CN205224328U - 一种压强拉弱型单向屈曲约束支撑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种压强拉弱型单向屈曲约束支撑装置，设置在主体结构中，用以在地震中控制主体结构的倒塌方向，该支撑装置包括屈曲约束支撑组件、法兰连接板、钢套筒、上钢拉杆和下钢拉杆，所述的屈曲约束支撑组件的两端分别通过法兰连接板与主体结构固定连接，所述的上钢拉杆和下钢拉杆的固定端与法兰连接板固定连接，自由端相对***到钢套筒中，且两个自由端之间设有第一间隙，所述的钢套筒的两端与法兰连接板之间设有第二间隙。与现有技术相比，本实用新型具有控制倒塌方向、结构简单、成本低等优点。

Description

一种压强拉弱型单向屈曲约束支撑装置

技术领域

本实用新型涉及建筑结构抗震设计领域，尤其是涉及一种压强拉弱型单向屈曲约束支撑装置。

背景技术

早期的地震工程工作者为了减轻和避免地震灾害，研究并制定了一套较为完整的结构抗震理论和方法，通过对结构进行多遇地震下的抗震承载力验算和罕遇地震下的弹塑性变形验算来保证结构抗震性能,以达到“小震不坏、中震可修、大震不到”的抗震设计要求。传统抗震设计方法通过增强结构本身的抗震性能在很大程度上保证了结构的承载能力和延性，在地震来临时能减轻结构破坏和人员伤亡。但是由于此方法是通过结构本身耗散地震能量，并且传统设计方法的数据资料源于历史上地震发生情况的总结，所以在对未来地震灾害的强度和特性尚不明确时，按传统方法设计的结构缺乏自我调节能力，很有可能无法满足安全性的要求。

结构减震控制是目前效果较为明显的一个抗震途径，具体方法是通过加设控制装置使装置和结构共同耗能，以减轻结构的地震反应，达到避免或延迟主体结构破坏的目的。被动控制是最早被提出又是目前被认为最有效且最容易实施的控制方法，它包括基础隔震和耗能减震两类方式。耗能减震这种控制方法允许地震能量往结构传递，但在上部结构中却设置了特定的耗能装置(阻尼器)，把本来应有主体结构消耗的地震能量大部分转移给耗能装置来耗散，大大减轻结构自身由于塑性耗能所产生的损伤，有效避免结构在地震中发生严重损伤和倒塌，因此这种技术具有很好的经济性和应用前景。

防屈曲支撑作为一种新型的特殊阻尼器目前被广泛应用于结构减震控制，具有良好的抗震性能和很强的工程应用性。防屈曲支撑是一种兼具普通支撑和金属屈服耗能阻尼器双重功能的新型支撑形式，不仅解决了普通支撑在大震下容易受压屈曲以及屈曲后导致结构形成薄弱层的问题，同时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(损伤)的耗能方式转变为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，不仅提高了结构的抗震性能又解决了震后修复的问题。

我国目前抗震设防目标采用“小震不坏、中震可修、大震不到”的三水准，根据此要求结构在受到罕遇地震作用时应能保证不倒塌。按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)罕遇地震为1700-2500年一遇的地震，规范给出了水平地震影响系数来具体考虑罕遇地震作用，但是此系数是根据统计值得出的并不能保证未来地震强度不超过此值，因此对特别重要的建筑物抗震计算时水平地震影响系数取值应该更高。罕遇地震发生属于小概率事件，通过提高设计地震作用来保证结构的安全不但会显著提高建造成本有时也是不必要的，例如对核电站汽机厂房这类特殊的重要建筑可按规范规定的的抗震设防烈度考虑地震作用同时通过一定措施控制结构在超出设防地震作用下的倒塌方向远离核岛来保证核岛在极端情况下的安全。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种控制倒塌方向、结构简单、成本低的压强拉弱型单向屈曲约束支撑装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种压强拉弱型单向屈曲约束支撑装置，设置在主体结构中，用以在地震中控制主体结构的倒塌方向，该支撑装置包括屈曲约束支撑组件、法兰连接板、钢套筒、上钢拉杆和下钢拉杆，所述的屈曲约束支撑组件的两端分别通过法兰连接板与主体结构固定连接，所述的上钢拉杆和下钢拉杆的固定端与法兰连接板固定连接，自由端相对***到钢套筒中，且两个自由端之间设有第一间隙，所述的钢套筒的两端与法兰连接板之间设有第二间隙。

