屈曲约束支撑及其节点连接板和安装方法技术

本发明专利技术属于土木工程结构减震技术领域，具体涉及一种用于减震耗能的防屈曲支撑。其包括钢芯和侧向约束单元，钢芯和侧向约束单元之间还设有表面隔离材料层，特征是钢芯两端设置连接单元，连接单元包括主连接板和辅助连接板，主连接板呈“一”字型，并且主连接板为钢芯的一部分，辅助连接板沿钢芯轴向焊接固定在主连接板的非装配表面上，并且与主连接板彼此垂直设置，辅助连接板与主连接板焊接固定时，在钢芯轴向方向，辅助连接板的外端面位于主连接板外端面的外侧。本发明专利技术结构紧凑，经济实用，带有连接单元的防屈曲支撑的焊接安装方法，简单易行，可以彻底消除安装误差对防屈曲支撑自身的消能减震性能的不良影响，十分安全可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土木工程结构减震
，具体涉及一种建筑结构构件，特别是一种用于减震耗能的屈曲约束支撑。
技术介绍
现代建筑的发展越来越趋向于高大化，因此在设计过程中必须考虑建筑结构的抗震性能，特别是位于地震高发区的建筑，尤其需要注意。除预防地震破坏外，许多建筑的设计还需要考虑抗风性能。为解决这一问题，国外一些科研人员专利技术了受压时没有屈曲发生的构件，并将它们应用在建筑结构中实现耗能抗震，业内将此类构件称为防屈曲支撑、屈曲约束支撑或防压曲支撑，为叙述方便，下文中统称为屈曲约束支撑。现有屈曲约束支撑的安装方式主要包括如下三种方式(I)销轴连接；(2)螺栓连接；(3)端面对焊。由于钢材的强 度很高，其在弹性压缩2 3_左右就进入塑性变形状态，因此屈曲约束支撑对连接的强度 和精度要求均很高，工程实践表明，现有的三种连接方式都存在着一些问题。例如，销轴连接对接精度要求极高；采用螺栓连接时，连接板端部要扩大尺寸，表面要进行粗糙处理，螺栓必须选择高强度等级(10. 9级或以上)的螺栓，因此成本较高，通常还要增设连接板，将进一步提升成本。而且利用螺栓连接影响屈曲约束支撑工作性能的因素很多，螺栓与连接孔的配合精度不易保证、螺栓需要专用的力矩扳手拧紧等等，既使如此在试验中发现仍然会打滑，这些因素很容易造成屈曲约束支撑消能减震性能的下降，甚至失效；端面对焊的方式对精度的要求较低，在经济性上也更具有优势，但是研究表明，与受力方向垂直的焊缝易产生应力集中，在循环扰力作用下易出现疲劳断裂，可靠性较低。综上所述，现有屈曲约束支撑的连接结构及安装方都存在一定的弊端，市场急需一种能够彻底解决上述问题的新屈曲约束支撑产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种更容易安装，并且安装的经济性及可靠性更好的屈曲约束支撑。本专利技术屈曲约束支撑是这样实现的，包括钢芯和侧向约束单元，钢芯由工作段、连接段和过渡段组成，工作段位于侧向约束单元内，钢芯和侧向约束单元之间还设有表面隔离材料层，其特征在于钢芯至少一端设置焊接连接单元，焊接连接单元包括主连接板、侧连接短板和辅助连接板，主连接板为钢芯的一部分，侧连接短板和辅助连接板沿钢芯轴向固定设置在主连接板的非对接表面上，侧连接短板部分位于侧向约束单元内，辅助连接板在钢芯轴向方向向外延伸至主连接板以外。其中，所述的侧连接短板与辅助连接板可以一体化设置，构成侧连接长板，侧连接长板在钢芯轴向方向向外延伸至主连接板以外；侧连接短板与辅助连接板还可以对焊成一体，构成侧连接长板，为了便于实施焊接，侧连接短板或/和辅助连接板的对接端设置焊接坡口。所述钢芯的结构多种多样，其横截面形状可以是“一”字型，也可以是“十”字形或错十字型，等各种形状。侧向约束单元的具体结构也可以多种多样，例如可以是混凝土构成的约束结构，可以是钢筋混凝土构成的约束结构，还可以是外套钢管及混凝土一起构成的约束结构等等。主连接板的端部形状可以为矩形、等腰梯形或倒“V”字形。主连接板非对接表面上设置的侧连接长板或/和侧连接短板还可以为屈曲约束支撑中钢芯的一部分，即侧连接长板或/和侧连接短板为钢芯结构向外部的延伸，其自成一体，并非将侧连接长板或/和侧连接短板后焊接固定在钢芯上，这种技术方案减少了焊缝数量，不但简化加工工序还可以避免焊接质量不佳带来的各种不良影响。为了便于安装，至少主连接板一侧非对接表面上设置的辅助连接板与主连接板间采用分体式结构，安装时辅助连接板与侧连接短板、主连接板及连接节点板分别焊接固定相连。