CN105256911B - 全钢双板自复位防屈曲支撑装置及生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种全钢双板自复位防屈曲支撑及生产方法，属于建筑施工技术领域。该支撑包括两个耗能内芯板、外围框架约束构件、两个传力钢板、两个端板、加劲板和多根复位筋。利用焊接和铆接组合上述结构。通过耗能内芯板受力变形后，传力钢板与外围框架约束构件相对运动带动两端板相对距离变大，从而使得复位筋无论在受拉或受压状态下都伸长，实现自复位功能。解决目前安装传统防屈曲支撑构件的结构在中震或者大震作用后出现过大的残余变形，有效减少震后维护、重建成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种支撑及生产方法，尤其适用于一种建筑领域使用的全钢双板自复位防屈曲支撑及生产方法。
背景技术
在日本阪神地震与美国北岭地震之后，工程师意识到防屈曲支撑构件具有极佳的耗能减震性能，在日本和美国大量的工程项目中开始采用。而我国，近年来也有多幢建筑使用了防屈曲支撑体系。
防屈曲支撑一般由耗能内芯、外围约束和无粘结构造层组成。在小震作用下，防屈曲支撑构件的耗能内芯处于弹性阶段，为主体结构提供抗侧刚度；在中震或大震作用下，防屈曲支撑构件的耗能内芯先进入屈服阶段，耗散大量的地震输入能量。使原来通过主体结构两端塑性铰的耗能方式转变为只在防屈曲支撑构件上集中耗能，从而较好地保护了主体结构。
但防屈曲支撑构件是一种金属阻尼器，通过金属的屈服来耗能，从而导致在经历中震或大震后会产生很大的残余变形。并且传统防屈曲支撑通常采用钢筋混凝土外围约束截面以及钢与混凝土组合外围约束截面，从而导致加工精度控制困难，湿作业工作量大等诸多问题。
最近几年，国内外学者对全钢装配式自复位防屈曲支撑的研究还很少，并未真正实现钢结构自复位防屈曲支撑的工业化快速、集成生产。
发明内容
针对上述技术问题，提供一种采用全钢结构，结构简单，在经历中震或大震后产生的残余变形小，重建成本低的全钢双板自复位防屈曲支撑装置及生产方法。
为实现上述技术目的，本发明的全钢双板自复位防屈曲支撑，它由耗能内芯板、外围框架约束构件、传力钢板、加劲板、复位筋、端板和橡胶板构成；所述外围框架约束构件包括工字钢和两个槽钢，所述耗能内芯板包括中段内芯板部分和设在两端的连接头部分，耗能内芯板的中段内芯板部分左右两侧设置有橡胶板，两个耗能内芯板的中段内芯板部分分别夹住工字钢腹板的左右两侧，中段内芯板部分的长度与工字钢相同，耗能内芯板两端的连接头部分伸出工字钢，两个耗能内芯板的连接头部分之间分别设有加劲板，两个耗能内芯板的中段内芯板部分上分别设有与工字钢长度相同的传力钢板，工字钢通过螺栓固定左右两个槽钢，将耗能内芯板、传力钢板和橡胶板紧压固定，外围框架约束构件两侧在耗能内芯上通过矩形开口穿有两个端板，端板将外围框架约束构件两侧封闭，两个端板之间设有多根复位筋。
所述的耗能内芯板为一字形单片钢板，或者耗能内芯板为中段内芯板部分截面小于两端的连接头部分的分阶段渐变式狗骨型形状；所述的橡胶垫板的厚度为1~2mm；所述的加劲板贴合焊接于两个耗能内芯板的两端连接头部分之间，与该加劲板相对应的外围约束工字钢腹板的头部设有容纳加劲板的缺口，该缺口的底部与加劲板的端部之间设有凹凸对插的侧向限位结构；所述的端板中间开矩形槽，沿连接段穿入，端板与外围框架约束构件和传力钢板都无焊接，能沿着耗能内芯长度方向自由滑动。
一种全钢双板自复位防屈曲支撑装置生产方法，其步骤如下：
a. 在外围框架约束构件中工字钢的腹板两侧布置1~2mm厚橡胶板；
b. 在工字钢腹板两侧的橡胶板外侧上分别布置两个耗能内芯板，对中，耗能内芯左侧分别与外围框架约束工字钢左端焊接；
c. 在两个耗能内芯板两端的连接头部分之间布置加劲板，并对加劲板进行焊缝连接；
d. 在两个耗能内芯板的外侧分别布置1~2mm厚橡胶板；
e. 在两个耗能内芯板外侧分别布置的厚橡胶板上分别布置传力钢板，传力钢板右端分别与耗能内芯右侧焊接；
