全装配式高延性防屈曲支撑的制作方法

本实用新型涉及建筑结构抗震防灾技术领域，属于结构减震被动控制范畴，具体为全装配式高延性防屈曲支撑。

背景技术：

传统的防屈曲支撑又称屈曲约束支撑，或称无粘结支撑。其主要受力机理类似，支撑的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。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、（2）纯钢型防屈曲支撑，其在构造上都是将核心受力单元置于约束单元之内，区别仅在于约束单元的类型不同。

防屈曲支撑主要用于提高建筑物的抗震能力，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。

目前的防屈曲支撑的构造形式决定了其加工制造相对复杂，且地震后耗能部件不方便更换，通常需要将整个构件拆除，造成材料浪费。更重要的是，目前的防屈曲支撑的核心单元为轴向受力构件，其极限延性基本与耗能核心单元的长度成正比，最大变形能力仅几十毫米，屈服变形仅几毫米，由其轴向受力机理和钢材的物理特性决定了这些性能参数基本上不能根据需要进行方便调整。在罕遇地震来袭时，目前的防屈曲支撑极有可能发生因轴向极限变形能力不足，即延性不足而发生断裂失效退出工作的现象。另外，目前的防屈曲支撑具有塑性变形恢复能力的还较少，有些防屈曲支撑虽有该功能，但多采用预应力钢绞线和转换钢套管实现，造成构造上过于复杂，实际加工不便，且成本很高，实际工程中基本很少采用。

技术实现要素：

本实用新型旨在克服现有技术的缺陷，提供一种全装配式高延性防屈曲支撑，通过相对简单的构造以及模块化的设计，解决目前防屈曲支撑所面临的技术难题，提高防屈曲支撑的应用范围、设计灵活性、加工便捷性、更换方便性。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

一种全装配式高延性防屈曲支撑，其特征在于：它包括至少两根轴向传力钢管、节点连接端板、销轴耳板、销轴、拱形面内弯曲耗能钢板、中部钢套管和复位反力弹簧；所述两根轴向传力钢管之间刚性连接复位反力弹簧，复位反力弹簧以及与其两端连接的轴向传力钢管的两个端部均位于中部钢套管内且能相对滑动；销轴耳板分别焊接于两根轴向传力钢管的中部两侧，拱形面内弯曲耗能钢板的两端通过销轴铰接于两根轴向传力钢管的销轴耳板上，且两端能够在面内相对转动；节点连接端板分别焊接在两根轴向传力钢管外端。

所述的全装配式高延性防屈曲支撑，其特征在于：它还包括定位加劲钢板，所述定位加劲钢板设于中部钢套管和轴向传力钢管之间。

本实用新型的有益效果是：1、受力机理与目前的防屈曲支撑有本质区别：目前的防屈曲支撑采用钢材轴向拉压受力，本实用新型采用拱形钢板条的面内弯曲提供刚度和承载力，其轴向承载力由使钢板发生弯曲变形的反力提供，并由其两端的非屈服弹性钢管段传递给主体结构；

2、支撑性能参数可灵活调整，适应不同需求：本实用新型的核心部件为拱形钢板条，使拱形钢板条发生变形和屈服的外力可通过选择拱形钢板条的矢高、厚度和跨度灵活调整，理论上其屈服承载力和初始屈服变形可任意组合搭配，极大地突破了目前防屈曲支撑的性能参数的制约，由于模块化的构造提供的便利，可根据需要随时更换、改变实际构件的承载力和屈服位移等性能参数；

3、具有极高的延续：拱形钢板条的弯曲变形能力远比钢材的轴向变形能力强，本实用新型的极限变形能力可达到普通防屈曲支撑的2~5倍，完全可以满足罕遇地震下不发生断裂的要求；

4、耗能段外露方便观察损伤与更换：不同于目前常见的套管约束型防屈曲支撑，耗能单元被约束在外围单元内部，本实用新型的耗能单元为拱形钢板条，位于外部可见区域，且通过销轴连接于弹性段，不会造成相邻连接段的破坏，并可直观判断损伤情况，震后仅将拱形耗能段替换即可；

5、内部弹簧部件可提供恢复力，起到自复位功能：两个弹性段之间的弹簧，在初始状态处于自由状态，不提供内力，当地震发生后，若支撑发生残余变形，则内部弹簧将受到压力或者拉力，弹簧所提供的反力与变形方向相反，在一定程度上可减小支撑的残余塑性变形，从而使主体结构的震后变形得到部分恢复，该种构造形式比目前的自复位防屈曲支撑的构造更加简单、实用、经济。

6、本实用新型为纯钢全装配式构造，生产方便快速、成本低：本实用新型可实现多种功能，但构造上非常简便，各部件基本上在生产中相互独立，生产效率很高，部分构件可采用标准型钢构件，进一步降低了成本。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1侧视方向的结构示意图。

图3为图1中部的剖视图。

具体实施方式

如图1-3所示：一种全装配式高延性防屈曲支撑，它包括两根轴向传力钢管2、节点连接端板1、销轴耳板3、销轴4、拱形面内弯曲耗能钢板5、中部钢套管6、复位反力弹簧7和定位加劲钢板8；所述两根轴向传力钢管之间刚性连接复位反力弹簧，复位反力弹簧以及与其两端连接的轴向传力钢管的两个端部均位于中部钢套管内且能相对滑动；销轴耳板分别焊接于两根轴向传力钢管的中部两侧，拱形面内弯曲耗能钢板的两端通过销轴铰接于两根轴向传力钢管的销轴耳板上，且两端能够在面内相对转动；节点连接端板分别焊接在两根轴向传力钢管外端。所述定位加劲钢板设于中部钢套管和轴向传力钢管之间。本实用新型采用纯钢材质制成。

具体方法如下：

选取标准型轴向传力钢管2，一端焊接节点连接端板1；

将自复位反力弹簧7，刚性连接在标准型轴向传力钢管2的另一端；

在标准轴向传力钢管2上焊接销轴耳板4；

通过中部钢套管定位加劲钢板8，将中部钢套管焊接定位在一个标准型轴向传力钢管钢管2之上；

焊接若干销轴耳板3在标准轴向传力钢管钢管2之上；

通过若干销轴4将若干拱形面内弯曲耗能钢板5与标准钢管2进行连接；

拆除或者更换时，将销轴4拆解，即能更换若干拱形面内弯曲耗能钢板5，还可以调整支撑的性能参数。