CN102182259A - 一种装配式防屈曲耗能支撑组合方法及装置 - Google Patents

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刘军
郭红锋
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张振兴
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Abstract

本发明公开一种装配式防屈曲耗能支撑组合方法及装置，包括防护板、核心钢组件、垫板及紧固件；在一块防护板的上表面两旁平行放置垫板，垫板之间放置核心钢组件，再覆盖上另一块防护板，通过紧固件将防护板与垫板连接在一起，所述垫板厚度比核心钢的厚度厚，通过调节两块垫板的厚度可以控制调节核心钢组件与防护板的间隙大小；所述核心钢组件的连接板焊接在核心钢两头，筋板焊接在核心钢和连接板上。与传统的结构相比，该支撑为装配式结构，所有构件均可工厂化生产，制作简单。该支撑通过垫板厚度精确控制核心钢与保护套的间隙，不需要浇灌混凝土，当核心钢耗能破坏后，可以拆下防护板更换核心钢，除核心钢外其他部件均可重复利用。

Description

一种装配式防屈曲耗能支撑组合方法及装置
技术领域
本发明属于建筑结构工程技术领域，涉及到一种防屈曲耗能支撑，具体来说是涉及一种装配式防屈曲耗能支撑的组合方法及装置。
背景技术
我国幅员辽阔，但是许多大中型城市都处于地震区域。建于地震区的建筑都要考虑结构的抗震性能。防屈曲耗能支撑作为一种新型抗减震构件，有望在各种抗震建筑中得到广泛应用。
防屈曲耗能支撑最大优点在于它兼有抗侧力和耗能双重功能，与现有钢框架中的中心支撑或偏心支撑在外力作用下发生屈曲不能有效耗能相比，具有巨大的优势。
在风载和小震的作用下，防屈曲耗能支撑可以起抗侧力构件的作用；在大震作用下，防屈曲耗能支撑核心钢在防护套筒的约束下反复屈服（塑性变形）而不屈曲（失稳），消耗地震输入能量。由于保护套的约束作用，防屈曲支撑在拉压载荷的作用下表现出基本相同的滞回性能，滞回曲线非常饱满，是理想的耗能构件。
目前工程上普遍采用的防屈曲耗能支撑结构由保护套筒、核心钢以及浇灌在核心钢与套筒间的混凝土组成，为了保证核心钢能够自由变形，混凝土和核心钢要有一定的间隙并涂脱粘润滑材料。该结构的缺点是：保护套筒为封闭结构，套筒内浇灌混凝土后，核心钢与于套筒不能分离，影响核心钢的更换；混凝土与核心钢的间隙难以控制，影响防屈曲耗能支撑的性能；浇灌混凝土时易破坏核心钢与混凝土之间的脱粘润滑材料。
发明内容
为了克服传统结构防屈曲耗能支撑的不足，本发明提出了一种装配式防屈曲耗能支撑组合方法及装置。
针对上述缺点，本发明提出的技术方案是：一种装配式防屈曲耗能支撑组合方法，包括防护板、核心钢组件、垫板及紧固件；在一块防护板的上表面两旁平行放置垫板，垫板之间放置核心钢组件，再覆盖上另一块防护板，通过紧固件将防护板与垫板连接在一起，所述垫板厚度比核心钢的厚度厚，通过调节两块垫板的厚度可以控制调节核心钢组件与防护板的间隙大小。
本发明根据上述一种装配式防屈曲耗能支撑组合方法所发明的一种装配式防屈曲耗能支撑装置，包括防护板、核心钢组件、垫板及紧固件；所述垫板为条形垫板，共两条，两条垫板平行安装在第一防护板的上表面，核心钢组件放置在垫板之间，第二防护板安装在垫板上面，所述紧固件设置在第一防护板与第二防护板上，通过紧固件将防护板、核心钢组件、垫板组合在一起。其中，所述垫板厚度比核心钢的厚度厚，通过调节两块垫板的厚度可以控制调节核心钢组件与防护板的间隙大小。
作为本发明的进一步改进，在装配前在核心钢的表面上涂上润滑材料，减小核心钢塑性变形阻力。
作为本发明的进一步改进，垫板上设有卡槽，核心钢上对应设有卡扣，防止了核心钢移动。
作为本发明的进一步改进，所述核心钢组件包括核心钢、连接板和筋板，所述连接板焊接在核心钢两头，筋板焊接在核心钢和连接板上，加强核心钢和连接板的连接强度。
作为本发明的进一步改进，所述防护板外侧焊接有槽钢，增加了支撑刚度，所述槽钢两头对应上述筋板所在位置与筋板宽度，开设通槽，方便防护板的拆卸与安装。
