防屈曲耗能支撑的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种防屈曲耗能支撑，其特征在于，包括耗能单元；所述耗能单元包括至少一个第一承力板、至少一个第二承力板、至少一个第三承力板和至少一个耗能柱体；所述第一承力板和所述第三承力板分别位于所述第二承力板的两侧，且与所述第二承力板间隔设置；所述耗能柱体贯穿所述第二承力板，两端分别与所述第一承力板和所述第三承力板连接。本实用新型提供的防屈曲耗能支撑，第一承力板、第二承力板、第三承力板在拉力或压力的作用下往复错动时，带动耗能柱体往复弯曲变形，从而达到耗能的效果。
【专利说明】防屈曲耗能支撑
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种防屈曲耗能支撑。
【背景技术】
[0002] 钢框架-支撑结构作为一种优越的承载体系，因其具有良好的抗震性能和较大的 抗侧刚度，近些年被广泛应用于高层建筑。钢框架-支撑结构通过钢框架如楼板、楼面梁、 柱子等构件承载建筑自身重力、机电设备、人员重力等，通过支撑构件的拉伸或收缩变形将 地震或台风等作用于钢框架使其水平晃动的能量耗散，从而保持钢框架的整体稳定性。传 统的支撑构件多为采用钢材加工得到的支撑杆，支撑杆受拉力作用时通过弹性拉伸形变和 塑性拉伸变形来耗能，受压力作用时大多只能通过弹性收缩形变耗能。因为在受压情况下， 当压力超出支撑杆弹性变形的承受范围时，支撑杆首先发生的是屈曲现象，而不是塑性变 形。也就是说，当地震级数较高或台风风力较大时，支撑杆承受的压力已无法通过弹性收缩 耗散，产生弯曲变形，支撑性能严重退化，无法起到保持框架稳定性的作用。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种应用于钢框架中的防 屈曲耗能支撑。
[0004] 为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
[0005] 防屈曲耗能支撑，其特征在于，包括耗能单元；所述耗能单元包括至少一个第一承 力板、至少一个第二承力板、至少一个第三承力板和至少一个耗能柱体；所述第一承力板和 所述第三承力板分别位于所述第二承力板的两侧，且与所述第二承力板间隔设置；所述耗 能柱体贯穿所述第二承力板，两端分别与所述第一承力板和所述第三承力板连接。
[0006] 优选地是，所述耗能单元包括至少一个第一承力板、至少两个第二承力板、至少一 个第三承力板和多个耗能柱体；所述至少两个第二承力板依次排列；至少一个第一承力板 上连接的多个耗能柱体，贯穿至少两个第二承力板，并与至少一个第三承力板连接。
[0007] 优选地是，至少一个第一承力板上连接的多个耗能柱体，一部分贯穿其中一个第 二承力板，另一部分贯穿另一个第二承力板。
[0008] 优选地是，所述耗能单元包括至少两个第一承力板、至少一个第二承力板、至少两 个第三承力板和多个耗能柱体；所述至少两个第一承力板依次排列；所述至少两个第三承 力板依次排列；至少一个第二承力板上贯穿的多个耗能柱体，与至少一个第一承力板和至 少一个第三承力板连接。
[0009] 优选地是，至少一个第二承力板上贯穿的多个耗能柱体，一部分与其中一个第一 承力板连接，另一部分与另一个第一承力板连接。
[0010] 优选地是，至少一个第二承力板上贯穿的多个耗能柱体，一部分与其中一个第三 承力板连接，另一部分与另一个第三承力板连接。
[0011] 优选地是，所述耗能单元包括至少两个第一承力板、至少两个第二承力板、至少两 个第三承力板和多个耗能柱体；至少两个第二承力板通过连接件连接。
[0012] 优选地是，所述连接件包括至少一个连接板；所述连接板覆盖两个第二承力板的 部分区域，并通过螺栓将连接板与第二承力板连接。
[0013] 优选地是，所述耗能柱体贯穿所述第一承力板和第三承力板，两端均与螺母螺纹 连接；所述第一承力板位于其中一个螺母和所述第二承力板之间；所述第三承力板位于另 一个螺母和所述第二承力板之间。
[0014] 优选地是，所述耗能柱体的两端分别与第一承力板和第二承力板通过焊接、热熔、 镦粗或胶接的方式连接。
[0015] 优选地是，所述耗能柱体为实心或空心棒材；所述棒材的截面为圆形或多边形。
[0016] 优选地是，所述耗能柱体由具有延展性的金属材料和/或有机非金属材料制得。 金属材料包括但不限于钢、铝合金等；有机非金属材料包括但不限于橡胶、尼龙工程塑料 等。可采用在钢管内填充有机非金属材料，实现两种材料的组合，提高了耗能柱体的耗能能 力。
