一种内约束防屈曲支撑的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于建筑工程领域，具体涉及一种内约束防屈曲支撑。
【背景技术】
[0002] 防屈曲支撑因其优良的抗震耗能性能，使其在高地震烈度区的框架结构中得到广 泛使用。与普通支撑相比，防屈曲支撑拉压性能相当，滞回曲线饱满稳定，其不但可作为结 构构件，屈服后也是一种性能优良的阻尼器，可大量耗散地震输入能量，并将结构的损伤集 中于屈曲约束支撑自身，保护了主体结构，降低了结构地震响应。
[0003] 常见的防屈曲支撑包括芯材和外套筒，以及芯材与外套筒之间的填充材料。芯材 部分是构件中的主要受力元件，外套筒部分对芯材提供约束，以防止芯材部分受压时发生 整体屈曲。中国专利号200810204340.0公开的一种名称为"防屈曲耗能支撑"实用新型专 利；中国专利号200910081817.5公开的一种名称为"一种全钢结构防屈曲耗能支撑"实用新 型专利等，都属于此类防屈曲支撑。但现有的防屈曲支撑存在以下缺点：
[0004] 1、钢材浪费：由于传统防屈曲支撑主要受力元件为芯材部分，处于核心位置的板 件集中，长细比较大，容易发生屈曲，为防止芯材屈曲势必要增加外套筒的厚度;而外套筒 只是负责约束芯材，并未参与轴向受力，未充分利用钢材，导致钢材浪费；
[0005] 2、自重大:芯材与外套筒之间的混凝土类填充材料自重大，强度低，性能不稳定。
[0006] 3、芯材与外套筒之间的约束混凝土容易被压碎而失去了约束与防屈曲作用，致使 其耗能能力大幅降低。
[0007] 因此将受力板件尽可能分散在周围，提高截面回转半径，进而减小支撑长细比避 免其发生整体屈曲，并在内部充填低密度高强度的泡沫金属避免支撑的局部屈曲，是安全 可靠，经济合理的解决方案。 【实用新型内容】
[0008] 本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种内约束防屈曲支撑。
[0009] 为了达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0010] -种内约束防屈曲支撑，包括封闭的外围构件，填充于所述外围构件内并防止外 围构件屈曲的泡沫金属;所述外围构件两端采用端板封闭，并在所述端板上焊有用以与主 体结构连接的端部连接部件。
[0011] 所述外围构件作为受力结构，使用闭口空心截面构件作为受力构件，使截面尽可 能扩展，可以充分利用钢材强度高的性能，避免了传统防屈曲支撑仅将钢管作为约束结构 而造成的钢材浪费。由于质量分布在外围，相对于同样尺寸的常规防屈曲支撑，其回转半径 显著增大，长细比显著减小，可以有效的避免支撑的整体屈曲。
[0012] 所述内部填充材料为泡沫金属。泡沫金属具有金属材料的高强度和高耐久性，同 时具有较低的密度，可以减轻构件自重。泡沫金属是在熔融的金属中加入增粘剂和发泡剂 制成，是一种集结构性能一体化的新型功能材料。发泡后金属的体积可扩大13倍以上，比重 降低为原来的1/13,约相当于木材的三分之一;一方面泡沫金属的弹性模量高于普通支撑 中用于填充的混凝土类材料，能有效防止薄壁钢管发生局部屈曲；另一方面泡沫金属弹性 模量低于外围受力的钢构件的弹性模量，因此不参与承受轴向力。此外，它的多孔性构造能 有效吸收撞击等瞬时荷载产生的能量。用泡沫金属来代替传统的混凝土作为填充材料，可 以有效减少结构自重，增加结构的强度和稳定性。
[0013] 所述泡沫金属为泡沫铝、泡沫镍、或泡沫铜;所述外围构件为钢构件。
[0014] 所述外围构件为直径不小于150mm的圆管或边长不小于150mm的方管。
[0015] 所述内部填充材料的截面为实心或空心。
[0016]当所述外围构件为直径小于等于200mm的圆管或边长小于等于200mm的方管时，所 述内部填充材料的截面选择实心；当所述外围构件为直径大于200mm的圆管或边长大于 200mm的方管时，所述内部填充材料的截面选择空心，所述填充材料的壁厚不小于100mm。 [0017]所述端部连接部件一端焊接于所述端板的外侧，另一端与主体结构连接。
[0018] 所述端部连接部件与主体结构采用销轴连接、焊接或高强螺栓连接。
[0019] 当所述端部连接部件与主体结构采用销轴连接时，所述端部连接部件为两块相互 平行的耳板，所述耳板上开设安装销轴的圆孔。
[0020] 当所述端部连接部件与主体结构采用焊接或高强螺栓连接时，所述端部连接部件 为两块相互垂直的十字形板件。
[0021] 当所述端部连接部件与主体结构采用焊接连接时，十字形板件外端设有用于焊接 的坡口，确保融透焊接。
[0022] 当所述端部连接部件与主体结构采用高强螺栓连接时，十字形板件外端设有螺栓 孔，相对应的主体结构上的节点板也需开设螺栓孔。
[0023]本实用新型的有益效果是：
[0024] 1.本实用新型所述的内约束防屈曲支撑，其受力合理、加工方便、成本低廉、自重 轻，承载力高，是十分理想的耗能构件。
[0025] 2.本实用新型中将所述外围构件作为受力单元，截面回转半径增大，支撑长细比 减小，降低了对屈曲约束机制的要求，充分利用材料。
[0026] 3.本实用新型中将所述泡沫金属部分作为防屈曲单元。泡沫金属强度高，密度低， 能有效防止所述薄壁钢管发生局部屈曲，避免混凝土类材料易出现的压碎和磨损现象。
[0027] 4.本实用新型中所述泡沫金属部分弹性模量低于受力的外围钢管的弹性模量，不 参与承受轴力，避免了提高了支撑的轴向承载力，确保其在设计荷载下能屈服和耗能。
【附图说明】
[0028] 图1为本实用新型所述内约束防屈曲支撑的构件示意图；
[0029] 图2为本实用新型所述内约束防屈曲支撑的钢管横截面图；
[0030] 图3为本实用新型所述内约束防屈曲支撑的实心填充泡沫金属横截面图；
[0031] 图4为本实用新型所述内约束防屈曲支撑的空心填充泡沫金属横截面图；
[0032] 图5为本实用新型所述内约束防屈曲支撑采用销轴连接时的节点正视图；
[0033] 图6为本实用新型所述内约束防屈曲支撑采用销轴连接时的节点左视图；
[0034] 图7为本实用新型所述内约束防屈曲支撑采用销轴连接时的节点俯视图；
[0035]图8为本实用新型所述内约束防屈曲支撑采用高强螺栓连接时的十字型节点正视 图；
[0036] 图9为本实用新型所述内约束防屈曲支撑采用高强螺栓连接时的十字型节点俯视 图；
[0037]图10为本实用新型所述内约束防屈曲支撑采用焊接连接时的十字型节点正视图；
[0038] 图11为本实用新型所述内约束防屈曲支撑采用焊接连接时的十字型