[发明专利]装配式外约束防屈曲支撑构件

说明书

技术领域

本发明涉及一种工程结构抗震耗能部件，尤其是指一种防屈曲支撑的外约束套管为装配式构件，属于结构工程技术领域。

背景技术

防屈曲支撑是近年来应用于工程结构中的一种新型的支撑形式，同时也是一种高效的耗能减震装置(阻尼器)，它主要由钢支撑内芯、外包约束构件以及在上述两者之间所设置的无粘结材料或间隙二部分组成。在风荷载或地震作用下，防屈曲支撑框架中的支撑轴力只由钢支撑内芯来承担，而外包约束构件理论上并不分担其轴力，只是通过对内芯的侧向屈曲变形进行约束来防止支撑构件受压时发生整体屈曲或局部屈曲破坏，因此两者既是分工合作又是共同工作的。支撑内芯与外包约束构件的上述相互作用使其在中震或大震作用下，内芯屈服段无论受拉还是受压均能实现全截面充分屈服耗散地震能量而不会出现支撑构件的整体屈曲或局部屈曲破坏，因此这种支撑不仅解决了普通支撑在大震下受压屈曲的问题，而且还起到损伤控制的作用，使原来通过主体结构梁端形成塑性铰的耗能方式转变为只在防屈曲支撑部件上集中耗能，而主体结构大部分保持弹性，从而能够较好地保护主体结构(梁、柱)，使其在大震当中免受严重损伤，给震后修复带来方便。

目前常用的截面形状和组成方式有多种，但存在以下问题：（1）十字形、一字形及工字形截面芯材通过焊接加工成形，造成残余应力过大使得防屈曲支撑的耗能能力降低；（2）非封闭截面形式的芯材，所能承受的屈服荷载有限，难以满足工程上的要求；（3）外约束和芯材之间的间隙受构件制作精度的影响较大，无法调节；（4）内部芯材是否损伤不方便探测和检查；（5）防屈曲支撑构件一旦出现外套管损坏，需要整体更换，涉及到防屈曲支撑与主体结构的连接拆卸与再次安装。

而事实上，实际工程中防屈曲支撑构件的损伤有可能出现仅仅外套管损伤，而芯材并未损伤的情况。如外力导致局部内凹陷，局部限制了芯材的横向变形，反而会导致芯材更早的屈曲损伤。同时外套管出现如出现严重锈蚀，而芯材处于内部有可能并未损伤。故在实际工程中，可能仅需要更换外套管。但现有的防屈曲支撑形式，外套管大多是整体式的。如果要更换，则必须是整体更换，需要对整个防屈曲支撑构件进行节点拆卸与再次安装。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种装配式外约束防屈曲支撑，在保证具有较好的抗震耗能性能的情况下，考虑更换和安装方便，外约束钢管采用装配式。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：

一种装配式外约束防屈曲支撑构件，包括外约束钢管和芯材钢管，所述外约束钢管和芯材钢管之间设置无粘结材料层，所述外约束钢管等分设置为两片外约束钢管分体，该两片外约束钢管分体通过连接螺栓拼接成一体，且两外约束钢管分体的拼接端之间均设置有垫片；另外，所述外约束钢管和芯材钢管之间的间距为1-2mm，无粘结材料层的厚度与外约束钢管和芯材钢管之间的间距相适配。

所述芯材钢管通过卡块-卡槽配合结构与外约束钢管连接。

所述卡块-卡槽配合结构为两组，每组卡块-卡槽配合结构均包括四个卡块-卡槽配合结构，每组卡块-卡槽配合结构的各卡块-卡槽配合结构相对于芯材钢管的轴线环形均布；每个卡块-卡槽配合结构均包括相配合的卡块、卡槽，其中：卡块安装在芯材钢管的端面，而外约束钢管对应于卡块开设卡槽。

所述无粘结材料层通过涂覆在芯材钢管外壁面的硅胶而形成；或者无粘结材料层通过粘结在芯材钢管外壁面的硬质橡胶片而形成。

外约束钢管和芯材钢管的截面形式均为矩形或者均为圆形。

根据以上的技术方案，相应于现有技术，本发明具有以下的优点：

一、可较高地控制安装精度：通过钢垫片可以控制外约束构件与芯材之间的间隙，避免了因制作精度而导致的间隙大小控制不精确。

二、方便芯材的维护检查：芯材上的粘结材料或本身出现损坏，可以直接拧开螺栓，打开外约束构件进行相关维护，完成后再次安装便可。

三、方便外约束构件维护更换：实际工程中如仅仅要更换外约束构件，则只要拧开螺栓进行外约束构件的更换，避免了现有非装配式防屈曲支撑的整体拆卸和整体更换。

四、制作安装方便：可在工厂加工各部分构件，然后运至施工场地，迅速完成拼装。

附图说明

图1-1是本发明所述装配式外约束防屈曲支撑构件的一种结构示意图；

图2-1是图1-1的俯视图；

图2是本发明所述装配式外约束防屈曲支撑构件的另一种结构示意图；

其中：外约束钢管1；芯材钢管2；无粘结材料层3；连接螺栓4；垫片5；卡块6。