[0017] 优选地是，所述耗能柱体与所述第二承力板垂直地设置。
[0018] 优选地是，所述耗能单元包括多个耗能柱体；所述耗能柱体呈矩阵排列。
[0019] 优选地是，所述耗能单元还包括至少两个隔离装置；所述至少两个隔离装置位于 第二承力板和第一承力板之间、第二承力板和第三承力板之间，或一部分位于第二承力板 和第一承力板之间、另一部分位于第二承力板和第三承力板之间。
[0020] 优选地是，所述隔离装置为钢管；所述钢管套装在所述耗能柱体上，两端分别抵靠 在第二承力板和第一承力板上，或者两端分别抵靠在第二承力板和第三承力板上。
[0021] 优选地是，所述耗能单元还包括至少两个弹性装置；所述至少两个弹性装置位于 第二承力板和第一承力板之间、第二承力板和第三承力板之间，或一部分位于第二承力板 和第一承力板之间、另一部分位于第二承力板和第三承力板之间。
[0022] 优选地是，所述弹性装置为弹簧；所述弹簧套装在所述耗能柱体上，两端分别抵靠 在第二承力板和第一承力板上，或者两端分别抵靠在第二承力板和第三承力板上。
[0023] 优选地是，还包括约束构件；所述约束构件设有与所述耗能单元形状相适应的容 腔；所述耗能单元设置在所述容腔内，且所述耗能单元两端的第二承力板部分伸出所述容 腔。
[0024] 优选地是，还包括加固板；所述加固板与所述耗能单元端部的第二承力板连接，并 与第二承力板呈十字形设置。
[0025] 优选地是，所述第一承力板或/和第二承力板为钢板。
[0026] 本实用新型提供的防屈曲耗能支撑，第一承力板、第二承力板、第三承力板在拉力 或压力的作用下往复错动时，带动耗能柱体往复弯曲变形，从而达到耗能的效果。本实用新 型提供的防屈曲耗能支撑，将传统的通过支撑杆拉伸或收缩的耗能方式转变为承力板相互 错动带动耗能柱体弯曲变形的耗能方式，可避免防屈曲耗能支撑整体发生弯曲变形，改善 了耗能效果，可应用于处于地震或台风多发且级数较高的区域，大大提高了钢框架的稳定 性。
[0027] 本实用新型提供的防屈曲耗能支撑，可通过连接件将多个第二承力板串联，使耗 能单元的长度满足钢框架的需求，提高了防屈曲耗能支撑的灵活性。也可通过一个第一承 力板上连接的多个耗能柱体，一部分贯穿其中一个第二承力板，另一部分贯穿另一个第二 承力板；一个第三承力板上连接的多个耗能柱体，一部分贯穿其中一个第二承力板，另一部 分贯穿另一个第二承力板；一个第二承力板上贯穿的多个耗能柱体，一部分与其中一个第 一承力板连接，另一部分与另一个第一承力板连接；一个第二承力板上贯穿的多个耗能柱 体，一部分与其中一个第三承力板连接，另一部分与另一个第三承力板连接的方式增加耗 能单元的长度，以减少连接件的使用，降低生产成本，缩短了安装连接件的时间，提高了生 产效率。
[0028] 本实用新型提供的防屈曲耗能支撑，在耗能柱体上设置隔离装置，用于控制第二 承力板和第一承力板之间的距离，避免第二承力板和第一承力板接触；或用于控制第二承 力板和第三承力板之间的距离，避免第二承力板和第三承力板接触。
[0029] 本实用新型提供的防屈曲耗能支撑，在耗能柱体上设置弹性装置，用于控制第二 承力板和第一承力板之间的距离，避免第二承力板和第一承力板接触；或用于控制第二承 力板和第三承力板之间的距离，避免第二承力板和第三承力板接触。第一承力板、第二承力 板、第三承力板在拉力或压力的作用下往复错动时，还可通过弹性装置的弹性形变来消耗 能量。
[0030] 本实用新型提供的防屈曲耗能支撑，其耗能柱体采用具有延展性的金属或有机非 金属材料制得，可使耗能柱体随承力板最大限度的弯曲变形而不断裂，保证在外力作用较 大的情况下也可维持良好的耗能效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 图1为实施例1中防屈曲耗能支撑的结构主视图；
[0032] 图2为实施例1中耗能单元的结构主视图；
[0033] 图3为实施例1中耗能柱体的结构主视图；
[0034] 图4为实施例1中防屈曲耗能支撑的安装示意图；
[0035] 图5为实施例2中防屈曲耗能支撑的结构主视图；
[0036] 图6为实施例2中耗能单元的结构主视图；
[0037] 图7为实施例3中防屈曲耗能支撑的结构主视图；
[0038] 图8为实施例3中耗能单元的结构示意图。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合附图对本实用新型进行详细的描述：
[0040] 实施例1