f. 将两个外围槽钢分别布置在两个传力钢板两侧，并通过螺栓将外围槽钢与工字钢连接；
g. 在两个耗能内芯板两端分别通过矩形槽串上端板，直至外围框架约束构件，在两个端板之间安装多根复位筋。
有益效果：本发明同传统的防屈曲支撑构件相比，在结构大震或者中震后拥有复位功能，大大减少了残余变形；与现有的自复位支撑构件相比，本发明通过防屈曲支撑构件的内芯板屈服耗能取代摩擦耗能，因此避免了螺栓松动和摩擦面老化、失效及腐蚀等问题。其采用全钢结构，结构简单，生产成本低。该防屈曲支撑生产方法步骤简单，加工成本低，具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图，
图2是本发明耗能内芯示意图，
图3是本发明耗能内芯与传力钢板组合示意图，
图4是本发明外围框架约束示意图，
图5是本发明加劲板平面示意图，
图6是本发明端板平面示意图，
图7是本发明加劲板、端板和复位筋组合示意图，
图8是本发明的1-1剖视图，
图9是本发明的2-2剖视图，
图10是本发明的实际工程应用实例。
图中：1-耗能内芯板，2-外围框架约束构件，3-传力钢板，4-加劲板，5-复位筋，6-端板，7-橡胶板。
具体实施方法
下面结合附图，进一步描述本发明的具体实施步骤：
如图1所示，本发明的全钢双板自复位防屈曲支撑，由耗能内芯板1、外围框架约束构件2、传力钢板3、加劲板4、复位筋5、端板6和橡胶板7构成；如图2和图3所示，所述的耗能内芯板1为一字形单片钢板，或者耗能内芯板1为中段内芯板部分截面小于两端的连接头部分的分阶段渐变式狗骨型形状；
如图4所示，所述外围框架约束构件2包括工字钢2-1和两个槽钢2-2，所述耗能内芯板1包括中段内芯板部分和设在两端的连接头部分，耗能内芯板1的中段内芯板部分左右两侧设置有橡胶板7，橡胶板7的厚度为1~2mm，两个耗能内芯板1的中段内芯板部分分别夹住工字钢2-1腹板的左右两侧，中段内芯板部分的长度与工字钢2-1相同，耗能内芯板1两端的连接头部分伸出工字钢2-1，其中工字钢2-1中间腹板两侧各布置一个槽钢2-2，槽钢2-2的腹板背对所述工字钢2-1的腹板放置，工字钢2-1上下翼缘与槽钢2-2翼缘在接触的相对位置开孔，用螺栓8连接在一起，形成外围约束框架构件2；外围约束框架工字钢2-1的腹板头部设有容纳加劲板的缺口；外围约束框架构件2与传力钢板3长度相等；外围框架约束构件2右端对称焊接于耗能内芯板1右侧；
如图5所示，两个耗能内芯板1的连接头部分之间分别设有加劲板4；
如图6和图7所示，两个耗能内芯板1的中段内芯板部分上分别设有与工字钢2-1长度相同的传力钢板3，工字钢2-1通过螺栓固定左右两个槽钢2-2，如图8和图9所示，两根传力钢板3与两个槽钢2-2之间分别设有橡胶板7，来满足耗能内芯板1受压屈服时可自由膨胀，将耗能内芯板1、传力钢板3和橡胶板7紧压固定，所述两个端板6上分别开有矩形开口，沿连接段穿入，端板与外围框架约束构件2和传力钢板3都无焊接，能沿着耗能内芯长度方向自由滑动，所述的加劲板4贴合焊接于两个耗能内芯板1的两端连接头部分之间，与该加劲板4相对应的外围约束工字钢2-1腹板的头部设有容纳加劲板的缺口，该缺口的底部与加劲板4的端部之间设有凹凸对插的侧向限位结构，两个端板6之间设有多根复位筋5。
如图10所示，将本发明安装在实际工程中的一个实例，耗能内芯板1两端的连接头部分分别通过销轴与建筑结构框架节点板连接，完成安装。
一种全钢双板自复位防屈曲支撑装置生产方法，其步骤如下：
a. 在外围框架约束构件2中工字钢2-1的腹板两侧布置1~2mm厚橡胶板7；
b. 在工字钢2-1腹板两侧的橡胶板7外侧上分别布置两个耗能内芯板1，对中，耗能内芯1左侧分别与外围框架约束工字钢2-1左端焊接；
c. 在两个耗能内芯板1两端的连接头部分之间布置加劲板4，并对加劲板4进行焊缝连接；
d. 在两个耗能内芯板1的外侧分别布置1~2mm厚橡胶板7；
e. 在两个耗能内芯板1外侧分别布置的厚橡胶板7上分别布置传力钢板3，传力钢板3右端分别与耗能内芯1右侧焊接；
