CN102953451B - 一种tjh纯钢屈曲约束支撑构件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种TJH纯钢屈曲约束支撑构件，其包括：芯材部分以及支撑端部节点，所述支撑端部节点拼接于所述芯材部分的两端；外套筒，所述外套筒套于所述芯材部分的外部，用于约束内部的所述芯材部分；其中，所述芯材部分以及所述支撑端部节点的截面均为H形。

Description

一种TJH纯钢屈曲约束支撑构件

技术领域

本发明涉及建筑物结构支撑领域，具体地，涉及在建筑结构体系中用于支撑的屈曲约束支撑构件。

背景技术

屈曲约束支撑又称无粘结支撑，是一种性能优越的新型抗震耗能构件，一种在受拉和受压情况下都能达到屈服的耗能支撑构件，改善了传统支撑在受压时发生屈曲的缺点，提高了结构的抗震性能。

框架结构是高层建筑使用较普遍的一种结构形式，但其抗侧刚度与承载能力有限，在风荷载或地震作用下侧向位移较大，使其建造高度受到了一定限制。为解决框架结构抗侧刚度与强度较弱的问题，可为其附加支撑，即为框架-支撑体系，包括中心支撑-框架体系与偏心支撑-框架体系。偏心支撑-框架体系通过梁端剪切屈服段耗散地震输入能量，牺牲了部分主体结构构件，使其震后修复较为困难，且成本很高。而中心支撑-框架体系，在地震作用下，难以避免支撑受压屈曲。传统钢支撑屈曲后，性能退化严重，极易造成支撑本身与节点连接的破坏，进而导致结构抗震能力急剧下降，对结构抗震十分不利。为避免普通钢支撑受压屈曲现象的产生，有学者提出了屈曲约束支撑这一概念，也称为“防屈曲支撑”或“无粘结支撑”，即为普通支撑施加侧向约束，防止其受压时产生屈曲。屈曲约束支撑形式多样，但工作原理类似，其轴力由支撑核心单元承受，而外围钢管或钢管混凝土对核心提供约束，限制其整体屈曲与局部屈曲。屈曲约束支撑拉压性能相当，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。目前国内外的屈曲约束支撑构造形式大体上可分为两类：(1)纯钢型屈曲约束支撑；(2)以钢管混凝土为约束单元的屈曲约束支撑。但现有的屈曲约束支撑并不十分经济，制作成本较高，这是由于设计中需要保证支撑节点部位处于弹性状态，通常的做法是加大截面面积。支撑的耗能核心与支撑节点采用同一钢板，不可避免地造成了大量废料；另一方面，由于增大节点部位的断面尺寸，有时也会造成支撑外观由强度设计控制，不得不增加套筒尺寸，而由稳定控制的设计才是最经济合理的。

发明内容

针对现有技术中的存在的问题，本发明的目的是提供一种TJH纯钢屈曲约束支撑构件。

根据本发明的一个方面，提供一种TJH纯钢屈曲约束支撑构件，其包括：芯材部分以及支撑端部节点，所述支撑端部节点拼接于所述芯材部分的两端；外套筒，所述外套筒套于所述芯材部分的外部，用于约束内部的所述芯材部分；其特征在于，所述芯材部分以及所述支撑端部节点的截面均为H形。

优选地，所述外套筒的截面呈矩形，其尺寸与所述芯材部分的尺寸相适应，从而所述外套筒紧套于所述芯材部分的外部。

优选地，所述芯材部分的两端延伸出所述外套筒，并与所述支撑端部节点焊接相连。

优选地，所述芯材部分包括伸出部与未伸出部，所述伸出部延伸出所述外套筒，所述未伸出部处于所述外套筒的内部，且所述未伸出部的外表面还黏贴有无粘结材料，所述无粘结材料将所述外套筒与所述未伸出部隔开。

优选地，所述芯材部分以及所述支撑端部节点的拼接处还设有至少六块拼接补强板，所述对称地设置于所述芯材部分以及所述支撑端部节点的六个内表面。

优选地，所述拼接补强板的一端延伸至所述支撑端部节点长度的四分之三处，其另一端延伸至所述外套筒的内部。

优选地，每块所述拼接补强板的宽度小于其所对应的所述芯材部分以及所述支撑端部节点的内表面的宽度。

优选地，每块所述拼接补强板的宽度等于其所对应的所述芯材部分以及所述支撑端部节点的内表面的宽度。

优选地，所述芯材部分由低强度钢材制成，所述支撑端部节点以及所述拼接补强板由高强度钢材制成。

本发明通过提供一种TJH屈曲约束支撑构件，其整体采用纯钢的形式，芯材部分以及支撑端部节点为纵截面呈H型的钢材组成，且在芯材部分与支撑端部节点的拼接处增加拼接补强板，从而可以钢板的厚度变薄，整个屈曲约束支撑的重量也更轻，且其纵截面为H形的支撑端部节点还可以使施工时的焊接更为方便。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本发明的第一实施例的，所述TJH纯钢屈曲约束支撑构件的正视剖面结构示意图；