有益效果：本发明提出的装配式全钢防屈曲支撑，在风载和小震的作用下，可以起抗侧力构件的作用；在大震作用下，其核心钢反复屈服消耗地震输入能量。该支撑为全钢装配式结构，所有构件均可工厂化生产，制作简单。该支撑可以通过垫板厚度精确控制核心钢与保护套的间隙，解决核心钢保护套间隙难以控制的问题。该支撑不需要浇灌混凝土，核心钢润滑层也不会因浇灌混凝土而被破坏。该支撑核心钢耗能破坏后，可以拆下防护板更换核心钢，除核心钢外其他部件均可重复利用。
附图说明
图1是本发明示意图；
图2是本发明截面示意图；
图3是本发明核心钢组件结构示意图；
图4是本发明卡扣示意图；
图5为图1中A的局部放大图；
图中：1 垫板 ；2 连接螺栓；3 核心钢组件；3-1连接板；3-2筋板；3-3核心钢；4 防护板；4-1、第一防护板；4-2、第二防护板；5、槽钢。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。
一种装配式防屈曲耗能支撑组合方法，包括防护板、核心钢组件、垫板及紧固件；在一块防护板的上表面两旁平行放置垫板，垫板之间放置核心钢组件，再覆盖上另一块防护板，通过紧固件将防护板与垫板连接在一起，所述垫板厚度比核心钢的厚度厚，通过调节两块垫板的厚度可以控制调节核心钢组件与防护板的间隙大小。
如附图所示，根据上述装配式防屈曲耗能支撑组合方法所发明的一种装配式防屈曲耗能支撑装置，包括防护板4、核心钢组件3、垫板1及连接螺栓2；如附图2所示，所述防护板4共两块分别为：第一防护板4-1与第二防护板4-2，垫板1平行安装在第一防护板4-1的上表面，核心钢组件3放置在垫板1之间，第二防护板4-2安装在垫板1上面，垫板1、第一防护板4-1和第二防护板4-2上对应开设有螺孔，通过拧紧连接螺栓2将垫板1、核心钢组件3、第一防护板4-1和第二防护板4-2组合在一起。其中，所述垫板4厚度比核心钢组件3的厚度厚，通过调节两块垫板的厚度可以控制调节核心钢组件与防护板的间隙大小。如附图3所示，核心钢组件3由核心钢3-3、连接板3-1和筋板3-2焊接组合而成，所述连接板3-1焊接在核心钢3-3两头，筋板3-2焊接在核心钢3-3和连接板3-1上，加强核心钢和连接板的连接强度。装配前在核心钢3-3表面上涂上一层硅油或石墨乳增加润滑，减小了核心钢3-3塑性变形的阻力；如图四所示，垫板1和核心钢3-3上分别设有卡槽和卡扣，使核心钢3纵向定位，又使其横向可以自由；卡口和卡槽的侧面垂直于核心钢纵向轴线，纵向间隙小于0.2mm，横向间隙大于2mm。
如附图2所示为了增加支撑刚度，防护板4采用面板上焊接热轧槽钢5的结构型式，槽钢5的宽度不宜超过核心钢3-3宽度的2/3。为了减小焊接变形，采用断续焊缝焊接。在槽钢5两头对应上述筋板3-2所在位置与筋板3-2宽度，开设通槽，方便防护板的拆卸与安装。
作为本实施例的进一步改进，上述核心钢3-3是耗能支撑的耗能部件，是决定产品性能关键零件，材料采用塑性优良的低屈服点钢或超低屈服点钢；为了保证产品性能的一致型，必须严格控制材料屈服强度偏差（不大于±5%）；核心钢3-3的长度和截面由产品的屈服承载力和屈服位移决定。连接板3-1和筋板3-2只提供支撑刚度，不参与耗能，可以采用普通碳素结构钢。核心钢3-3与连接板3-1的连接焊缝为一级焊缝。核心钢组件采用这种结构可以大量节约价格较贵的核心钢3-3材料。
由于泊淞效应的影响，核心钢3-3受压时会横向膨胀，因此核心钢3-3与防护板4、垫板1间必须留有间隙。核心钢3-3一般会沿厚度方向发生屈曲，厚度方向间隙的大小会影响核心钢3-3的耗能疲劳寿命，必须由计算分析并试验验证来确定，一般取1～2mm（双边）。宽度方向间隙只要大于核心钢3-3的横向变形即可。改变垫板1的厚度可以很方便的调节核心钢3-3与防护板4的间隙。
本实施例提出的一种装配式防屈曲耗能支撑组合方法及装置，在风载和小震的作用下，可以起抗侧力构件的作用；在大震作用下，其核心钢反复屈服消耗地震输入能量。该支撑为全钢装配式结构，所有构件均可工厂化生产，制作简单。该支撑可以通过垫板厚度精确控制核心钢与防护板的间隙，解决核心钢保护套间隙难以控制的问题。该支撑不需要浇灌混凝土，核心钢润滑层也不会因浇灌混凝土而被破坏。该支撑核心钢耗能破坏后，可以拆下防护板更换核心钢，除核心钢外其他部件均可重复利用。

