新型串联型防屈曲耗能支撑的制作方法

本实用新型涉及一种新型串联型防屈曲耗能支撑，属于土木工程结构消能减震技术领域。

背景技术：

防屈曲支撑(BRB)是作为金属消能减震器的一种，滞回曲线饱满，可使结构获得较大阻尼比，降低地震作用；同时还可改变结构体系的传力规律，缓解其他抗侧力构件所承担的地震剪力；经大震损坏后还可及时更换，且不影响结构的正常使用。

然而现有的防屈曲支撑构件存在以下不足之处：

(1)、现有的防屈曲支撑轴向刚度调节机制单一，难以满足工业化生产。防屈曲支撑轴向刚度一般通过耗能段、过渡段、连接段三部分的截面面积及其长度的比例关系进行调节，以便满足工程设计需要。然而这样会带来如下问题：首先，轴向刚度单一调节机制使得针对同一项目中不同承载力、不同轴向刚度的防屈曲支撑要分别进行设计，对每个防屈曲支撑分别进行详细的设计，以便确定耗能段、过渡段、连接段三部分的截面面积及其长度的比例关系，这样无形的增加了工作量，大大降低了工作时效；再者，轴向刚度单一调节机制使得防屈曲支撑内芯耗能单元成为一个整体，然而对于长度较长，承载力较小的防屈曲支撑，其内芯耗能单元受到机械加工残余应力及初始挠度位移较大等因素的影响，构件耗能能力受到大大地影响。

(2)、现有防屈曲支撑构件刚度退化较快，易使建筑结构在地震作用过程成为不稳定结构。现有的防屈曲支撑构件多为单一芯材耗能构件，由防屈曲支撑构件的等效二折线本构模型可知，该构造形式使得构件屈服后轴向刚度仅为初始弹性刚度的2%～5%，严重的刚度退化使得建筑结构整体刚度瞬时大大减少，在重力作用下，建筑结构容易出现不稳定现象。

综上所述，鉴于现有防屈曲支撑轴向刚度机制单一化，不利于工业化生产、加工初始缺陷较大及轴向刚度退化快等缺陷问题，我公司提出一种新型串联型防屈曲耗能支撑，以有效解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种新型串联型防屈曲耗能支撑，能够实现不同地震设防水准下的分级耗能，具有轴向刚度机制多样化、轴向刚度退化慢等特点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种新型串联型防屈曲耗能支撑，包括串联在一起的第一分段、第二分段以及二者之间的连接段，第一分段和第二分段均包括外围约束单元、设置于外围约束单元内的内芯耗能单元、设置在外围约束单元内的内填混凝土、设置在内芯耗能单元与内填混凝土之间的无粘结层；

内芯耗能单元包括耗能钢板和十字形设置在耗能钢板上的加劲肋，耗能钢板与内填混凝土之间、以及加劲肋与内填混凝土之间均设有无粘结层，用于与连接段连接的加劲肋未伸出耗能钢板的相应端部；

连接段包括用于与加劲肋连接的搭接钢板、设置在外围约束单元上的外围钢板、设置在外围钢板内的内填混凝土、无粘结层，无粘结层分别设置在内填混凝土与搭接钢板、耗能钢板、加劲肋之间。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：耗能钢板的长度略长于外围约束单元，外围约束单元设置于耗能钢板的中部位置。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：耗能钢板呈两头宽、中间窄结构，过渡部分采用弧形过渡，第一分段的耗能钢板的中间部分窄于第二分段的耗能钢板的中间部分。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：耗能钢板的弧形过渡处设有间隔部Ⅰ，加劲肋的内侧端部设置有间隔部Ⅱ。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：间隔部Ⅰ为两短边为弧形的平行四边形，间隔部Ⅱ为板状。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：间隔部Ⅰ和间隔部Ⅱ均为泡沫板。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：加劲肋设置在耗能钢板的两端，远离连接段的加劲肋与耗能钢板相应端齐平，靠近连接段的加劲肋与耗能钢板相应端具有一定距离。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：无粘结层为硅胶板，分离效果好。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：第一分段的耗能钢板和第二分段的耗能钢板的拼接端为齿型，外围钢板为箱型套管。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：耗能钢板和加劲肋通过全熔透T型坡口焊焊接，第一分段和第二分段的耗能钢板通过对接焊全熔透焊接，第一分段和第二分段的拼接处的加劲肋通过搭接钢板全熔透对接焊缝连接，搭接钢板通过全熔透T型焊缝焊接在第一分段和第二分段的耗能钢板上，外围钢板通过角焊缝焊接在第一分段和第二分段的外围约束单元上。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

本实用新型分段可在加工厂预先制作，按不同的屈服承载力及轴向刚度分级成批生产，当实际项目工程中明确防屈曲支撑屈服承载力，等效轴向刚度等参数后，可选取不同分级的防屈曲支撑进行组合，达到设计的目的，同时大大节省了加工周期，提高了时效性；多段的连接形式，避免了长支撑小吨位防屈曲支撑加工初始缺陷较大的问题，提高了构件的加工质量；同时，通过调整防屈曲支撑不同分段中芯材截面及各工作段的长度，可实现不同地震设防下的轴向刚度逐级退化，分级耗能的性能指标，保证地震作用过程中建筑结构稳定的同时，增大其阻尼耗能作用，从而更有效的保护主体结构安全，具有较大的经济及社会效益。