f. 将两个外围槽钢2-2分别布置在两个传力钢板3两侧，并通过螺栓将外围槽钢2-2与工字钢2-1连接；
g. 在两个耗能内芯板1两端分别通过矩形槽串上端板6，直至外围框架约束构件2，在两个端板6之间安装多根复位筋5。
Claims (1)
1.一种全钢双板自复位防屈曲支撑装置生产方法，生产的全钢双板自复位防屈曲支撑装置由耗能内芯板（1）、外围框架约束构件（2）、传力钢板（3）、加劲板（4）、复位筋（5）、端板（6）和橡胶板（7）构成；所述外围框架约束构件（2）包括工字钢（2-1）和两个槽钢（2-2），所述耗能内芯板（1）包括中段内芯板部分和设在两端的连接头部分，耗能内芯板（1）的中段内芯板部分左右两侧设置有橡胶板（7），两个耗能内芯板（1）的中段内芯板部分分别夹住工字钢（2-1）腹板的左右两侧，中段内芯板部分的长度与工字钢（2-1）相同，耗能内芯板（1）两端的连接头部分伸出工字钢（2-1），两个耗能内芯板（1）的连接头部分之间分别设有加劲板（4），两个耗能内芯板（1）的中段内芯板部分上分别设有与工字钢（2-1）长度相同的传力钢板（3），工字钢（2-1）通过螺栓固定左右两个槽钢（2-2），将耗能内芯板（1）、传力钢板（3）和橡胶板（7）紧压固定，外围框架约束构件（2）两侧在耗能内芯上通过矩形开口穿有两个端板（6），端板（6）将外围框架约束构件（2）两侧封闭，两个端板（6）之间设有多根复位筋（5）；所述的耗能内芯板（1）为一字形单片钢板，或者耗能内芯板（1）为中段内芯板部分截面小于两端的连接头部分的分阶段渐变式狗骨型形状；所述的橡胶垫板（7）的厚度为1~2mm；所述的加劲板（4）贴合焊接于两个耗能内芯板（1）的两端连接头部分之间，与该加劲板（4）相对应的外围约束工字钢（2-1）腹板的头部设有容纳加劲板的缺口，该缺口的底部与加劲板（4）的端部之间设有凹凸对插的侧向限位结构；所述的端板中间开矩形槽，沿连接段穿入，端板与外围框架约束构件和传力钢板都无焊接，能沿着耗能内芯长度方向自由滑动；其特征在于步骤如下：
a.在外围框架约束构件（2）中工字钢（2-1）的腹板两侧布置1~2mm厚橡胶板（7）；
b.在工字钢（2-1）腹板两侧的橡胶板（7）外侧上分别布置两个耗能内芯板（1），对中，耗能内芯（1）左侧分别与外围框架约束工字钢（2-1）左端焊接；
c.在两个耗能内芯板（1）两端的连接头部分之间布置加劲板（4），并对加劲板（4）进行焊缝连接；
d.在两个耗能内芯板（1）的外侧分别布置1~2mm厚橡胶板（7）；
e.在两个耗能内芯板（1）外侧分别布置的厚橡胶板（7）上分别布置传力钢板（3），传力钢板（3）右端分别与耗能内芯（1）右侧焊接；
f.将两个外围槽钢（2-2）分别布置在两个传力钢板（3）两侧，并通过螺栓将外围槽钢（2-2）与工字钢（2-1）连接；
g.在两个耗能内芯板（1）两端分别通过矩形槽串上端板（6），直至外围框架约束构件（2），在两个端板（6）之间安装多根复位筋（5）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 221116 Jiangsu province Xuzhou City University Road Copper Mountain China University of Mining and Technology Research Institute Applicant after: China University of Mining & Technology Address before: 221116 Research Institute, China University of Mining and Technology, Xuzhou University, Jiangsu, China, Applicant before: China University of Mining & Technology |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |