两边约束一字形纯钢屈曲约束支撑及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种两边约束一字形纯钢屈曲约束支撑及其制作方法，两边约束一字形纯钢屈曲约束支撑包括横截面为一字形的芯板以及套设在所述芯板上的外围约束套筒，所述外围约束套筒的内壁上相对设置两对轴向延伸的槽钢，所述槽钢的开口面或背面与外围约束套筒的内壁固定连接，并且同侧的槽钢间设有间隙，所述芯板卡设在所述间隙内。本两边约束一字形纯钢屈曲约束支撑通过将芯板的两侧分别卡设在两个约束件的卡槽内实现线接触约束，提高并且利用了芯材抗局部屈曲的能力，不必填充约束料，使得自重大大降低，钢材利用率很高，从而达到了较好的经济性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑结构抗震防灾
，属于结构减震被动控制范畴，具体涉及一种，可用于建筑结构中抵抗水平地震作用，提高结构抗震性能。
技术介绍
地震灾害的强随机性与破坏性，会给人类的生命财产安全带来巨大威胁。结构在地震中倒塌的主要原因是其自身的耗能能力不足以消耗地震输入能量，从而导致结构的节点、梁、柱等关键部件发生疲劳损伤断裂破坏。为建筑结构附加耗能减震装置是减小结构地震损伤有效手段，其可使损伤集中于耗能减震装置本身，从而起到保护主体结构，减小结构 关键部位构件损伤的作用。屈曲约束支撑是金属耗能减震装置的一种，其通过耗能核心单元轴向拉压屈服的高效耗能机制，耗散地震输入能量。通常屈曲约束支撑有两种主要形式，BP(I)钢管混凝土型屈曲约束支撑；(2)纯钢型屈曲约束支撑。纯钢型屈曲约束支撑较钢管混凝土型屈曲约束支撑轻，加工速度快，精度易控制，质量易保证。屈曲约束支撑的核心单元在轴向压力作用下有两种屈曲破坏模式，即整体屈曲与局部屈曲。现有的纯钢型屈曲约束支撑，都是通过加劲板等构造措施限制了核心单元的这两种屈曲破坏模式的发生。常见的核心单元有“一”字形板和“十”字形组合断面等。但是，现有的纯钢型屈曲约束支撑在设计时都忽略了一个重要问题，即没有利用核心单元自身抵抗局部屈曲的能力，加劲约束措施一般采用面面接触，即加劲约束单元在核心单元的整个外表面都紧贴约束，这将不可避免地造成钢材的浪费。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种无须使用填充材料，完全通过自身构造起到稳定约束作用的，用于解决现有技术中的上述问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种两边约束一字形纯钢屈曲约束支撑，包括横截面为一字形的芯板以及套设在所述芯板上的外围约束套筒，所述外围约束套筒的内壁上相对固定设置两个轴向延伸的约束件，每个约束件上具有一条轴向延伸的卡槽，所述芯板的两侧分别卡设在所述两个卡槽内。进一步地，所述约束件由两块槽钢并排构成，所述卡槽由两块槽钢之间的间隙构成。进一步地，所述槽钢的开口面与所述外围约束套筒的内壁贴合并且固定连接。进一步地，所述外围约束套筒的横截面为方形。进一步地，还包括固定在所述芯板两端的多块加劲板，所述加劲板为自所述芯板表面的中心线向外延伸至与所述外围约束套筒的内壁相接触的平板。进一步地，所述加劲板与所述芯板垂直固定。进一步地，所述加劲板位于所述外围约束套筒最内侧的侧边与所述芯板间的夹角为锐角。本专利技术还提供一种上述两边约束一字形纯钢屈曲约束支撑的制作方法，包括以下步骤(1)制作两个具有卡槽的约束件，所述卡槽的槽宽为芯板厚度；(2)制作拼装外围约束套筒的各壁板，将所述两个约束件分别焊接在组成外围约束套筒并且相对设置的两块壁板上；(3)将芯板的两侧插入所述两个约束件的卡槽内并且固定；(4)将所述各壁板拼装成所述外围约束套筒，并且用对接焊缝焊接固定。进一步地，上述步骤(I)中，所述约束件由两块槽钢并排构成，所述卡槽由两块槽钢之间的间隙构成。进一步地，在进行步骤(3)前，在所述芯板两端的两表面焊接加劲板。··通过以上技术方案，本专利技术具有以下技术效果本专利技术通过利用芯材自身抗局部屈曲的能力，实现芯材屈服而不屈曲的耗能机制，可极大地提高钢材利用效率，减小钢材用量，提高经济性。