此外，另外，主连接板的非对接表面上还可以设置限位板，限位板与主连接板上预设的侧连接长板或辅助连接板设置在同一个非对接表面上，安装过程中可以利用限位板与连接节点板配合，防止本专利技术屈曲约束支撑发生偏转，使焊接工作更容易实施。主连接板或/和辅助连接板与连接节点板的对接端面也可以设置焊接坡口，更方便焊接固定。 为了保证结构强度，主连接板的每个非对接表面上至少设置一块辅助连接板、或一块侧加强肋、或一块侧连接长板，而且主连接板的两个非对接表面上设置的辅助连接板、侧加强肋或侧连接长板的总体强度应保持相同，以使结构受力均衡，防止使用过程中出现失稳现象。需要说明的是，本专利技术屈曲约束支撑中，可以两端同时采用本专利技术所述连接单元，也可以仅一端设置所述的焊接连接单元，另一端采用现有的各种连接单元，例如铰接连接单元、螺栓连接单元、增设连接板的螺栓连接单元或端面对焊连接单元等。使用时，利用焊接连接单元与现有连接单元配合进行连接，可以通过焊接连接单元有效消除现有连接单元连接时产生的误差和间隙，使连接过程更加简单可靠。本专利技术的另一个目的在于提供一种与上述本专利技术屈曲约束支撑配合应用的连接节点板，其特征在于连接节点板上设置与屈曲约束支撑中主连接板配合的豁口。根据屈曲约束支撑中主连接板形状的不同，豁口可以呈一端开放的矩形、等腰梯形或“V”字形。为了便于实施焊接，豁口的周边还可以设置焊接坡口。本专利技术的第三个目的在于提供一种上述屈曲约束支撑的安装方法，其包括如下步骤(I)根据屈曲约束支撑的实际尺寸，在框架结构中预设的或现场焊接固定设置的连接节点板上对应主连接板的位置利用工具现场切割出相应的豁口，将豁口周边的毛刺和氧化表皮打磨清理干净；(2)将屈曲约束支撑的主连接板置于连接节点板上切割出的豁口中，找正位置后通过点焊将主连接板或/和辅助连接板与连接节点板固连在一起；(3)将屈曲约束支撑的主连接板和连接节点板沿两者之间的配合端面实施焊接固定，再将已固定设置在主连接板表面的辅助连接板与连接节点板焊接成一体，或/和将独立的辅助连接板与连接节点板及主连接板焊接成一体；(4)清除焊渣并将金属材料表面打磨清理干净，然后进行抛光，最后对裸露金属表面实施防锈处理。基于上述安装方法，步骤(I)中连接节点板上也可以预先设置豁口，再将带有豁口的连接节点板预先焊接固定或现场焊接固定设置在框架结构中，然后按步骤(2)将对应加工的屈曲约束支撑的连接板放入豁口中，再继续实施后续步骤。需要指出的是，所述主连接板的非对接表面，是指主连接板与连接节点板装配在一起实施焊接安装时，主连接板与连接节点板的豁口之间无配合关系的表面。本专利技术屈曲约束支撑，通过在钢芯至少一端设置主连接板和辅助连接板构成的焊接连接单元，可以实现与外部框架结构焊接相连时，大部分连接焊缝的延伸方向与钢芯的受力方向保持非垂直的状态，因此受力更合理，可靠性更高。此外，本专利技术屈曲约束支撑结构紧凑，需要辅助材料少，其配合应用的本专利技术连接节点板结构简单，加工方便，二者的配合应用对施工误差和加工误差适应能力强，经济实用，市场应用前景十分广阔。本专利技术屈曲约束支撑的焊接安装方法，消耗辅助材料少，简单易行，可以彻底消除安装误差对屈曲约束支撑自身的消能减震性能的不良影响，十分安全可靠。 附图说明图I为本专利技术屈曲约束支撑的结构示意图之一。图2为图I的仰视图。图3为图I的A-A剖视图。图4为图2的B-B剖视图之一。图5为图2的B-B剖视图之二。图6为框架结构及连接节点板的结构示意7为图I所示本专利技术屈曲约束支撑的安装示意图之一。图8为图7的后视图。图9为图I所示本专利技术屈曲约束支撑的安装示意图之二。图10为本专利技术屈曲约束支撑的结构示意图之二。图11为本专利技术屈曲约束支撑的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种屈曲约束支撑，包括钢芯和侧向约束单元，钢芯由工作段、连接段和过渡段组成，工作段位于侧向约束单元内，钢芯和侧向约束单元之间还设有表面隔离材料层，其特征在于钢芯至少一端设置焊接连接单元，焊接连接单元包括主连接板、侧连接短板和辅助连接板，主连接板为钢芯的一部分，侧连接短板和辅助连接板沿钢芯轴向固定设置在主连接板的非对接表面上，侧连接短板部分位于侧向约束单元内，辅助连接板在钢芯轴向方向向外延伸至主连接板以外。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹学军，孔祥斐，高向宇，涂明，仇宏志，徐节林，盖永钢，
申请(专利权)人：青岛科而泰环境控制技术有限公司，尹学军，
类型：发明
国别省市：