专利名称：一种铰接双槽钢屈曲约束支撑的制作方法
技术领域：
本发明涉及土木工程领域，特别是涉及一种铰接双槽钢屈曲约束支撑。
背景技术：
屈曲约束支撑是一种受压时没有屈曲发生的构件。 一般认为，支撑在结构中起承担轴向 力的作用。普通的支撑在抗风抗震设计中是通过增强结构本身的抗风抗震性能来保证刚度、 强度和延性，但这种支撑缺乏自我调节能力，在受压时容易发生屈曲使部分结构退出工作， 降低结构的抗侧刚度，造成其它部位的荷载增加，对结构不利。而屈曲约束支撑由外筒和内 核组成，轴向力全部由内核单元承受；外筒约束内核单元弯曲，避免内核在受压时屈曲，减 小结构的变形，同时也满足安全性、使用性和舒适度的功能要求。所以屈曲约束支撑是一种 很合理的支撑，且在抗风抗震中表现出较好的优越性。
近年来，屈曲约束支撑因其自重轻、布置灵活和安装方便，在建筑结构基础成本、施工 进度方面体现出较好的优越性，尤其是在已有建筑结构的加固方面更能体现出其方便快捷和 经济性能。屈曲约束支撑与框架组成的结构体系同样表现出极佳的承载能力和耗能性能等， 这是因为(1)小震时，屈曲约束支撑框架线弹性刚度高，可以很容易的满足规范的变形要 求；(2)由于可以受拉及受压屈服，屈曲约束支撑框架消除了传统支撑框架的支撑屈曲问题， 在强震时有更强和更稳定的能量耗能能力；(3)支撑构件好比结构体系中可更换的保险丝， 即可保护其他构件免遭破坏，并且大震后，可以方便的更换损坏的支撑；(4)支撑的刚度和 强度很容易调整，屈曲约束支撑框架设计灵活，而且在非弹性分析中可以方便的模拟屈曲约 束支撑的滞回曲线；(5)在抗震加固中，屈曲约束支撑框架比传统支撑系统更有优越性，因 为设计会使后者的地基费用更贵。
但国内现有的屈曲约束支撑也存在不足，具体如下
(1) 材料和截面形式的不足
a普通屈曲约束支撑的内核一般为低屈服点钢材，我国尚不能生产低屈服点钢材及制品， 量大面广的结构用钢一般为Q235及以上的碳素钢及低合金钢；
b普通的屈曲约束支撑多为单构件断面，我国大陆尚不提供热轧"十"字型材，仅"一" 字型截面难于满足大刚度、大屈服力的需求；
c若用钢板焊接制成"十"字截面，在温度应力、残余变形、材料脆性、低周疲劳等方 面需进一步研究。故国内现有支撑在取材方面比较困难。
(2) 节点连接方式的不足国内普通的屈曲约束支撑与结构主体常釆用对接方式结合，多属刚性连接。其不足表现
在
a任一端在接合处需要使用多片续接板及大量的螺栓进行复杂的接合程序，导致该类型 支撑接合长度较长且螺栓数量较多、施工复杂、增加成本等缺点；
b当结构在地震或强风作用下，上部结构对结点的作用力增加，且当整体框架发生偏移 时，连接处会产生附加弯矩，所承受的力和弯矩增加，构件被提前破坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，采用一种新型截面构成和节点连接 的支撑方式，该种支撑可应用于抗震地区新建结构和已有结构的抗震加固和改造。
本发明的技术方案可以通过以下的技术措施来实现， 一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，包
括外套筒和内核，其特征在于所述的内核为双槽钢式结构两个槽钢的腹板平行布置，且槽 口方向相反，所述的两个槽钢在上、下翼缘处分别固定连接。
本发明可以作如下改进，所述的两个槽钢的腹板之间留有间隙，二槽钢的上翼缘之间、 下翼缘之间均通过缀板焊接固定。
本发明还可以作如下改进，所述的外套筒与内核之间浇注混凝土，在所述的两个槽钢的 外表面还设有隔膜层。
两个槽钢之间的形成的间隙及外表面的隔膜层，可以保证外围约束单元既不传递轴向荷 载又能保持对内核单元的有效约束。
本发明所述的两个槽钢的外表面的隔膜层的材质为聚乙烯材料，聚乙烯材料粘贴在两个 槽钢的外表面。
本发明所述的铰接双槽钢屈曲约束支撑的端部还设有用于与建筑结构主体相固定的连接 段；所述的连接段包括套筒内连接段和套筒外连接段，套筒内连接段由所述内核的槽钢端部 和加强约束钢板组成，所述的加强约束钢板与槽钢的腹板平行，且位于槽钢的上、下翼缘之 间；所述的加强约束钢板与槽钢的腹板均向套筒外延伸，在外套筒的外部构成套筒外连接段。
本发明所述的套筒外连接段上设有用于与建筑结构主体相铰接固定的铰接孔。 本发明还可以作以下改进，所述的套筒外连接段与外套筒端面之间还设有伸缩区段，所
