[发明专利]一种新型U形钢板耗能支撑

说明书

本发明提供了一种新型U形钢板耗能支撑，属于建建筑抗震领域。由外套筒、内部钢板和两组对称U形元件构成，其特征在于：每个所述U形元件分别通过单边螺栓与所述外套筒连接，每个所述U形元件分别通过普通螺栓与所述内部钢板连接，所述内部钢板外伸构成一侧连接板一，所述外套筒与端部盖板焊接，连接板二与所述端部盖板焊接，整体结构通过螺栓与所述钢框架连接。本发明克服人字形支撑U形阻尼装置的缺点，便于在支撑损坏后进行更换，维修成本较低。

技术领域

本发明属于建筑抗震领域，具体涉及一种新型U形钢板耗能支撑。

背景技术

在地震作用下，普通支撑受压会产生屈曲现象，当支撑受压屈曲后，刚度 和承载力将急剧下降，支撑的内力在受压和受拉两种状态下往复变化，其滞回 性能较差。为解决普通支撑受压屈曲和滞回性能差的问题，提出在支撑外部设 置套管，约束支撑的屈曲，构成防屈曲耗能支撑，其应用可以全面提高传统支 撑在地震作用下的抗震性能。防屈曲耗能支撑在小震作用下不屈服，只提供附 加刚度，在中震或大震作用下，支撑发生屈服，提供附加刚度及附加阻尼，可 用于对抗震安全性和使用有较高要求或专门要求的建筑，所以防屈曲耗能支撑 适合于高烈度的多、高层建筑和大跨度结构。

钢材因为其较稳定的屈服后耗能能力以及良好的塑性变形能力，成为了制 作阻尼器的最佳材料之一，其中软钢阻尼器又因其良好的低周疲劳性能、优秀 且稳定的滞回性能，较为灵活的应用范围，性能不受温度影响等特性，在国内 外得到了广泛的研究与应用，比较具有代表性的是U形钢板阻尼器。U形钢板阻 尼器技术基于金属板条，其U形元件通过板带冷弯获得，包括三个部分：上直 线部分，半圆部分，下直线部分。当阻尼器上下部分产生相对位移时，上直线 部分和下直线部分分别伸长或缩短，此时阻尼器的直线部分为拉弯或压弯受力， 半圆部分主要处于剪切受力状态，当U形钢板阻尼器由弹性状态进入塑性屈服 状态时，阻尼器开始发挥耗能作用。地震时，U形钢板阻尼器必须先于梁柱等结 构构件进入塑性，而且必须在设计期望的应力水平进入塑性状态。U形钢板在低 周往复运动过程中，屈服区域的曲率是均匀分布的，有效避免了某一截面的应 力集中，不同于传统的抗弯构件中屈服区域的长度与位移无关，U形钢板的屈服 区域总长度等于上下板之间的相对位移，在大震作用下，上下板之间的相对位 移越大，其材料可以利用的更加充分。

在结构框架中设置U形钢板阻尼装置的典型方法是将其设置于人字形支撑 与上部框架梁之间。对于采用U形钢板阻尼器的建筑物，通常通过增加U形元 件的宽度提高其阻尼，但是，结构中一般没有足够的空间来进行阻尼装置的安 装。实际应用中U形钢板阻尼器不仅要承受水平荷载，还要承受竖向荷载，而 竖向荷载会影响U形元件的正常工作，导致U形元件不能充分发挥其作用。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种新型U形钢 板耗能支撑，这种新型U型钢板耗能支撑属于抗弯耗能装置，制造成本低，相 对容易实现。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型U形钢板耗能支撑，用于连接到建筑物中的钢结构框架形成耗能 构件，由外套筒、内部钢板和两组对称U形元件构成，其特征在于：每个所述U 形元件分别通过单边螺栓与所述外套筒连接，每个所述U形元件分别通过普通 螺栓与所述内部钢板连接，所述内部钢板外伸构成一侧连接板一，所述外套筒 与端部盖板焊接，连接板二与所述端部盖板焊接，整体结构通过螺栓与所述钢 框架连接；

所述外套筒为方形钢管；

所述内部钢板与所述外套筒之间有一定间隔，以满足限制外管对轴向承载 系统产生影响的要求；

两组对称所述U形元件分别均匀设置于所述内部钢板与所述外套筒形成的 收容腔内；

两组对称的所述U形元件采用双向布置；

两个开口相对的U形元件为一组耗能阻尼器；