[0041] 如图1和2所示，防屈曲耗能支撑，包括耗能单元1和约束构件2,约束构件2设有 与耗能单元1的形状相适应的容腔。耗能单元1设置在约束构件2的容腔内。耗能单元1 包括一个第一承力板11、一个第二承力板12、一个第三承力板13和多个耗能柱体14。第一 承力板11、第二承力板12和第三承力板13优选钢板。第一承力板11和第三承力板13分 别位于第二承力板12两侧，且与第二承力板12间隔。耗能柱体14贯穿第二承力板12,两 端分别与第一承力板11和第三承力板13连接。耗能柱体14垂直于第二承力板12,并呈矩 阵排列。
[0042] 耗能柱体14为截面呈圆形的材质为钢的实心棒材，第一承力板11和第三承力板 13上设有与耗能柱体14相适应的通孔（图中未示出）。耗能柱体14贯穿通孔。耗能柱体 14两端设有外螺纹15 (如图3所示)，与螺母16螺纹连接，从而实现耗能柱体13与第一承 力板11和第三承力板13的可拆卸连接。第一承力板11位于其中一个螺母16和第二承力 板12之间，第三承力板13位于另一个螺母16和第二承力板12之间。耗能柱体14还可选 用截面呈多边形（正方形、正六边形等）的实心或空心棒材，材质也可选用其他具有延展性 的金属材料(如铝合金)和/或有机非金属材料(如橡胶、尼龙工程塑料)。耗能柱体14的端 部还可以通过焊接、热熔、镦粗或胶接的方式与第一承力板11、第三承力板13连接，无需设 置外螺纹15。
[0043] 耗能单元1还包括8个弹性装置，弹性装置选用弹簧3。弹簧3套装在耗能柱体 14上。其中四个弹簧3 -端抵靠在第二承力板12上，另一端抵靠在第一承力板11上，用于 控制第二承力板12和第一承力板11之间的距离。另外四个弹簧3 -端抵靠在第二承力板 12上，另一端抵靠在第三承力板13上，用于控制第二承力板12和第三承力板13之间的距 离。第一承力板11、第二承力板12、第三承力板13在拉力或压力的作用下往复错动时，还 可通过弹簧3的弹性形变来消耗能量。
[0044] 约束构件2选用矩形钢管，耗能单元1设置在矩形钢管的容腔内。第二承力板12 的两端伸出容腔。第二承力板12伸出容腔的部分与建筑框架9连接(如图4)，实现防屈曲 耗能支撑在建筑框架9上的安装。第二承力板12伸出矩形钢管的部分开设有通孔17,并以 螺栓连接的方式安装于建筑框架9上。第二承力板12伸出矩形钢管的部分也可采用焊接 的方式安装于建筑框架9上，无需开设通孔17。
[0045] 实施例2
[0046] 如图5和6所示，防屈曲耗能支撑，包括耗能单元1和约束构件2,约束构件2设 有与耗能单元1的形状相适应的容腔。耗能单元1设置在约束构件2的容腔内。耗能单元 1包括一个第一承力板11、两个第二承力板12、一个第三承力板13和多个耗能柱体14。两 个第二承力板12分别为第二承力板121和第二承力板122。第一承力板11和第三承力板 13分别位于第二承力板12两侧，且与第二承力板12间隔。耗能柱体14贯穿第二承力板 12,两端分别与第一承力板11和第三承力板13连接。耗能柱体14垂直于第二承力板12， 并呈矩阵排列。
[0047] 第二承力板121和第二承力板122依次排列。连接在第一承力板11上的多个耗能 柱体14, 一部分贯穿第二承力板121与第三承力板13连接，另一部分贯穿第二承力板122 与第三承力板13连接。从而将第二承力板121和第二承力板122串联在一起，使耗能单元 1的长度满足钢框架的需求。
[0048] 部分耗能柱体14上还套装有隔离装置6,隔离装置6选用钢管，其中一部分钢管一 端抵靠在第二承力板12上，另一端抵靠在第一承力板11上,用于控制第二承力板12和第 一承力板11之间的距离。另一部分钢管一端抵靠在第二承力板12上，另一端抵靠在第三 承力板13上,用于控制第二承力板12和第三承力板13之间的距离。
[0049] 约束构件2选用矩形钢管，耗能单元1设置在矩形钢管的容腔内。第二承力板121 和第二承力板122部分伸出容腔。
[0050] 除上述结构外，本实施例提供的防屈曲耗能支撑的其他结构均与实施例1提供的 防屈曲耗能支撑的结构相同。
[0051] 实施例3
[0052] 如图7和8所示，防屈曲耗能支撑，包括耗能单元1和约束构件2,约束构件2设 有与耗能单元1的形状相适应的容腔。耗能单元1设置在约束构件2的容腔内。耗能单元 1包括三个第一承力板11、四个第二承力板12、三个第三承力板13和多个耗能柱体14。第 一承力板11和第三承力板13分别位于第二承力板12两侧，且与第二承力板12间隔。耗 能柱体14贯穿第二承力板12,两端分别与第一承力板11和第三承力板13连接。耗能柱体 14垂直于第二承力板12,并呈矩阵排列。
