[发明专利]一种铰接双槽钢屈曲约束支撑

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程领域，特别是涉及一种铰接双槽钢屈曲约束支撑。

背景技术

屈曲约束支撑是一种受压时没有屈曲发生的构件。一般认为，支撑在结构中起承担轴向力的作用。普通的支撑在抗风抗震设计中是通过增强结构本身的抗风抗震性能来保证刚度、强度和延性，但这种支撑缺乏自我调节能力，在受压时容易发生屈曲使部分结构退出工作，降低结构的抗侧刚度，造成其它部位的荷载增加，对结构不利。而屈曲约束支撑由外筒和内核组成，轴向力全部由内核单元承受；外筒约束内核单元弯曲，避免内核在受压时屈曲，减小结构的变形，同时也满足安全性、使用性和舒适度的功能要求。所以屈曲约束支撑是一种很合理的支撑，且在抗风抗震中表现出较好的优越性。

近年来，屈曲约束支撑因其自重轻、布置灵活和安装方便，在建筑结构基础成本、施工进度方面体现出较好的优越性，尤其是在已有建筑结构的加固方面更能体现出其方便快捷和经济性能。屈曲约束支撑与框架组成的结构体系同样表现出极佳的承载能力和耗能性能等，这是因为：(1)小震时，屈曲约束支撑框架线弹性刚度高，可以很容易的满足规范的变形要求；(2)由于可以受拉及受压屈服，屈曲约束支撑框架消除了传统支撑框架的支撑屈曲问题，在强震时有更强和更稳定的能量耗能能力；(3)支撑构件好比结构体系中可更换的保险丝，即可保护其他构件免遭破坏，并且大震后，可以方便的更换损坏的支撑；(4)支撑的刚度和强度很容易调整，屈曲约束支撑框架设计灵活，而且在非弹性分析中可以方便的模拟屈曲约束支撑的滞回曲线；(5)在抗震加固中，屈曲约束支撑框架比传统支撑系统更有优越性，因为设计会使后者的地基费用更贵。

但国内现有的屈曲约束支撑也存在不足，具体如下：

(1)材料和截面形式的不足

a普通屈曲约束支撑的内核一般为低屈服点钢材，我国尚不能生产低屈服点钢材及制品，量大面广的结构用钢一般为Q235及以上的碳素钢及低合金钢；

b普通的屈曲约束支撑多为单构件断面，我国大陆尚不提供热轧“十”字型材，仅“一”字型截面难于满足大刚度、大屈服力的需求；

c若用钢板焊接制成“十”字截面，在温度应力、残余变形、材料脆性、低周疲劳等方面需进一步研究。故国内现有支撑在取材方面比较困难。

(2)节点连接方式的不足

国内普通的屈曲约束支撑与结构主体常采用对接方式结合，多属刚性连接。其不足表现在：

a任一端在接合处需要使用多片续接板及大量的螺栓进行复杂的接合程序，导致该类型支撑接合长度较长且螺栓数量较多、施工复杂、增加成本等缺点；

b当结构在地震或强风作用下，上部结构对结点的作用力增加，且当整体框架发生偏移时，连接处会产生附加弯矩，所承受的力和弯矩增加，构件被提前破坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，采用一种新型截面构成和节点连接的支撑方式，该种支撑可应用于抗震地区新建结构和已有结构的抗震加固和改造。

本发明的技术方案可以通过以下的技术措施来实现，一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，包括外套筒和内核，其特征在于所述的内核为双槽钢式结构：两个槽钢的腹板平行布置，且槽口方向相反，所述的两个槽钢在上、下翼缘处分别固定连接。

本发明可以作如下改进，所述的两个槽钢的腹板之间留有间隙，二槽钢的上翼缘之间、下翼缘之间均通过缀板焊接固定。

本发明还可以作如下改进，所述的外套筒与内核之间浇注混凝土，在所述的两个槽钢的外表面还设有隔膜层。

两个槽钢之间的形成的间隙及外表面的隔膜层，可以保证外围约束单元既不传递轴向荷载又能保持对内核单元的有效约束。

本发明所述的两个槽钢的外表面的隔膜层的材质为聚乙烯材料，聚乙烯材料粘贴在两个槽钢的外表面。

本发明所述的铰接双槽钢屈曲约束支撑的端部还设有用于与建筑结构主体相固定的连接段；所述的连接段包括套筒内连接段和套筒外连接段，套筒内连接段由所述内核的槽钢端部和加强约束钢板组成，所述的加强约束钢板与槽钢的腹板平行，且位于槽钢的上、下翼缘之间；所述的加强约束钢板与槽钢的腹板均向套筒外延伸，在外套筒的外部构成套筒外连接段。

本发明所述的套筒外连接段上设有用于与建筑结构主体相铰接固定的铰接孔。

本发明还可以作以下改进，所述的套筒外连接段与外套筒端面之间还设有伸缩区段，所述的伸缩区段的截面高度与位于外套筒内的槽钢腹板的高度相同。由于伸缩区段是外套筒的活动区段，即当核心段构件屈曲时作为外套筒的活动空间，因而，其截面尺寸不能大于外套筒的尺寸。