Claims (10)

1.一种装配式防屈曲耗能支撑组合方法，其特征在于：一种装配式防屈曲耗能支撑的组合方法包括防护板、核心钢组件、垫板及紧固件；在一块防护板的上表面两旁平行放置垫板，垫板之间放置核心钢组件，再覆盖上另一块防护板，通过紧固件将防护板与垫板连接在一起，所述垫板厚度比核心钢的厚度厚，通过调节两块垫板的厚度可以控制调节核心钢组件与防护板的间隙大小。
2.一种装配式防屈曲耗能支撑装置，其特征在于：一种装配式防屈曲耗能支撑装置装置包括防护板、核心钢组件、垫板及紧固件；所述垫板为条形垫板，共两条，两条垫板平行安装在第一防护板的上表面，核心钢组件放置在垫板之间，第二防护板安装在垫板上面，所述紧固件设置在第一防护板与第二防护板上，通过紧固件将防护板、核心钢组件、垫板组合在一起；所述垫板厚度比核心钢的厚度厚。
3.根据权利要求2所述一种装配式防屈曲耗能支撑装置，其特征在于：所述紧固件为连接螺栓，所述防护板、垫板上开设有螺孔。
4.根据权利要求2所述一种装配式防屈曲耗能支撑装置，其特征在于：核心钢组件包括核心钢、连接板和筋板，所述连接板焊接在核心钢两头，筋板焊接在核心钢和连接板上。
5.根据权利要求2或4所述一种装配式防屈曲耗能支撑装置，其特征在于：垫板上设有卡槽，核心钢上对应设有卡扣。
6.根据权利要求5所述一种装配式防屈曲耗能支撑装置，其特征在于：卡口和卡槽的侧面垂直于核心钢纵向轴线，纵向间隙小于0.2mm，横向间隙大于2mm。
7.根据权利要求2或4所述一种装配式防屈曲耗能支撑装置，其特征在于：所述核心钢表面涂抹润滑材料。
8.根据权利要求7所述一种装配式防屈曲耗能支撑装置，其特征在于：所述核心钢表面润滑材料为硅油或石墨乳。
9.根据权利要求2所述一种装配式防屈曲耗能支撑装置，其特征在于：所述防护板外侧焊接有槽钢。
10.根据权利要求9所述一种装配式防屈曲耗能支撑装置，其特征在于：所述槽钢两头在对应筋板所在位置与筋板宽度，开设通槽。
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