防屈曲耗能支撑的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明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。
【发明内容】
[0003]本发明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，本发明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]本发明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。本发明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]本发明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]本发明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]本发明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]本发明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。
【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]下面结合附图对本发明进行详细的描述:
[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I和约束构件2，约束构件2设有与耗能单元I的形状相适应的容腔。耗能单元I设置在约束构件2的容腔内。耗能单元I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I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I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