附图说明

图1是本实用新型组装结构示意图；

图2是本实用新型外观示意图；

图3是本实用新型芯材结构示意图；

图4是本实用新型中1-1线的剖视结构示意图；

图5是本实用新型中2-2线的剖视结构示意图；

图6是本实用新型中3-3线的剖视结构示意图；

图7是本实用新型中4-4线的剖视结构示意图；

图8是本实用新型中5-5线的剖视结构示意图；

其中，1、耗能钢板，2、外围约束单元，3、间隔部Ⅰ，4、加劲肋，5、间隔部Ⅱ，6、对接焊缝Ⅰ，7、对接焊缝Ⅱ，8、搭接钢板，9、外围钢板，12、内填混凝土，13、无粘结层。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明：

如图1～图8所示，一种新型串联型防屈曲耗能支撑，包括串联在一起的第一分段、第二分段以及二者之间的连接段，第一分段和第二分段均包括外围约束单元2、设置于外围约束单元2内的内芯耗能单元、设置在外围约束单元2内的内填混凝土12、设置在内芯耗能单元与内填混凝土12之间的无粘结层13；

内芯耗能单元包括耗能钢板1和十字形设置在耗能钢板1上的加劲肋4，耗能钢板1与内填混凝土12之间、以及加劲肋4与内填混凝土12之间均设有无粘结层13，用于与连接段连接的加劲肋4未伸出耗能钢板1的相应端部；

连接段包括用于与加劲肋4连接的搭接钢板8、设置在外围约束单元2上的外围钢板9、设置在外围钢板9内的内填混凝土12、无粘结层13，无粘结层13分别设置在内填混凝土12与搭接钢板8之间、内填混凝土12与耗能钢板1之间、内填混凝土12与加劲肋4之间。

耗能钢板1的长度略长于外围约束单元2，外围约束单元2设置于耗能钢板1的中部位置。

耗能钢板1呈两头宽、中间窄结构，过渡部分采用弧形过渡，第一分段的耗能钢板1的中间部分窄于第二分段的耗能钢板1的中间部分。

耗能钢板1的弧形过渡处设有间隔部Ⅰ3，加劲肋4的内侧端部设置有间隔部Ⅱ5。间隔部Ⅰ3为两短边为弧形的平行四边形，间隔部Ⅱ5为板状、并与加劲肋4的内侧端部贴紧。间隔部Ⅰ3和间隔部5Ⅱ均为泡沫板。

加劲肋4设置在耗能钢板1的两端，远离连接段的加劲肋4与耗能钢板1相应端齐平，靠近连接段的加劲肋4与耗能钢板1相应端具有一定距离，也就是不与端部齐平。

无粘结层13为硅胶板，本例可选用2mm厚的硅胶板。

第一分段的耗能钢板1和第二分段的耗能钢板1的拼接端为齿型，易于拼接，外围钢板9为箱型套管。

耗能钢板1和加劲肋4通过全熔透T型坡口焊焊接，第一分段和第二分段的耗能钢板1通过对接焊全熔透焊接，第一分段和第二分段的拼接处的加劲肋4通过搭接钢板8全熔透对接焊缝连接，搭接钢板8通过全熔透T型焊缝焊接在第一分段和第二分段的耗能钢板1上，外围钢板9通过角焊缝焊接在第一分段和第二分段的外围约束单元2上。

制作时，先将：第一分段的加劲肋4与耗能钢板1通过全熔透T型坡口焊焊接，间隔部Ⅰ3、间隔部Ⅱ5采用泡沫板填充，无粘结层（2mm厚硅胶板）13粘贴在加劲肋4与耗能钢板1上，然后外套外围约束单元2、在外围约束单元2中灌注内填混凝土12，共同组成第一分段；

然后：第二分段的加劲肋4与耗能钢板1通过全熔透T型坡口焊焊接，间隔部Ⅰ3、间隔部Ⅱ5采用泡沫板填充，无粘结层（2mm厚硅胶板）13粘贴在加劲肋4与耗能钢板1上，然后外套外围约束单元2、在外围约束单元2中灌注内填混凝土12，共同组成第二分段；

最后：第一分段的耗能钢板1与第二分段的耗能钢板1通过对接焊缝Ⅱ7全熔透焊接，第一分段的加劲肋4与第二分段的加劲肋4通过搭接钢板8全熔透对接焊缝Ⅰ6连接，同时搭接钢板8通过全熔透T型焊缝焊接在第一分段的耗能钢板1与第二分段的耗能钢板1上，搭接钢板8及加劲肋4外贴无粘结层13，外围钢板9组成箱型套管通过角焊缝焊接第一分段和第二分段的外围约束单元2，使外围约束单元2成为一个整体，同时灌注混凝土12，完成加工。