[0053] 三个第一承力板11分别为第一承力板111、第一承力板112和第一承力板113。第 一承力板111、第一承力板112、第一承力板113依次排列。四个第二承力板12分别为第二 承力板123、第二承力板124、第二承力板125和第二承力板126。第二承力板123、第二承 力板124、第二承力板125和第二承力板126依次排列。三个第三承力板13分别为第三承 力板131、第三承力板132和第三承力板133。第三承力板131、第三承力板132和第三承力 板133依次排列。
[0054] 第一承力板111和第三承力板131分别位于第二承力板123的两侧。耗能柱体14 贯穿第二承力板123,两端分别与第一承力板111和第三承力板131连接
[0055] 第一承力板112和第三承力板132分别位于第二承力板124和第二承力板125的 两侧。第一承力板112上连接的多个耗能柱体，一部分耗能柱体141贯穿第二承力板124 后与第三承力板132连接，另一部分耗能柱体142贯穿第二承力板125后与第三承力板132 连接。
[0056] 第一承力板113和第三承力板133分别位于第二承力板125和第二承力板126的 两侧。第二承力板125上贯穿的多个耗能柱体，一部分耗能柱体142与第一承力板112和第 三承力板132连接，另一部分耗能柱体143与第一承力板113和第三承力板133连接。第 一承力板113上连接的多个耗能柱体，一部分耗能柱体143贯穿第二承力板125后与第三 承力板133连接，另一部分耗能柱体144贯穿第二承力板126后与第三承力板133连接。 [0057] 第二承力板123和第二承力板124通过连接件连接。连接件包括两个连接板4,两 个连接板4分别从两侧覆盖第二承力板123和第二承力板124的部分区域，通过螺栓连接 将连接板4与第二承力板123和第二承力板124连接。
[0058] 上述一个第一承力板11上连接的多个耗能柱体14, 一部分贯穿其中一个第二承 力板12,另一部分贯穿另一个第二承力板12 ;-个第三承力板13上连接的多个耗能柱体 14, 一部分贯穿其中一个第二承力板12,另一部分贯穿另一个第二承力板12 ;-个第二承 力板12上贯穿的多个耗能柱体14, 一部分与其中一个第一承力板11连接，另一部分与另一 个第一承力板11连接；一个第二承力板12上贯穿的多个耗能柱体14, 一部分与其中一个 第三承力板13连接，另一部分与另一个第三承力板13连接的方式均可延长耗能单元1的 长度，同时可减少连接件的使用，降低生产成本，缩短了安装连接件的时间，提高了生产效 率。
[0059] 约束构件2选用矩形钢管，耗能单元1设置在矩形钢管的容腔内。耗能单元端部 的第二承力板123和第二承力板126部分伸出容腔。
[0060] 防屈曲耗能支撑还包括两个加固板5,两个加固板5分别与第二承力板123伸出容 腔的部分、第二承力板126伸出容腔的部分连接，并呈十字型设置，可加固防屈曲耗能支撑 与建筑框架9的连接强度。
[0061] 除上述结构外，本实施例提供的防屈曲耗能支撑的其他结构均与实施例1提供的 防屈曲耗能支撑的结构相同。
[0062] 本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围 的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型保护范围 内。
【权利要求】
1. 防屈曲耗能支撑，其特征在于，包括耗能单元；所述耗能单元包括至少一个第一承 力板、至少一个第二承力板、至少一个第三承力板和至少一个耗能柱体；所述第一承力板和 所述第三承力板分别位于所述第二承力板的两侧，且与所述第二承力板间隔设置；所述耗 能柱体贯穿所述第二承力板，两端分别与所述第一承力板和所述第三承力板连接。
2. 根据权利要求1所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述耗能单元包括至少一个 第一承力板、至少两个第二承力板、至少一个第三承力板和多个耗能柱体；所述至少两个第 二承力板依次排列；至少一个第一承力板上连接的多个耗能柱体，贯穿至少两个第二承力 板，并与至少一个第三承力板连接。
3. 根据权利要求2所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，至少一个第一承力板上连接 的多个耗能柱体，一部分贯穿其中一个第二承力板，另一部分贯穿另一个第二承力板。