所述的法兰连接板包括设置在中央位置的十字型焊缝、设置在十字型焊缝两侧的钢拉杆预留孔以及多个高强螺栓孔。

所述的上钢拉杆和下钢拉杆的固定端穿过法兰连接板的钢拉杆预留孔，并且通过螺帽与法兰连接板固定。

所述的钢套筒与上钢拉杆和下钢拉杆之间设有间隙。

所述的屈曲约束支撑组件包括由外向内依次设置的套筒、填充层、无粘结膨胀层和核心板件，所述的核心板件与无粘结膨胀层之间设有间隙。

所述的核心板件为低屈服点板件，包括约束屈服段和非屈服段，所述的非屈服段设置在约束屈服段两端，并且与十字型焊缝固接，所述的约束屈服段截面为一字型。

所述的钢拉杆为高韧性高强度钢拉杆，其截面为圆形。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

一、控制倒塌方向：本实用新型的屈曲约束支撑组件的两端与法兰连接板焊接，在主体结构中起到一般的屈曲约束支撑作用，上钢拉杆与下钢拉杆的自由端***到钢套筒中并且在自由端之间预留第一间隙，同时在钢套筒的两端与法兰连接板之间设有第二间隙，当在地震作用下支撑受到拉力时，仅由屈曲约束支撑组件单独受力，当受到压力时，屈曲约束支撑组件发生形变缩短，钢套筒中的两个自由端接触后相互受力，同时钢套筒的两端也与法兰连接板接触，这时由屈曲约束支撑组件和钢拉杆共同受力，因此本实用新型的受压能力大于受拉能力，从而能够控制建筑的主体结构向受拉力方向一侧倒塌。

二、结构简单、成本低：本实用新型结构简单，仅由三个主要部分组成，成本较低、便于安装。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为实施例中本支撑装置的布置图。

图3为图1中A-A面的剖面图。

图4为核心板件的结构示意图。

图5为法兰连接板的截面结构示意图。

其中：1、屈曲约束支撑组件，11、核心板件，111、约束屈服段，112、非屈服段，12、填充层，13、无粘结膨胀层，14、套筒，2、螺帽，31、上钢拉杆，32、下钢拉杆，4、法兰连接板，5、钢套筒，6、高强螺栓孔，71、第一间隙，72、第二间隙，8、钢拉杆预留孔，9、十字型焊缝。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例：

如图1所示，一种压强拉弱型单向屈曲约束支撑装置，设置在主体结构中，用以在地震中控制主体结构的倒塌方向，该支撑装置包括屈曲约束支撑组件1、法兰连接板4、钢套筒5、上钢拉杆31和下钢拉杆32，屈曲约束支撑组件1的两端分别通过法兰连接板4与主体结构固定连接，上钢拉杆31和下钢拉杆32的固定端与法兰连接板4固定连接，自由端相对***到钢套筒5中，且两个自由端之间设有第一间隙71，钢套筒5的两端与法兰连接板4之间设有第二间隙72。

