專利名稱：一種含粘彈性材料的屈曲約束支撐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種含粘彈性材料的屈曲約束支撐，屬于工程結(jié)構(gòu)抗震與消能減震技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
地震發(fā)生時(shí)，地震動(dòng)以能量的形式傳給建筑結(jié)構(gòu)體系，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗震是通過建筑結(jié)構(gòu)體系的非線性變形和損傷來消耗地震動(dòng)輸入的能量。這是一種被動(dòng)消極的抗震策略，抗震效果不夠顯著，而且會(huì)帶來結(jié)構(gòu)體系的破壞。隨著結(jié)構(gòu)減震技術(shù)的發(fā)展，減隔震裝置正被廣泛使用，其原理是通過減隔震裝置來消耗或者隔離相當(dāng)部分的地震能量，從而減少結(jié)構(gòu)的損傷，保證結(jié)構(gòu)的安全。傳統(tǒng)的屈曲約束支撐便是其中一種，即在低屈服鋼芯板外圍套上外套筒，一般以斜撐的形式布置在建筑結(jié)構(gòu)的層間對(duì)角位置。在地震作用下，芯板的反復(fù)拉壓變形可以耗散地震能量，同時(shí)外套筒又有效防止了芯板的屈曲，保證了支撐的持續(xù)耗能和剛度的提供。由于外套筒不直接受力，幾乎沒有變形，而芯板在地震作用下會(huì)有反復(fù)的拉壓變形，特別是在芯板的兩端，芯板相對(duì)外套筒之間的變形尤其大。如果從外套筒端部外伸鋼板，并在鋼板與芯板之間填充具有高耗能特性的粘彈性材料，外套筒與芯板之間的相對(duì)變形可以帶動(dòng)粘彈性材料的剪切變形。在外套筒與芯板發(fā)生相對(duì)變形較小時(shí)，在芯板尚未發(fā)生屈服而耗能時(shí)，粘彈性材料即開始剪切耗能；在外套筒與芯板發(fā)生相對(duì)變形較大時(shí)，由粘彈性材料剪切與芯板屈服共同耗能。這相當(dāng)于屈曲約束支撐與粘彈性阻尼器的有機(jī)結(jié)合，從而有效提高了裝置的耗能能力，對(duì)于減小地震過程中結(jié)構(gòu)的損傷和減輕震后的修復(fù)工作、保證人們生命和財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種含粘彈性材料的屈曲約束支撐。其所用材料成本低廉、結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單、施工方便、便于更換，減震效果良好。在低屈服鋼芯板外圍套上外套筒，使得芯板在地震作用下發(fā)生拉壓變形而耗能，外套筒有效防止芯板屈服以保證芯板的持續(xù)耗能；同時(shí)從外套筒兩端外伸鋼板出來，在鋼板和芯板之間填充粘彈性材料，通過外套筒與芯板之間的相對(duì)變形帶動(dòng)粘彈性材料的剪切變形而耗能，從而有效提高了裝置的耗能能力。本實(shí)用新型包括芯板、外套筒、粘彈性材料、鋼板、螺栓孔和無黏結(jié)材料，芯板外圍設(shè)置外套筒，外套筒的兩端端部設(shè)置鋼板，鋼板和芯板之間填充粘彈性材料，芯板的兩側(cè)設(shè)置螺栓孔，用于與外框架結(jié)構(gòu)相連。本裝置中，粘彈性材料的長度和厚度根據(jù)具體工程實(shí)施環(huán)境下需要的抗震力(阻尼力)設(shè)置。本裝置可以使得支撐在地震作用下承受壓力的時(shí)候不致屈曲，而低屈服鋼芯板產(chǎn)生反復(fù)拉壓變形的同時(shí)，粘彈性材料會(huì)產(chǎn)生剪切變形，兩者共同耗散地震能量。本實(shí)用新型抗震概念設(shè)計(jì)清晰、結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單、施工方便，便于更換，所用材料成本低廉，克服了傳統(tǒng)屈曲約束支撐在小位移下不耗能的弊端，在相同大變形條件下較傳統(tǒng)屈曲約束支撐具有更大的耗能能力。本實(shí)用新型中，粘彈性材料為高阻尼橡膠或類似具高耗能特性的粘彈性材料。本實(shí)用新型中，外套筒與從其端部伸出的鋼板可以加工成一整體，也可以將鋼板焊接在外套筒端部。本實(shí)用新型中，外套筒可為方鋼管或圓鋼管，鋼板與之對(duì)應(yīng)地可為矩形平板或弧形凸板。本實(shí)用新型中，芯板的橫截面可為一字型或十字形。如芯板的橫截面為一字形，則本實(shí)用新型共有4處需要填充粘彈性材料；如芯板的橫截面為十字形，則本實(shí)用新型共有8處需要填充粘彈性材料。當(dāng)芯板的橫截面為十字形時(shí)，為保證變形協(xié)調(diào)，防止撕裂，粘彈性材料僅有上下表面分別與鋼板和芯板的水平板黏結(jié)，豎直板上涂有無黏結(jié)材料，通過無黏結(jié)材料使得粘彈性材料與芯板的豎直板之間無黏結(jié)。當(dāng)芯板的橫截面為一字形時(shí)，芯板與外套筒之間以灰漿作為填充材料，灰漿與芯板之間涂有無黏結(jié)材料。本實(shí)用新型中，芯板使用的是低屈服鋼，外套筒和鋼板使用的是普通鋼材。與傳統(tǒng)的屈曲約束支撐相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:·[0017](I)粘彈性材料不會(huì)約束和影響低屈服鋼芯板的拉壓變形，不會(huì)影響芯板的耗能能力；(2)在小震情況下，只要芯板開始變形，無論芯板是否屈服，都會(huì)帶動(dòng)粘彈性材料的剪切變形，使其開始耗能，這克服了傳統(tǒng)屈曲約束支撐在小震下不屈服、不耗能的弊端；(3)在大震情況下，隨著芯板變形的增大，粘彈性材料的耗能能力也不斷增大，可以有效耗散更多的地震能量，減小結(jié)構(gòu)的損傷；(4)所用材料成本低廉、結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單、施工方便、便于更換，減震效果良好。

