一种转换式防屈曲耗能支撑制造技术

本发明专利技术公开了一种转换式防屈曲耗能支撑，包括核心受力构件、位于核心受力构件外围的约束构件、位于核心受力构件两端的非屈服转换段，所述核心受力构件采用“一”字形截面形的钢板，核心受力构件左端的非屈服转换段包括一块左转换板、两块加劲板，核心受力构件右端的非屈服转换段包括一块右转换板、两块加劲板，所述核心受力构件和左转换版、右转换板之间分别置有压缩材料，所述左转换板、右转换板和核心受力构件之间通过上下侧的两块加劲板采用对接焊方式进行连接，所述约束构件包括端部板、套筒、填充材料。核心受力构件采用较厚的钢材，可以在保证约束构件足够约束作用的基础上，尽可能得节省材料，达到防屈曲耗能支撑最佳经济性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑工程结构减振
，尤其涉及一种转换式防屈曲耗能支撑。
技术介绍
最近几十年时间以来，防屈曲耗能支撑在美国、日本、我国台湾等国家和地区的应用较多。防屈曲耗能支撑是一种在受拉和受压状态下都不发生屈曲的支撑，与传统支撑相比具有更稳定的力学性能。通过屈曲约束支撑不仅可以提高结构的刚度和延性，而且利用钢材的滞回性能可以消耗由于水平荷载作用在结构的上的能量，对结构的抗震能力提高有很大意义。1995年神户地震后，防屈曲约束支撑体系在日本被大量使用，截至目前已经超过300栋建筑使用了防屈曲耗能支撑；在美国也有30余栋建筑应用；在我国的台湾地区应用也较多。防屈曲耗能支撑有关的技术及设计方法研究有十几年的时间，但在国内研究应用尚处于起步阶段，工程案例较少，产品应用以国外产品为主，造价很高，工程应用难以推广。到2008年运用屈曲约束支撑的建筑有几百栋，然而国内在这方面的研究尚处于起步阶段，工程案例较少，产品应用以国外产品为主，因此造价偏高。一般的防屈曲耗能支撑由五部分构成:约束屈服段、约束非屈服段、无约束非屈服段、无粘结可膨胀材料和屈服约束机构。防屈曲耗能支撑的形式多样，但工作原理基本相似。即:支撑在外力作用下，荷载全部由芯材承受，芯材在轴向拉力或压力作用下能屈服耗能，而外围的约束机构提供给芯材弯曲限制，避免芯材受压时屈曲。由于泊松效应，芯材受压时会发生膨胀，因此在芯材和约束机构之间设有缝隙，以减小芯材受力时对约束机构造成挤压。目前，现有防屈曲耗能支撑存在以下几个问题:现有产品涉及的防屈曲耗能支撑主要是通过钢板(型钢)表面涂抹一层2_厚的无粘结材料，与约束机构之间形成缝隙，缝隙的大小对约束的效果很明显，因此对制作的要求很高，故当防屈曲耗能支撑核心受力构件采用非“一”字形截面形式时，将会较大地影响约束构件对核心受力构件的约束效果。当需要设计大吨位型的防屈曲耗能支撑，抑或是在建筑有较高要求时，核心受力构件的截面厚度将很厚(采用“一”字形截面时，截面后厚度更厚)，不利于防屈曲耗能支撑和主体结构进行连接，影响了防屈曲耗能支撑与主体结构连接施工的可操作性和安全性等，使得工艺难度增大，造价上升。当防屈曲耗能支撑的核心受力构件采用较薄的截面时，防屈曲耗能支撑的外观尺寸将较大，约束装置对核心受力构件的约束作用得不到充分的利用，降低了防屈曲耗能支撑的经济性，且现有各类防屈曲耗能支撑的外观尺寸较难满足建筑要求。传统的防屈曲耗能支撑在工作时，由于外约束套筒重量很大，结构振动时芯材与外套筒容易发生滑移，从而破坏支撑
技术实现思路
本专利技术的目的在于优化现有常规防屈曲耗能支撑的构造，提供一种制作工艺、力口工工艺和安装工艺更加简便的转换式防屈曲耗能支撑，所要解决的问题是使其不仅能够保证原有的抗震性能，还能够减轻自重，简化安装工艺，确保支撑能精确加工，并保证支撑的加工质量和其与主体结构的连接质量。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种转换式防屈曲耗能支撑，包括核心受力构件、位于核心受力构件外围的约束构件、位于核心受力构件两端的非屈服转换段，所述核心受力构件采用“一”字形截面形的钢板，核心受力构件左端的非屈服转换段包括一块左转换板、两块加劲板，核心受力构件右端的非屈服转换段包括一块右转换板、两块加劲板，所述核心受力构件和左转换版、右转换板之间分别置有压缩材料，所述左转换板、右转换板和核心受力构件之间通过上下侧的两块加劲板采用对接焊方式进行连接，所述约束构件包括端部板、套筒、填充材料，所述套筒套在核心受力构件的外围，所述端部板设计成一中空的“工”字形结构，所述端部板包括两个，称为左端部板和右端部板，所述左端部板套设在左转换板靠近压缩材料那端的内侧，所述右端部板套设在右转换板靠近压缩材料那端的内侧，所述套筒、左端部板和右端部板之间形成了一个空腔，该空腔内灌注有填充材料，左转换板、右转换板伸进套筒内的部分外围包有压缩材料。