预制耗能支撑模块及应用和制备方法与流程

本发明涉及建筑结构抗震防灾技术，属于结构减震被动控制领域，尤其涉及一种预制耗能支撑模块和轻量化预制模块装配式防屈曲支撑。

背景技术：

防屈曲支撑又称屈曲约束支撑，或称无粘结支撑。其核心轴力单元通过外部约束单元提供侧向连续支持，可使核心单元受压时不发生屈曲失稳破坏，支撑轴向受拉与受压都可达到其核心截面屈服力，构件的拉压承载能力接近，从而充分利用了材料的强度。在地震中，防屈曲支撑核心单元拉压屈服后，可以发生塑性变形消耗地震输入能量，分利用了材料的塑性耗能能力，结构主体损伤耗能将减小，控制了地震中建筑物的破坏程度，对结构抗震极为有利。

目前，防屈曲支撑的主要构造形式有两种：(1)钢管混凝土型防屈曲支撑，其将核心受力单元置于钢套管之中，在核心单元与钢套筒之间填充混凝土等填充材料，起到约束核心单元受压失稳破坏的作用。其内部填充混凝土重量比较大，导致支撑的吊装、施工安装、性能都有较大问题。支撑由于自重较大，会发生下挠，这相当于增加了支撑的初始缺陷，会进一步增加制作成本；(2)纯钢型防屈曲支撑，一般通过内部加劲措施约束核心单元。目前常见的采用十字形核心的纯钢防屈曲一般采用方形外钢管，由于方形外钢管约束核心主要依靠钢管壁的抗弯承载力，其约束效率较低，因而也造成了用钢量较大的缺陷，同时方钢管组立时 的四角部焊接质量不易保证，在核心单元往复受力的情况下，方钢管角部焊缝也处于疲劳受力与应力集中状态，极容易发生撕裂而失去其约束作用。另外，现有防屈曲支撑标准化制造水平较低，不能充分利用现有标准型钢构件，造成制造成本较高，规格多样，不利于推广应用。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题就是针对现有技术中防屈曲支撑存在的上述不足，提供一种轻量化预制模块装配式防屈曲支撑。其改善了填充型防屈曲支撑重量较大，纯钢型防屈曲支撑易发生局部屈曲破坏的特点，并利用现有的定型标准钢构件作为约束套筒，极大地加工制造成本，有利于大批量标准化定制生产，并能回收利用。

本发明提供一种预制耗能支撑模块，包括：中空管和耗能核心组件；耗能核心组件包括，耗能核心和加劲肋；加劲肋固定在耗能核心上；中空管具有嵌入槽，嵌入槽的位置与加劲肋相对应；耗能核心固定在中空管内，加劲肋设置在嵌入槽内，并露出中空管。

进一步，本发明提供一种预制耗能支撑模块，还可以具有这样的特征：耗能核心具有加劲肋的面与中空管具有嵌入槽的面贴合。

进一步，本发明提供一种预制耗能支撑模块，还可以具有这样的特征：中空管内剩余的空间填充满高强填充混凝土。

进一步，本发明提供一种预制耗能支撑模块，还可以具有这样的特征：加劲肋固定在耗能核心长度方向上的一个面；中空管长度方向一个面具有嵌入槽。

另外，本发明提供一种轻量化预制模块装配式防屈曲支撑，包括，上述的预制耗能支撑模块和两块连接缀板；预制耗能支撑模块的外露的两个加劲肋端面固定在一起；两个连接缀板分别固定连接在一对预制耗能支撑模块的中空管上。