图2示出根据本发明的第一实施例的，所述TJH纯钢屈曲约束支撑构件的俯视剖面结构示意图；以及

图3示出根据本发明的第一实施例的，所述TJH纯钢屈曲约束支撑构件的纵截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术内容进行进一步地说明：

图1示出了根据本发明的第一实施例的，所述TJH纯钢屈曲约束支撑构件的正视剖面结构示意图。具体地，所述TJH纯钢屈曲约束支撑构件1包括芯材部分2以及支撑端部节点3，所述支撑端部节点3拼接于所述芯材部分2的两端。更具体地，在图1示出的本发明的优选例中，所述芯材部分2以及所述支撑端部节点3的纵截面均为H形(可以参考图3)，且所述芯材部分2以及所述支撑端部节点3的纵截面面积相等，所述芯材部分2与所述支撑端部节点3焊接相连。其中，所述芯材部分2的长度大于所述支撑端部节点3的长度，所述芯材部分2采用低强度钢材如Q195钢材、Q235钢材、LY100钢材、LY160钢材、LY225钢材等，而所述支撑端部节点3采用高强度钢材如Q345钢材、Q235钢材、Q460钢材等，从而在达到同样的支撑效果的同时能够更节省材料。

进一步地，根据图1所示实施例，所述芯材部分2的外部还套有一个外套筒4，用于约束其内部的所述芯材部分2，其中，所述外套筒4的截面呈矩形，其尺寸与所述芯材部分2的尺寸相适应，从而使所述外套筒4紧套于所述芯材部分2的外部。

更具体地，所述芯材部分2的两端延伸出所述外套筒4。芯材部分2包括伸出部21以及未伸出部22。所述伸出部21为所述芯材部分2的延伸出所述外套筒4的两端，并与所述支撑端部节点3焊接相连。所述未伸出部22处于所述外套筒4的内部，其中所述未伸出部22的外表面黏贴有无粘结材料，所述无粘结材料将所述外套筒4与所述芯材部分2的未伸出部22隔开，以减小所述芯材部分2与所述外套筒4之间的摩擦力。更为具体地，所述无粘结材料由高强度无收缩混凝土或者高强度无收缩混合砂浆材料制成，所述无粘结材料的一面胶粘在所述未伸出部22的外表面，此处不予赘述。

进一步地，根据图1所示实施例，所述TJH纯钢屈曲约束支撑构件1还至少包括六块拼接补强板6，所述拼接补强板6设置于所述芯材部分2以及所述支撑端部节点3的拼接处，用于加强所述芯材部分2与所述支撑端部节点3之间的拼接处的支撑强度。更具体地，在一个优选例中，所述TJH纯钢屈曲约束支撑构件1包括六块所述拼接补强板6，由于所述芯材部分2以及所述支撑端部节点3的横截面均为H形，因此所述芯材部分2以及所述支撑端部节点3均包括六个内表面，所述六块拼接补强板6对称地焊接于所述芯材部分2以及所述支撑端部节点的六个内表面上，其中每个内表面焊接有一块所述拼接补强板6(可参考图3)。更为具体地，在图1所示的优选例中，所述拼接补强板6的一端延伸至所述支撑端部节点3长度的四分之三处，其另一端延伸至所述外套筒4的内部，且所述拼接补强板6伸入所述外套筒4的部分的长度与其对应焊接于所述支撑端部节点3的部分的长度相一致。而在不同的变化例中，所述拼接补强板6的两端延伸的长度可以是不同的，只需所述拼接补强板6的一端延伸至所述外套筒4内部，其另一端延伸至超过所述芯材部分2与所述支撑端部节点3的拼接处。更为具体地，优选地，每块所述拼接补强板6的沿所述芯材部分或所述支撑端部节点3方向上的宽度均小于其所对应的所述芯材部分2以及所述支撑端部节点3的内表面的宽度。而在一个变化例中，每块所述拼接补强板6沿所述芯材部分或所述支撑端部节点3方向上的宽度可以等于其所对应的所述芯材部分2以及所述支撑端部节点3的内表面的宽度。

图2示出了根据本发明的第一实施例的，所述TJH纯钢屈曲约束支撑构件的俯视剖面结构示意图。具体地，所述芯材部分2的外部套有所述外套筒4，其两端的伸出部21延伸出所述外套筒4并且与所述支撑端部节点3相连接。其中所述芯材部分2以及所述支撑端部节点3的纵截面均为H形，其六个内表面各设有一块所述拼接补强板6，所述拼接补强板6焊接与所述芯材部分2与所述支撑端部节点3的拼接处，此处不予赘述。