进一步，所述填充材料采用细骨料混凝土、砂浆或高分子材料。进一步，所述核心受力构件的材料采用软钢或Q235钢。进一步，所述核心受力构件中部上侧和下侧外表面分别焊接有防滑装置，所述防滑装置采用凸起钢块形式或销钉形式。进一步，所述核心受力构件、左转换板、右转换板和或防滑装置的表面设置有无粘结材料。进一步，所述无粘结材料采用软玻璃、橡胶、聚乙烯、硅胶或乳胶。进一步，所述核心受力构件左端和右端的非屈服转换段的两个加劲板伸进所述套筒的端部分别设有压缩材料。进一步，加劲板同时设置在核心受力构件、左转换板、压缩材料的上侧，且同时焊接在核心受力构件和左转换板的上侧，加劲板设置在核心受力构件、左转换板、压缩材料的下侧，且同时焊接在核心受力构件和左转换板的下侧；加劲板同时设置在核心受力构件、右转换板、压缩材料的上侧，且同时焊接在核心受力构件和右转换板的上侧，加劲板设置在核心受力构件、右转换板、压缩材料的下侧，且同时焊接在核心受力构件、和右转换板的下侧。进一步，所述左端部板上设有开孔，所述左端部板通过开孔套设在所述左转换板上，所述左端部板和左转换板、套筒之间均为焊接。进一步，所述右端部板上设有开孔，所述右端部板通过开孔套设在所述右转换板上，所述右端部板和右转换板、套筒之间均为焊接，所述右转换板和右端部板之间采用硅胶填缝。进一步，所述核心受力构件的厚度为左转换板或右转换板的1.5^2.5倍。进一步，所述套筒采用圆钢管、矩形管、方钢管或采用由钢板焊接形成的箱型筒。进一步，所述套筒采用金属材料， 优先选用钢材，所述端部板选用与套筒相同的材质的材料。进一步，所述压缩材料为弹性材料，优先选用聚苯乙烯泡沫或海绵橡胶材料。进一步，所述加劲板、左转换板、右转换板与结构节点板连接时，采用焊接方式、螺栓连接方式或者销接方式。本专利技术在制作原理是:转换式防屈曲耗能支撑，“转换” 二字的含义在于将较厚的核心受力构件的两端转变成了较薄的转换板(即左转换板和右转换板)。现有技术中，这种防屈曲耗能支撑的芯材(即本专利申请中的核心受力构件)都较厚，这不但不利于防屈曲耗能支撑与外部主体结构的连接，而且非常不经济。本专利技术中的转换式防屈曲耗能支撑的核心受力构件仍然采用较厚的钢材，只是在核心受力构件的两端分别通过对焊接方式设置左转换板、右转换板，代替了现有技术中的核心受力构件整体均是相同厚度的通长设计。有意效果:核心受力构件采用较厚的钢材，可以在保证约束构件足够约束作用的基础上，尽可能得节省材料，达到防屈曲耗能支撑最佳经济性；防屈曲耗能支撑截面采用“一”字形截面形式，降低了在核心受力构件表面设置无粘结材料的工艺难度，保证了约束构件对核心受力构件的约束作用；采用非屈服过度段对较厚的芯板进行转换，转换伸出部分的板厚较薄，可以简化防屈曲耗能支撑两端与节点板之间的连接工艺，并可以节省客观的钢材用量。附图说明图1包括两个附图:Ia为本专利技术耗能支撑一个实施例整体结构示意图；Ib为图1a中A圈的放大示意图。图2包括两个附图:2a为本专利技术耗能支撑一个实施例内部直接受力结构示意图；2b为图2a中B圈的放大示意图。图3为图1中沿，H-H向的剖面图。图4为图1中沿1-1向的剖面图。图5为图2中沿J-J向的剖面图。图6为图2中沿K-K向的剖面图。图7为本专利技术中左端部板、右端部板局部放大结构示意图。图8为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转换式防屈曲耗能支撑，其特征在于，包括核心受力构件、位于核心受力构件外围的约束构件、位于核心受力构件两端的非屈服转换段，所述核心受力构件采用“一”字形截面形的钢板，核心受力构件左端的非屈服转换段包括一块左转换板、两块加劲板，核心受力构件右端的非屈服转换段包括一块右转换板、两块加劲板，所述核心受力构件和左转换版、右转换板之间分别置有压缩材料，所述左转换板、右转换板和核心受力构件之间通过上下侧的两块加劲板采用对接焊方式进行连接，所述约束构件包括端部板、套筒、填充材料，所述套筒套在核心受力构件的外围，所述端部板设计成一中空的“工”字形结构，所述端部板包括两个，称为左端部板和右端部板，所述左端部板套设在左转换板靠近压缩材料那端的内侧，所述右端部板套设在右转换板靠近压缩材料那端的内侧，所述套筒、左端部板和右端部板之间形成了一个空腔，该空腔内灌注有填充材料，左转换板、右转换板伸进套筒内的部分外围包有压缩材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明中，徐继东，李静，黄坤耀，杭振园，
申请(专利权)人：陈明中，
类型：发明
国别省市：上海;31