进一步，本发明提供一种轻量化预制模块装配式防屈曲支撑，还可以具有这样的特征：连接缀板和两个中空管的连接面处于同一个平面。

另外，本发明提供一种预制耗能支撑模块的制造方法，包括以下步骤：

步骤a-1、在中空管的一个面开嵌入槽；嵌入槽的位置与加劲肋；

步骤a-2、在耗能核心一个面固定加劲肋，形成耗能核心组件；

步骤a-3、将耗能核心组件插入中空管内；加劲肋插入嵌入槽内；并露出中空管；

步骤a-4、填充中空管内部空隙。

进一步，本发明提供一种预制耗能支撑模块的制造方法，还可以具有这样的特征：嵌入槽设置在中空管长度方向的面上；加劲肋固定在耗能核心长度方向的面上。

另外，本发明提供一种轻量化预制模块装配式防屈曲支撑的制造方法，包括以下步骤：

步骤a、制作预制耗能支撑模块；

步骤a-1、在中空管的一个面开嵌入槽；嵌入槽的位置与加劲肋；

步骤a-2、在耗能核心一个面固定加劲肋，形成耗能核心组件；

步骤a-3、将耗能核心组件插入中空管内；加劲肋插入嵌入槽内；并露出中空管；

步骤a-4、填充中空管内部空隙；

步骤b、制备轻量化预制模块装配式防屈曲支撑；

步骤b-1、将两个预制耗能支撑模块对称设置，外露的两个加劲肋端面固定在一起，形成一个整体；

步骤b-2、将一对连接缀板分别固定连接在一对预制耗能支撑模块的中空管上。

本发明提供一种轻量化预制模块装配式防屈曲支撑的制造方法，还可以具有这样的特征：连接缀板和两个中空管的连接面处于同一个平面。

附图说明

图1是轻量化预制模块装配式防屈曲支撑的主视图。

图2是轻量化预制模块装配式防屈曲支撑的俯视图。

图3是轻量化预制模块装配式防屈曲支撑的剖面图。

图4是耗能钢核心组件的结构图。

图5是预制耗能支撑模块的结构图。

图6是轻量化预制模块装配式防屈曲支撑的装配图。

附图标记：

标准型钢管-1连接钢缀板-2高强填充混凝土-3

耗能钢核心-4钢加劲肋-5嵌入槽-6

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

如图1、图2和图3所示，轻量化预制模块装配式防屈曲支撑包括：两个预制耗能支撑模块和两块连接钢缀板2。

预制耗能支撑模块包括：标准型钢管1、高强填充混凝土3、耗能钢核心组件。

耗能钢核心组件包括：耗能钢核心4和两个钢加劲肋5。耗能钢核心4为一字型耗能钢核心。两个钢加劲肋5采用焊接的方式固定在耗能钢核心4长度方向上一个面的两端。

标准型钢管1长度方向一个面的两端具有嵌入槽6，嵌入槽6的位置与钢加劲肋5相对应。

耗能钢核心固定在标准钢管1内，且耗能钢核心4具有钢加劲肋5的面与标准钢管1具有嵌入槽6的面贴合。加劲肋5设置在嵌入槽6内，并露出标准钢管1。高强填充混凝土3填充满标准钢管1内剩余的空间。

两个预制耗能支撑模块的钢加劲肋5的外露端面采用焊接的方式固定在一起。

一块连接钢缀板2连接两个标准钢管1两个面，三者形成一个平面。另一块连接钢缀板2对称设置。

轻量化预制模块装配式防屈曲支撑的制造方法：

步骤a、制作预制耗能支撑模块。

步骤a-1、在标准钢管1的一个面的两端开嵌入槽6。

根据设计准备一定长度的标准钢管1，可以定制长度或者自行截取需要的长度。嵌入槽6的位置与钢加劲肋5相对应。

作为优选，嵌入槽6设置在标准钢管1长度方向的面上。

步骤a-2、如图4所示，在耗能钢核心4一个面的两端固定一对钢加劲肋5，形成耗能钢核心组件。

根据标准钢管1的长度，切割相应长度的耗能钢核心4。采用焊接的方式将一对钢加劲肋5固定在耗能钢核心4上。加劲肋5与嵌入槽6的位置相对应。

作为优选，钢加劲肋5固定在耗能钢核心4长度方向的面上。

步骤a-3、将耗能钢核心组件插入标准钢管1内。

耗能钢核心4具有钢加劲肋5的面与标准钢管1具有嵌入槽6的面贴合。加劲肋5插入嵌入槽6内；并露出标准钢管1。。

步骤a-4、填充标准钢管1内部空隙。

采用高强混凝土填充标准钢管1内部的剩余空隙，同时将耗能钢核心组件固定在标准钢管1内部，完成预制耗能支撑模块的制备。

步骤b、制备轻量化预制模块装配式防屈曲支撑。

步骤b-1、将两个预制耗能支撑模块对称设置，外露的两个钢加劲肋5端面采用焊接的方式固定在一起，形成一个整体。

步骤b-2、将一对连接钢缀板2分别焊接连接在一对预制耗能支撑模块的标准钢管1上，形成内部具有中空腔体的整体，且焊接后，连接钢缀板2和两个标准钢管1形成一个平面。

轻量化预制模块装配式防屈曲支撑的制造完毕。

实施例二

除了钢加劲肋5和嵌入槽6之外，其他结构与实施例一相同，不再重复叙述。

钢加劲肋5也可以设置一个，处于耗能钢核心4的中间位置；嵌入槽6的位置与之相配。这种结构嵌入槽6的较实施例一中的困难。

由上可见，钢加劲肋5可以根据需要设置数量和位置。

实施例的作用与效果

采用标准型钢管作为约束单元，取材容易，标准化程度高，可先期大量预制，加工速度极快；采用钢缀板连接预制耗能支撑模块，使得约束单元的抗弯刚度利用率提高，省去了重量大作用小的内部填充混凝土，实现了轻量化效果；本发明采用模块化制造，在部分破坏后，可进行拆除更换，维修成本较低，具有良好的推广应用前景。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。