进一步地，根据图2所示实施例，在一个变化例中，所述芯材部分2与所述支撑端部节点3的拼接处可以位于所述外套筒4的内部。即在此变化例中，整个所述芯材部分2均被套于所述外套筒4的内部，而所述支撑端部节点3包括一插入部，所述插入部伸入所述外套筒4的内与所述芯材部分2的两端相连接。本领域技术人员理解，此时，所述拼接补强板6同样设置于所述芯材部分2与所述支撑端部节点3的拼接处，其一端向外延伸出所述外套筒4，此处不予赘述。

图3示出了根据本发明的第一实施例的，所述TJH纯钢屈曲约束支撑构件1的纵截面结构示意图。具体地，图3为所述TJH纯钢屈曲约束支撑构件1的所述芯材部分2与所述支撑端部节点3之间的拼接处的纵截面。所述芯材部分2的纵截面呈H形，所述外套筒4的纵截面呈矩形，所述外套筒4紧套于所述芯材部分2的外部。更具体地，图3所示的为所述芯材部分2的未伸出部22，所述未伸出部22与所述外套筒4之间还设有所述无粘结材料，所述无粘结材料黏贴于所述未伸出部22的外表面。

进一步地，所述纵截面为H形的芯材部分2包括六个内表面，所述芯材部分2的每个内表面均设置有一块所述拼接补强板6，且所述拼接补强板6相对与所述芯材部分2的纵截面的中心线对称设置。优选地，所述拼接补强板6设置有六块。而在一些变化例中，所述拼接补强板6可以设置更多，例如八块、十块或者十二块。可以理解的是，其中所述多块拼接补强板6之间应对称设置，以保证所述芯材部分2与所述支撑端部节点3的拼接处的受力均匀，提高整个所述TJH纯钢屈曲约束支撑构件1使用的稳定性。本领域技术人员理解，这些变化例均可以结合图3所示实施例予以实现，此处不予赘述。

更为进一步地，根据图1至图3所示实施例，本领域技术人员理解，所述TJH纯钢屈曲约束支撑构件1整体采用纯钢的形式，芯材部分2以及支撑端部节点3为纵截面呈H型的钢材组成，且在芯材部分2与支撑端部节点3的拼接处增加拼接补强板6，从而可以钢板的厚度变薄，整个屈曲约束支撑的重量也更轻，且其纵截面为H形的支撑端部节点还可以使施工时的焊接更为便捷。在实际的使用中，还可以根据实际的需要来决定所述TJH纯钢屈曲约束支撑构件1的长度，使其应用场合也更为广泛。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种TJH纯钢屈曲约束支撑构件，其包括：

芯材部分以及支撑端部节点，所述支撑端部节点拼接于所述芯材部分的两端；

外套筒，所述外套筒套于所述芯材部分的外部，其约束内部的所述芯材部分；

其特征在于，所述芯材部分以及所述支撑端部节点的截面均为H形，所述芯材部分以及所述支撑端部节点的拼接处还设有至少六块拼接补强板，六块所述拼接补强板对称地设置于所述芯材部分以及所述支撑端部节点的六个内表面，且所述拼接补强板的一端延伸至所述支撑端部节点长度的四分之三处，其另一端延伸至所述外套筒的内部。

2.根据权利要求1所述的TJH纯钢屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述外套筒的截面呈矩形，其尺寸与所述芯材部分的尺寸相适应，从而所述外套筒紧套于所述芯材部分的外部。

3.根据权利要求2所述的TJH纯钢屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述芯材部分的两端延伸出所述外套筒，并与所述支撑端部节点焊接相连。

4.根据权利要求3所述的TJH纯钢屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述芯材部分包括伸出部与未伸出部，所述伸出部延伸出所述外套筒，所述未伸出部处于所述外套筒的内部，且所述未伸出部的外表面还黏贴有无粘结材料，所述无粘结材料将所述外套筒与所述未伸出部隔开。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的TJH纯钢屈曲约束支撑构件，其特征在于，每块所述拼接补强板的宽度小于其所对应的所述芯材部分以及所述支撑端部节点的内表面的宽度。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的TJH纯钢屈曲约束支撑构件，其特征在于，每块所述拼接补强板的宽度等于其所对应的所述芯材部分以及所述支撑端部节点的内表面的宽度。

7.根据权利要求1所述的TJH纯钢屈曲约束支撑构件，其特征在于，所述芯材部分由Q195钢材、Q235钢材、LY100钢材、LY160钢材、LY225钢材中的任一种制成，所述支撑端部节点以及所述拼接补强板由Q345钢材、Q235钢材、Q460钢材中的任一种制成。