述的伸缩区段的截面高度与位于外套筒内的槽钢腹板的高度相同。由于伸縮区段是外套筒的
活动区段，即当核心段构件屈曲时作为外套筒的活动空间，因而，其截面尺寸不能大于外套
筒的尺寸。
所述的加强约束钢板与槽钢的腹板在套筒外连接段处加宽，且套筒外连接段的截面高度 大于所述的外套筒的径长，从而限制外套筒的运动。所述的外套筒与套筒外连接段之间还可以设有用于掩饰伸缩区段的装饰筒，其截面高度 大于套筒外连接段的截面高度。
作为本发明的一种实施方式，所述内核的槽钢和缀板的材料为Q235，加强约束钢板的材 料为Q345。
与现有技术相比，本发明的优点是
本发明的铰接双槽钢屈曲约束支撑有望克服现有屈曲约束支撑的一些缺陷，从而对新建 建筑和已有建筑在消能减震方面起到重要作用。下述为与现有屈曲约束支撑结构相比，铰接 双槽钢屈曲约束支撑预期能达到的优点
(1) 构件传力直接化
施工时，本发明的核心构件(双槽钢)通过销钉与端板直接连接，没有经过其它连接构 件的转换，避免了连接焊缝残余应力的影响；且在连接段增加了加强约束钢板，以防止核心
构件(双槽钢)在套筒外发生破坏。
(2) 节点连接简易化
a该支撑与端板通过销钉连接，仅承受拉力和压力的作用，与现有屈曲约束支撑相比， 减少了螺栓的使用和支撑与端板的接合长度，施工更简单；
b该支撑的中轴线通过梁柱轴线的交点，且支撑与结构的连接处采用铰接，当遇到地震 或强风等作用时，连接处可以转动，在任何情况下都不会对主体结构产生附加弯矩；
c当构件被破坏时，该支撑也能方便被更换。
(3) 材料国产普遍化
a该种支撑所采用的Q345外套筒、Q235槽钢和缀板均为我国钢材市场普遍的材料，而 一般屈曲支撑所需低屈服点钢材，我国钢材市场尚缺乏优质低屈服点钢材及制品；且支撑的 内核为两槽钢焊接而成，解决了国内该类截面缺少或不能满足要求等困难；
b聚乙烯也是我国市场上的普遍材料。设计时，需在槽钢外部粘贴聚乙烯材料，形成间 隙和隔膜层，保证外围约束单元既不传递轴向荷载又能保持对内核单元的有效约束。
图1是本发明的铰接双槽钢屈曲约束支撑的施工示意图2是图1的I-I向剖视放大示意图3是图2的II-II向剖视结构示意图4是本发明的套筒内连接段半个截面的示意图5是本发明的套筒外连接段半个截面的示意图。
具体实施例方式
本发明的具体实施方式
如图1 图5所示， 一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，包括外套筒l 和内核，外套筒l的材料为Q345，用于约束内核单元，避免内核单元在受压时屈曲；内核为
双槽钢式结构两个槽钢2的腹板平行布置，且槽口方向相反，两个槽钢2的腹板之间留有
间隙，二槽钢2的上翼缘之间、下翼缘之间均通过缀板3焊接固定。外套筒l与内核之间浇 注混凝土5，在两个槽钢2的外表面还粘贴一层聚乙烯材料，作为隔膜层4。铰接双槽钢屈曲 约束支撑的端部还设有用于与建筑结构主体相固定的连接段；连接段包括套筒内连接段7和 套筒外连接段8，套筒内连接段7由内核的槽钢端部和加强约束钢板11组成，加强约束钢板 11与槽钢2的腹板平行，且位于槽钢2的上、下翼缘之间，即套筒内连接段7共包括两个加 强约束钢板11，分别位于每个槽钢2的上、下翼缘之间，加强约束钢板11紧贴在槽钢2的 腹板处，且与槽钢2的上、下翼缘焊接固定，由于套筒内连接段7的加强约束钢板11覆盖了 槽钢2的腹板，因此，在外套筒1内，加强约束钢板ll的外表面也粘贴一层聚乙烯材料，从 而在外套筒1内形成一个完整的隔膜层4。加强约束钢板7与槽钢2的腹板21均向套筒外延 伸，在外套筒1的外部构成套筒外连接段8，加强约束钢板11与槽钢2的腹板21在套筒外 连接段8处加宽，且二者在边缘处焊接固定为一体，套筒外连接段8的截面高度大于外套筒 l的径长。套筒外连接段8上还设有用于与建筑结构主体相铰接固定的铰接孔12。套筒外连 接段8与外套筒1端面之间还设有伸縮区段9，伸縮区段9的截面高度与位于外套筒1内的 槽钢2腹板的高度相同。外套筒1与套筒外连接段8之间还设有用于掩饰伸缩区段9的装饰 筒13，装饰筒13不受力，其截面高度大于套筒外连接段8的截面高度。槽钢2和缀板3的 材料为Q235，加强约束钢板11的材料为Q345。