如图5所示，法兰连接板4包括设置在中央位置的十字型焊缝9、设置在十字型焊缝9两侧的钢拉杆预留孔8以及多个高强螺栓孔6。

上钢拉杆31和下钢拉杆32的固定端穿过法兰连接板4的钢拉杆预留孔8，并且通过螺帽2与法兰连接板4固定。

钢套筒5与上钢拉杆31和下钢拉杆32之间设有间隙。

如图3所示，屈曲约束支撑组件1包括由外向内依次设置的套筒14、填充层12、无粘结膨胀层13和核心板件11，核心板件11与无粘结膨胀层13之间设有间隙。

如图4所示，核心板件11为低屈服点板件，包括约束屈服段111和非屈服段112，非屈服段112设置在约束屈服段111两端，并且与十字型焊缝9固接，约束屈服段截面为一字型。

钢拉杆3为高韧性高强度钢拉杆，其截面为圆形。

若在罕遇地震下按如图所示的预期倒塌方向(向左)倒塌，则可使用本控制主体结构在地震中倒塌方向的屈曲约束支撑装置按如图2方式布置。在地震作用下主体结构向预期倒塌方向运动时本装置受拉，主体结构向右方向运动时本装置受压。按照此种支撑布置方式及支撑特性使得结构层间位移较小时只有屈曲约束支撑组件1起作用，当层间位移达到很大(一般取为比抗震规范规定的塑性层间位移角限值稍小一点)结构往右方向运动时，上钢拉杆31和下钢拉杆32开始与屈曲约束支撑组件1共同工作，从而使得向右运动刚度比向左运动刚度要大，因此限制结构向右位移进一步增大，同时由于屈曲约束支撑组件1已经进入塑性向左位移可以增大很快，这样就可以实现当地震力超过设计值时结构最终会倒向预期倒塌方向。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种压强拉弱型单向屈曲约束支撑装置，设置在主体结构中，用以在地震中控制主体结构的倒塌方向，其特征在于，该支撑装置包括屈曲约束支撑组件(1)、法兰连接板(4)、钢套筒(5)、上钢拉杆(31)和下钢拉杆(32)，所述的屈曲约束支撑组件(1)的两端分别通过法兰连接板(4)与主体结构固定连接，所述的上钢拉杆(31)和下钢拉杆(32)的固定端与法兰连接板(4)固定连接，自由端相对***到钢套筒(5)中，且两个自由端之间设有第一间隙(71)，所述的钢套筒(5)的两端与法兰连接板(4)之间设有第二间隙(72)。

2.根据权利要求1所述的一种压强拉弱型单向屈曲约束支撑装置，其特征在于，所述的法兰连接板(4)包括设置在中央位置的十字型焊缝(9)、设置在十字型焊缝(9)两侧的钢拉杆预留孔(8)以及多个高强螺栓孔(6)。

3.根据权利要求2所述的一种压强拉弱型单向屈曲约束支撑装置，其特征在于，所述的上钢拉杆(31)和下钢拉杆(32)的固定端穿过法兰连接板(4)的钢拉杆预留孔(8)，并且通过螺帽(2)与法兰连接板(4)固定。

4.根据权利要求2所述的一种压强拉弱型单向屈曲约束支撑装置，其特征在于，所述的钢套筒(5)与上钢拉杆(31)和下钢拉杆(32)之间设有间隙。

5.根据权利要求1所述的一种压强拉弱型单向屈曲约束支撑装置，其特征在于，所述的屈曲约束支撑组件(1)包括由外向内依次设置的套筒(14)、填充层(12)、无粘结膨胀层(13)和核心板件(11)，所述的核心板件(11)与无粘结膨胀层(13)之间设有间隙。

6.根据权利要求5所述的一种压强拉弱型单向屈曲约束支撑装置，其特征在于，所述的核心板件(11)为低屈服点板件，包括约束屈服段(111)和非屈服段(112)，所述的非屈服段(112)设置在约束屈服段(111)两端，并且与十字型焊缝(9)固接，所述的约束屈服段截面为一字型。

7.根据权利要求1所述的一种压强拉弱型单向屈曲约束支撑装置，其特征在于，所述的钢拉杆(3)为高韧性高强度钢拉杆，其截面为圆形。