因此本两边约束一字形纯钢屈曲约束支撑通过将芯板的两侧分别卡设在两个约束件的卡槽内实现线接触约束，提高并且利用了芯材抗局部屈曲的能力，不必填充约束料，使得自重大大降低，钢材利用率很高，从而达到了较好的经济性。同时芯材屈服前可为结构提供较大的抗侧刚度与承载能力，其作用同普通钢支撑，但由于本专利技术不会发生整体失稳破坏，材料利用效率更高；芯材屈服后可耗散大量地震输入能量，为结构提供附加阻尼，是一种性能优良的金属阻尼器。附图说明图I为本专利技术两边约束一字形纯钢屈曲约束支撑的示意图。图2为图I中A-A向的俯视图。 图3为图I中B-B向的侧视图。图4为沿图I中C-C的横截面图。图5为沿图I中D-D的横截面图。图6为沿图I中E-E的横截面图。图7为沿图I中F-F的横截面图。图8为本专利技术在建筑结构中的布置方式示意图。元件标号说明I-芯板；2-槽钢；3_外围约束套筒；4-加劲板；5-两边约束一字形纯钢屈曲约束支撑。具体实施例方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。请参阅图I至图8。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。图I及图7示出了本专利技术两边约束一字形纯钢屈曲约束支撑的一种实施方式，包括横截面为一字形的芯板I以及套设在芯板上的外围约束套筒3，外围约束套筒的内壁上相对固定设置两个轴向延伸的约束件，每个约束件上具有一条轴向延伸的卡槽，芯板I的两侧分别卡设在两个卡槽内。根据我国《钢结构设计规范》，若仅在“一”字形核心单元的两侧边采用线接触约束，并保证核心钢板的宽厚比不大于3(/235//v (fy为钢材屈服强度标准值)就能使其不发生局部屈曲。本专利技术正是采用该原理制作，通过将芯板卡设在约束件卡槽中实现线接触约束使芯板不发生局部屈伸。 下面结合上述原理进一步阐述，芯板的屈曲分为整体屈曲和局部屈曲，整体屈曲为芯板以一个正弦曲线半波的形式弯曲失稳，局部屈曲为芯板的边缘发生波浪状的失稳破坏。因此通过约束件的卡槽夹紧芯板用以约束芯板在受压的情况下屈曲，既能防止其发生局部屈曲，也能防止整体屈曲，提高芯板的屈曲承载能力，使其大于芯板的屈服承载力，这样就能使芯板在受压情况下先发生屈服，不发生屈曲，从而达到屈服耗能的目的。本实施例中约束件由两块槽钢2并排构成，两块槽钢之间留有间隙构成上述卡槽。采用槽钢一方面因为其开口槽结构可以节省材料，减轻重量，另一方面槽钢2可以提供良好的抗侧力。并且理论上槽钢2的开口面方向并无严格限制，若采用槽钢背面固定，槽钢侧壁略显单薄，若采用槽钢开口面与外围约束套筒的内壁固定连接，则可形成一个闭合截面，提供的抗侧力较大，可以提供更好的约束效果，故优选槽钢的开口面与外围约束套筒的内壁固定连接(图3所示)。外围约束套筒3作为屈曲约束支撑的重要组成部分，需要有足够的抗弯强度，才能确保芯板处于较为理想的轴向拉、压受力状态并产生抗压塑性变形，从而使得屈伸约束支撑发挥优越的耗能性能。理论上外围约束套筒的横截面可以是圆形的也可以是方形的，但是考虑到采用方形截面的外围约束套筒，其壁板可以和槽钢2垂直焊接，方便约束芯板I ;若采用圆形截面的外围约束套筒3，则必须对槽钢2进行切削，才能保证和芯板接触的槽钢面是平行的，加工起来比较复杂，故优选外围约束套筒3的横截面为方形。(图5所示)同时为加强外围约束本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两边约束一字形纯钢屈曲约束支撑，包括横截面为一字形的芯板以及套设在所述芯板上的外围约束套筒，其特征在于，所述外围约束套筒的内壁上相对固定设置两个轴向延伸的约束件，每个约束件上具有一条轴向延伸的卡槽，所述芯板的两侧分别卡设在所述两个卡槽内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，郭小康，孙飞飞，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：