[发明专利]一种预应力预制竹节式屈曲约束支撑装置

说明书

本发明提供一种预应力预制竹节式屈曲约束支撑装置，包括核心受力部件、固定连接在核心受力部件两端的第一结构连接部件和第二结构连接部件以及外约束部件，核心受力部件包括多个消能件和竹节式连接套筒以及数根穿设在消能件和竹节式连接套筒内的预应力钢筋，消能件和竹节式连接套筒都为预制件，消能件包括中间段和连接段，连接段与竹节式连接套筒可拆卸连接，竹节式连接套筒的外周面与外约束部件的内周面接触配合，外约束部件仅有一端与第一结构连接部件或第二结构连接部件固定相连。核心受力部件由多个可拆卸连接的消能件和竹节式连接套筒相连后构成，消能件和竹节式连接套筒又为工厂批量化生产的预制件，由此实现核心受力部件的模块化生产、设计和装配，灵活满足现场屈曲约束支撑不同长度的需求。

技术领域

本发明涉及建筑结构领域，特别是涉及一种预应力预制竹节式屈曲约束支撑装置。

背景技术

地震是城市及其建筑物可能遭受的重大自然灾害之一，强烈地震不仅造成结构破坏，还会引起火灾等次生灾害和连锁效应。消能减震的理念是指通过在建筑结构上设置耗能装置，在地震时可吸收和耗散地震能量，有效减小结构的响应和损伤，避免主体结构的严重破坏，是实现结构基于性态设防的重要手段之一。屈曲约束支撑作为一种性能优越的消能减震构件，在日本、美国等发达国家得到了快速的推广应用。屈曲约束支撑在小震作用下保持弹性，与普通中心支撑一样能为结构提供足够的侧向刚度，不同设防烈度区域在罕遇或者多遇地震作用下，屈曲约束支撑的核心受力部件被外围约束部件有效抑制，避免了整体或局部失稳，屈曲约束支撑在强震下可通过拉压屈服来耗散能量，如此屈曲约束支撑既可作为普通支撑，又能发挥其耗能作用，使主体结构在地震作用下不会破坏或者破坏较小，是一种较为理想的消能减震方式。

传统屈曲约束支撑的外围约束部件通常由钢与混凝土组合形成，虽然造价相对较低，但是也存在一定的问题，如浇注混凝土的密实度，受工艺的影响较大，混凝土的凝固要求会延长部件制作时间，降低了生产效率。混凝土内部不密实可能导致外围约束部件局部压碎，从而引起内部的核心受力部件过早局部屈曲。为了保证核心受力部件能够自由拉压，常在核心受力部件的外周包裹无粘结材料，使得混凝土与核心受力部件表面脱开，降低了屈曲约束支撑性能，同时在浇筑和振捣混凝土的过程中，很难保证无粘结材料按照设计要求包裹核心受力部件，从而影响屈曲约束支撑的性能。

目前出现了一种采用全钢约束截面的屈曲约束支撑，比如授权公告号为CN101974950B的中国发明专利公开的一种棒式芯杆屈曲约束支撑，然而，该屈曲约束支撑存在下述缺陷：

1、其核心受力部件为实心钢棒或空心钢管(即为圆形棒式芯杆)，但由于圆形棒式芯杆各方向抗弯刚度相等，在任意方向都可能发生整体或者局部屈曲，因此外围约束部件应在各方向对圆形棒式芯杆沿全长进行全面约束，因此构造要求较为复杂，而材料用量也会较大。

2、由于结构形式复杂多变，屈曲约束支撑的长度在同一结构中时常会发生变化，而上述结构的屈曲约束支撑需要设计长度不同的型号，才能满足不同长度的需求，现场应用非常不灵活。

3、屈曲约束支撑的圆形棒式芯杆受压会发生扭转变形，扭转变形的存在会导致棒式芯杆局部变形的增加，从而降低屈曲约束支撑的低周疲劳性能。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种预应力预制竹节式屈曲约束支撑装置，其核心受力部件采用模块化生产和设计，灵活满足屈曲约束支撑不同长度的需求。