一种并联式两阶段屈曲约束支撑制造技术

本实用新型专利技术属于振动控制技术领域，具体涉及屈曲约束支撑。一种并联式两阶段屈曲约束支撑，由内到外主要包括核心棒材、核心管材、无粘结材料、外约束构件，其特征在于：所述核心棒材、核心管材由至少三个弹性段和两个屈服段交替连接组成；三个弹性段分别位于核心棒材和核心管材的中间和两端；所述核心管材两端的弹性段设有二阶段启动装置。本实用新型专利技术中，通过设置二阶段启动装置，在核心棒材屈服变形到一定程度时，激活核心管材加入工作，实现屈曲约束支撑的两阶段工作机制，两阶段相互防屈曲约束机制使支撑具有对称且稳定的两阶段滞回曲线，具有烈度和楼层自适应性。具有烈度和楼层自适应性。具有烈度和楼层自适应性。

A parallel two-stage buckling restrained brace

【技术实现步骤摘要】
一种并联式两阶段屈曲约束支撑


[0001]本技术属于振动控制
，具体涉及屈曲约束支撑。

技术介绍

[0002]屈曲约束支撑是一种典型的位移型金属效能器，具有耗能能力强，滞回曲线饱满，拉压性能相同，疲劳性能好等特点，是目前应用最为广泛的消能减振技术之一。屈曲约束支撑主要由核心单元，约束单元和无粘结层组成，其基本原理是核心单元作为拉压主要受力耗能构件；外置约束单元，用于防止核心单元在受压过程中发生屈曲；无粘结层设置在核心单元和约束单元之间，避免核心单元因受压膨胀与约束单元之间产生摩擦而使后者承受轴向荷载。
[0003]屈曲约束支撑于上世纪90年代开始被应用于建筑结构中，经过不断地创新发展，已经出现了各种各样的形式，包括：以核心单元材料区分，如：低屈服点钢材、铝合金等；以核心单元横截面区分，如：一字形、十字形等；以核心单元构造区分，如：狗骨型、鱼骨型等；以无粘结层材料区分，如：橡胶、纯空气间隙等；以约束单元区分，如：钢管混凝土、装配式全钢等。然而，大多数屈曲约束支撑存在以下不足：一是只有一个屈服阶段，在多遇地震下设计为不屈服，仅为结构提供附加刚度和强度，没有耗能能力。二是在罕遇地震下支撑发生屈服，刚度骤减，不能继续为结构提供足够的抗侧刚度，因而容易导致楼层变形集中，形成薄弱层。
[0004]针对上述不足，潘鹏等研发了双屈服点屈曲约束支撑，主体为两段串联的普通屈曲约束支撑，其中小吨位支撑的屈服强度低，屈服位移小；大吨位支撑屈服强度高，屈服位移大。既可以实现多遇地震下的屈服耗能，也可以保证楼层变形均匀分布。但是，该双屈服点屈曲约束支撑仍有两点不足：（1）如果在长持时多遇或设防地震下，小吨位支撑失效，而大吨位支撑仍保持弹性，材料利用率很低；（2）双屈服点屈曲约束支撑的性能（即：大、小吨位支撑的刚度比和强度比）只能通过截面尺寸进行调节，受到较大限制。苗启松等研发了一种并联式双屈服点屈曲约束支撑，但是，该支撑只能弥补上述不足（1），而且由于构造问题在受拉和受压过程将表现出不对称的滞回性能，此外，由于端部螺栓的预紧力作用，两个核心钢板受力将不独立。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于弥补现有屈曲约束支撑存在的缺陷，提供一种并联式两阶段屈曲约束支撑，能够在多遇、设防、罕遇甚至极罕遇地震作用下对结构，或在同一烈度下对结构不同楼层进行不同阶段的消能减振，其具有烈度和楼层适应性。
[0006]为实现上述目的，本技术采用的技术手段是：一种并联式两阶段屈曲约束支撑，由内到外主要包括核心棒材、核心管材、无粘结材料、外约束构件，所述核心棒材、核心管材由至少三个弹性段和两个屈服段交替连接组成；三个弹性段分别位于核心棒材和核心管材的中间和两端；所述核心管材两端的弹性段设有二阶段启动装置。
[0007]进一步优选地，所述二阶段启动装置包括开设在所述核心管材两端的弹性段上的长条孔、开设在所述核心棒材两端的弹性段上的圆形孔，以及穿过所述长条孔和圆形孔的固定部件。
[0008]进一步优选地，所述的核心棒材、核心管材中间的弹性段及外约束构件的相应位置设置圆形孔。
[0009]进一步优选地，所述核心棒材两端的弹性段设有连接单元，所述连接单元位于二阶段启动装置的外侧，用于连接建筑结构。
[0010]进一步优选地，所述外约束构件的两端位于所述二阶段启动装置的内侧。
