹持钢管上开有供连接螺栓穿过的夹持钢管孔，两排夹持钢管孔的距离避开核心单元设置即大于核心单元位于核心区的最宽宽度。
[0025]所述第一螺栓孔为圆孔，所述第二螺栓孔为长圆孔，
[0026]所述夹持钢管孔包括位于核心区的核心螺栓孔，还包括位于连接区的连接螺栓
孔，所述核心螺栓孔为圆孔，所述连接螺栓孔为长圆孔，所述连接螺栓孔的长度大于第二螺栓孔的长度，所述连接螺栓在核心区穿过两侧的核心螺栓孔并紧固，
[0027]所述连接单元包括与外约束单元固定连接的插板，所述插板上开有供连接螺栓在连接区穿过的插板螺栓孔，所述连接螺栓在连接区穿过两侧的连接螺栓孔、插板螺栓孔以及第一螺栓孔和第二螺栓孔并紧固。
[0028]所述插板共两块，分别自两根夹持钢管的端口向内插入至夹持钢管内，所述插板的尺寸与夹持钢管的尺寸相适应，所述插板的插入位置向两根夹持钢管的中间紧靠，两块插板的插板螺栓孔上下正对，所述插板的外端面上分别固定连接有一连接板，所述连接单元还包括连接组件，所述连接板与连接组件固定连接，所述连接组件与主结构固定连接，
[0029]所述连接组件为工字钢件，包括翼缘板和腹板，所述腹板与插板空间平行，所述连接板分别固定连接在腹板的两侧，所述连接板的两端分别固定连接在翼缘板的内侧，所述连接板的长度不小于插板的宽度。
[0030]与现有技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种分阶段屈服免断裂约束耗能支撑装置，包括本体，其特征在于：所述本体包括核心单元（6）、外约束单元（3）和两端的连接单元（4）,所述核心单元（6）包括分阶段屈服组合板，所述分阶段屈服组合板包括前后居中正对紧贴并固定连接的第一屈服钢板（1）和第二屈服钢板（2），所述第一屈服钢板（1）的厚度小于第二屈服钢板（2）的厚度，所述第一屈服钢板（1）和第二屈服钢板（2）均是横截面为一字型的钢板，所述本体的受力区沿纵向分为中部的核心区、核心区两侧的连接区，所述第一屈服钢板（1）包括位于核心区的第一核心段（11）和位于连接区的第一连接段（12），所述第二屈服钢板（2）包括位于核心区的第二核心段（21）和位于连接区的第二连接段（22），所述第一核心段（11）的长度长于第二核心段（21）的长度，所述外约束单元（3）包括分别夹设在核心单元前后两侧的一对夹持钢管（31），通长排列设置的固定拉接件和两端设置的钢管夹板（7）。2.根据权利要求1所述的分阶段屈服免断裂约束耗能支撑装置，其特征在于：所述第一屈服钢板（1）与第二屈服钢板（2）的长度相同。3.根据权利要求1所述的分阶段屈服免断裂约束耗能支撑装置，其特征在于：所述第一核心段（11）的板宽小于第二核心段（21）的板宽，所述第一连接段（12）与第二连接段（22）的板宽相同。4.根据权利要求1所述的分阶段屈服免断裂约束耗能支撑装置，其特征在于：所述第一连接段（12）的板宽大于第一核心段（11）的板宽，所述第一核心段（11）的两端部与第一连接段（12）之间平滑过渡。5.根据权利要求1所述的分阶段屈服免断裂约束耗能支撑装置，其特征在于：所述第二连接段（22）的板宽大于第二核心段（21）的板宽，所述第二核心段（21）的两端部与第二连接段（22）之间平滑过渡。6.根据权利要求1
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5任意一项所述的分阶段屈服免断裂约束耗能支撑装置，其特征在于：所述夹持钢管（31）的横截面形状为矩形，所述夹持钢管（31）的横截面高度与第一连接段（12）或第二连接段（22）的板宽相同。7.根据权利要求6所述的分阶段屈服免断裂约束耗能支撑装置，其特征在于：所述钢管夹板（7）的长度等于连接区的长度，钢管夹板（7）的宽度等于核心单元（6）与外约束单元（3）的宽度之和。8.根据权利要求6所述的分阶段屈服免断裂约束耗能支撑装...
【专利技术属性】
技术研发人员：閤东东，苗启松，王涛，周笋，李培，陈曦，解琳琳，熊琛，周忠发，赵帆，
申请(专利权)人：北京市建筑设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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