实现方法如下将建筑结构主体中的端板6与本发明的铰接双槽钢屈曲约束支撑用销钉 铰接，且该支撑的中轴线通过梁与柱的中心轴线交点10。本铰接双槽钢屈曲约束支撑与端板 6的连接段包括套筒内连接段7和套筒外连接段8，套筒内连接段7由伸縮区段9过渡到套筒 外连接段8，套筒内连接段7由Q235槽钢2和Q345加强约束钢板11组成，Q235槽钢2的 截面在套筒外连接段8处削除其翼缘，保留其腹板部分并将腹板加宽，其加宽后的腹板21与 Q345加宽后的加强约束钢板11构成套筒外连接段8，套筒外连接段8与端板6用销钉铰接。
权利要求
1.一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，包括外套筒(1)和内核，其特征在于所述的内核为双槽钢式结构两个槽钢(2)的腹板平行布置，且槽口方向相反，所述的两个槽钢(2)在上、下翼缘处分别固定连接。
2. 根据权利要求1所述的一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，其特征在于所述的两个槽 钢(2)的腹板之间留有间隙，二槽钢(2)的上翼缘之间、下翼缘之间均通过缀板(3)焊接固定。
3. 根据权利要求2所述的一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，其特征在于所述的外套筒(l) 与内核之间浇注混凝土(5)，在所述的两个槽钢(2)的外表面还设有隔膜层(4)。
4. 根据权利要求3所述的一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，其特征在于所述的两个槽 钢(2)的外表面的隔膜层(4)的材质为聚乙烯材料，聚乙烯材料粘贴在两个槽钢(2)的外表面。
5. 根据权利要求1或2或3或4所述的一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，其特征在于 所述的铰接双槽钢屈曲约束支撑的端部还设有用于与建筑结构主体相固定的连接段；所述 的连接段包括套筒内连接段(7)和套筒外连接段(8)，套筒内连接段(7)由所述内核的槽钢(2) 端部和加强约束钢板(ll)组成，所述的加强约束钢板(11)与槽钢(2)的腹板平行，且位于槽 钢(2)的上、下翼缘之间；所述的加强约束钢板(11)与槽钢(2)的腹板均向套筒外延伸，在外 套筒(1)的外部构成套筒外连接段(8)。
6. 根据权利要求5所述的一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，其特征在于所述的套筒外 连接段(8)上设有用于与建筑结构主体相铰接固定的铰接孔(12)。
7. 根据权利要求6所述的一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，其特征在于所述的套筒外 连接段(8)与外套筒(1)端面之间还设有伸縮区段(9)，所述的伸縮区段(9)的截面高度与位于 外套筒(l)内的槽钢(2)腹板的高度相同。
8. 根据权利要求7所述的一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，其特征在于所述的加强约 束钢板(11)与槽钢(2)的腹板在套筒外连接段(8)处加宽，且套筒外连接段(8)的截面高度大于 所述的外套筒(l)的径长。
9. 根据权利要求8所述的一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，其特征在于所述的外套筒(l) 与套筒外连接段(8)之间还设有用于掩饰伸縮区段(9)的装饰筒(13)，其截面高度大于套筒外 连接段(8)的截面高度。
10. 根据权利要求9所述的一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，其特征在于所述内核的槽 钢(2)和缀板(3)的材料为Q235，所述的加强约束钢板(ll)的材料为Q345。
全文摘要
一种铰接双槽钢屈曲约束支撑，包括外套筒和内核，所述的内核为双槽钢式结构两个槽钢的腹板平行布置，且槽口方向相反，所述的两个槽钢在上、下翼缘处分别固定连接。本发明采用一种新型截面构成和节点连接的支撑方式，该种支撑可应用于抗震地区新建结构和已有结构的抗震加固和改造。
文档编号E04B1/98GK101525909SQ200910038180
公开日2009年9月9日 申请日期2009年3月25日 优先权日2009年3月25日
发明者徐其功, 曹大燕, 李俞谕, 胡淑军, 苍久山 申请人:广东省建筑科学研究院;广东省建科建筑设计院