4. 根据权利要求1所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述耗能单元包括至少两个 第一承力板、至少一个第二承力板、至少两个第三承力板和多个耗能柱体；所述至少两个第 一承力板依次排列；所述至少两个第三承力板依次排列；至少一个第二承力板上贯穿的多 个耗能柱体，与至少一个第一承力板和至少一个第三承力板连接。
5. 根据权利要求4所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，至少一个第二承力板上贯穿 的多个耗能柱体，一部分与其中一个第一承力板连接，另一部分与另一个第一承力板连接。
6. 根据权利要求4所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，至少一个第二承力板上贯穿 的多个耗能柱体，一部分与其中一个第三承力板连接，另一部分与另一个第三承力板连接。
7. 根据权利要求1所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述耗能单元包括至少两个 第一承力板、至少两个第二承力板、至少两个第三承力板和至少两个耗能柱体；至少两个第 二承力板通过连接件连接。
8. 根据权利要求7所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述连接件包括至少一个连 接板；所述连接板覆盖两个第二承力板的部分区域，并通过螺栓将连接板与第二承力板连 接。
9. 根据权利要求1所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述耗能柱体贯穿所述第一 承力板和第三承力板，两端均与螺母螺纹连接；所述第一承力板位于其中一个螺母和所述 第二承力板之间；所述第三承力板位于另一个螺母和所述第二承力板之间。
10. 根据权利要求1所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述耗能柱体的两端分别与 第一承力板和第二承力板通过焊接、热熔、镦粗或胶接的方式连接。
11. 根据权利要求1所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述耗能柱体为实心或空心 棒材；所述棒材的截面为圆形或多边形。
12. 根据权利要求1所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述耗能单元还包括至少两 个隔离装置；所述至少两个隔离装置位于第二承力板和第一承力板之间、第二承力板和第 三承力板之间，或一部分位于第二承力板和第一承力板之间、另一部分位于第二承力板和 第三承力板之间。
13. 根据权利要求12所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述隔离装置为钢管；所述 钢管套装在所述耗能柱体上，两端分别抵靠在第二承力板和第一承力板上，或者两端分别 抵靠在第二承力板和第三承力板上。
14. 根据权利要求1所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述耗能单元还包括至少两 个弹性装置；所述至少两个弹性装置位于第二承力板和第一承力板之间、第二承力板和第 三承力板之间，或一部分位于第二承力板和第一承力板之间、另一部分位于第二承力板和 第三承力板之间。
15. 根据权利要求14所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，所述弹性装置为弹簧；所述 弹簧套装在所述耗能柱体上，两端分别抵靠在第二承力板和第一承力板上，或者两端分别 抵靠在第二承力板和第三承力板上。
16. 根据权利要求1所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，还包括约束构件；所述约束 构件设有与所述耗能单元形状相适应的容腔；所述耗能单元设置在所述容腔内，且所述耗 能单元两端的第二承力板部分伸出所述容腔。
17. 根据权利要求1所述的防屈曲耗能支撑，其特征在于，还包括加固板；所述加固板 与所述耗能单元端部的第二承力板连接，并与第二承力板呈十字形设置。
【文档编号】E04B1/98GK203878799SQ201420149185
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年3月30日 优先权日:2014年3月30日
【发明者】吴梓玮 申请人:美建建筑系统(中国)有限公司