圖1是本實(shí)用新型一種含粘彈性材料的屈曲約束支撐的俯視圖。圖2是本實(shí)用新型一種含粘彈性材料的屈曲約束支撐的主視圖。圖3是本實(shí)用新型一種含粘彈性材料的屈曲約束支撐當(dāng)芯板橫截面為一字形時(shí)的1-1截面圖。圖4是本實(shí)用新型一種含粘彈性材料的屈曲約束支撐當(dāng)芯板橫截面為十字形時(shí)的1-1截面圖。圖中標(biāo)號(hào):1為芯板,2為外套筒,3為粘彈性材料，4為鋼板,5為螺栓孔,6為無黏結(jié)材料。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。實(shí)施例1如圖f圖2、圖4所示，本實(shí)用新型為一種含粘彈性材料的屈曲約束支撐，包括芯板1、外套筒2、粘彈性材料3、鋼板4、螺栓孔5和無黏結(jié)材料6，其中芯板I的橫截面為十字形，外套筒2為方管,鋼板4為矩形平板。芯板I為低屈服鋼,在芯板I外圍套上外套筒2,在外套筒2端部焊接鋼板4，在鋼板4和芯板I之間填充粘彈性材料3，粘彈性材料3僅有上下表面分別與鋼板4和芯板I的水平板黏結(jié)，側(cè)面豎直板上涂有無黏結(jié)材料6，通過無黏結(jié)材料6使得粘彈性材料3與芯板I的豎直板之間無黏結(jié)。通過芯板兩側(cè)的螺栓孔5將裝置安裝在結(jié)構(gòu)中。以上是本 實(shí)用新型的典型實(shí)例，本實(shí)用新型的實(shí)施不限于此。
權(quán)利要求1.一種含粘彈性材料的屈曲約束支撐，包括芯板(1)、外套筒(2)、螺栓孔(5)，所述芯板(I)外圍設(shè)置外套筒(2)，所述芯板(1)兩側(cè)設(shè)置螺栓孔(5)，用于與外框架結(jié)構(gòu)相連，其特征在于:該屈曲約束支撐還包括粘彈性材料(3)和鋼板(4)，所述鋼板(4)設(shè)置于外套筒(2)的兩端端部，所述粘彈性材料(3)填充于鋼板(4)和芯板(I)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含粘彈性材料的屈曲約束支撐,其特征在于:所述粘彈性材料(3)為高阻尼橡膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含粘彈性材料的屈曲約束支撐，其特征在于:所述外套筒(2)與所述鋼板(4)加工成一整體，或者將所述鋼板(4)焊接在所述外套筒(2)端部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的含粘彈性材料的屈曲約束支撐，其特征在于:所述芯板(I)的橫截面為十字型，所述粘彈性材料(3)上下表面分別與所述鋼板(4)和芯板(I)的水平板黏結(jié)，芯片(I)的豎直板上涂有無黏結(jié)材料(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含粘彈性材料的屈曲約束支撐，其特征在于:所述芯板(I)的橫截面一字形，芯板(I)與外套筒(2)之間填充灰漿，灰漿與芯板(I)之間涂有無黏結(jié)材料(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含粘彈性材料的屈曲約束支撐，其特征在于:所述外套筒(2)為方鋼管或圓鋼管，所述鋼板(4)為矩形平板或弧形凸板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含粘彈性材料的屈曲約束支撐，其特征在于:所述芯板(I)使用的是低屈服鋼。
專利摘要本實(shí)用新型屬于工程結(jié)構(gòu)抗震與消能減震技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種含粘彈性材料的屈曲約束支撐，其包括芯板、外套筒、粘彈性材料、鋼板、螺栓孔和無黏結(jié)材料，芯板外圍設(shè)置外套筒，外套筒的兩端端部設(shè)置鋼板，鋼板和芯板之間填充粘彈性材料，芯板兩側(cè)設(shè)置螺栓孔，用于與外框架結(jié)構(gòu)相連。本實(shí)用新型在外套筒與芯板一旦發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，粘彈性材料即開始耗能，克服了傳統(tǒng)屈曲約束支撐在小震下不耗能的弊端；在相同大變形條件下，由粘彈性材料和屈曲約束支撐共同耗能，較傳統(tǒng)屈曲約束支撐具有更大的耗能能力。本實(shí)用新型抗震概念設(shè)計(jì)清晰、結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單、所用材料成本低廉，施工方便，便于更換。
文檔編號(hào)E04B1/98GK203145229SQ20132012497
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者陳旭杭 申請(qǐng)人:上海沃耳沃建筑材料有限公司