[0011]本技术的并联式两阶段屈曲约束支撑，具有的有益效果是：
[0012]（1）两阶段性能可调节性好，具有烈度和楼层自适应性；
[0013]（2）两阶段相互防屈曲约束机制使支撑具有对称且稳定的两阶段滞回曲线；
[0014]（3）长条孔的设置可实现两种耗能钢材性能发挥最大化；
[0015]（4）装配式屈曲约束支撑，构造简单且易加工，震后损坏可局部更换或完全更换。
附图说明
[0016]图1 为本技术的并联式两阶段屈曲约束支撑剖面图；
[0017]图2 为本技术的并联式两阶段屈曲约束支撑的立体装配图；
[0018]图3 为核心棒材的结构示意图；
[0019]图4 为核心管材的结构示意图；
[0020]图5 外约束构件的结构示意图；
[0021]图6 为图1中沿剖切线的剖视图：（a） A
‑
A剖视；（b）B
‑
B剖视图；
[0022]图7为二阶段启动装置的工作原理；
[0023]图中标号：1 核心棒材屈服段，2 核心棒材弹性段，3 核心管材屈服段，4 核心管材弹性段，5 外约束构件，6 无粘结材料，7 高强螺栓，8 连接段，9 二阶段启动装置，10 圆形螺栓孔，11 长条螺栓孔。
具体实施方式
[0024]为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施例，对本技术进行更详细的说明。附图中给出了本技术的较佳的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术公开内容的理解更加透彻全面。
[0025]实施例1：本实施例提供的并联式两阶段屈曲约束支撑，如图1和2所示，主要由核心棒材，核心管材，外约束构件5，无粘结材料6和二阶段启动装置9组成。
[0026]如图3所示，核心棒材的主体结构由核心棒材屈服段1、核心棒材弹性段2交替连接组成。在两端的核心棒材弹性段2外端设有连接单元8。核心棒材弹性段2和连接单元8采用挤压成型工艺将较大管径的钢管与通长圆钢通过挤压工艺成型，连接单元8加工有外螺纹，可通过大型螺栓套筒与建筑结构相连。
[0027]分别在两端和中间的核心棒材弹性段上开设圆形螺栓孔10，其中两端的圆形螺栓孔10是为了构造二阶段启动装置，中间的圆形螺栓孔10是为了通过高强螺栓7将核心棒材
与其他构件相连，如：核心管材和外约束构件。
[0028]如图4所示，核心管材主要由核心管材屈服段3和核心管材弹性段4组成。核心管材弹性段4与核心管材屈服段3也是采用挤压成型的工艺将较大管径钢管与较小管径的通长钢管加工成整体。分别在两端的核心管材弹性段上设置长条螺栓孔11，在中间的核心管材弹性段上设置圆形螺栓孔10，其中长条螺栓孔11是为核心棒材提供充足的变形空间，同时也是二阶段启动装置的重要构造。圆形螺栓孔10是为了通过高强螺栓7将核心管材与其他构件相连，如：核心棒材和外约束构件。
[0029]二阶段启动装置9包括长条螺栓孔11、核心棒材两端的圆形螺栓孔10和穿过二者的高强螺栓7。该处的高强螺栓7不仅起到连接核心棒材和核心管材的作用，同时在核心棒材发生形变时提供导向作用。
[0030]图样5所示，外约束构件5是一根通长钢管，在其中部设置圆形螺栓孔10，便于与核心棒材、核心管材相连。
[0031]如图1和2所示，核心棒材的连接单元8位于二阶段启动装置9的外侧，外约束构件5位于二阶段启动装置9内侧，即两端的两个二阶段启动装置9之间。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并联式两阶段屈曲约束支撑，由内到外主要包括核心棒材、核心管材、无粘结材料、外约束构件，其特征在于：所述核心棒材、核心管材由至少三个弹性段和两个屈服段交替连接组成；三个弹性段分别位于核心棒材和核心管材的中间和两端；所述核心管材两端的弹性段设有二阶段启动装置。2.根据权利要求1所述的并联式两阶段屈曲约束支撑，其特征在于：所述二阶段启动装置包括开设在所述核心管材两端的弹性段上的长条孔、开设在所述核心棒材两端的弹性段上的圆形孔，以及穿过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚俊，戴靠山，邵永波，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：