一种全装配式屈曲约束耗能支撑装置

1.本发明涉及一种全装配式屈曲约束耗能支撑装置，属于房屋建筑结构抗震技术领域。


背景技术：

2.屈曲约束耗能支撑(简称brb)是一种支撑和耗能阻尼器合二为一的抗震耗能装置。屈曲约束耗能支撑由核心单元、约束单元和位于二者间的无黏结材料及填充材料组成。
3.屈曲约束耗能支撑通过使用约束体系来增加芯材的刚度，使得受压时芯材不屈曲，保证滞回曲线的稳定，受拉与受压均能进入屈服，滞回性能优良，具有明确的屈服承载力。在小震作用下，为主体结构提供刚度，在中、大震下可起到“保险丝”的作用，用于保护主体结构在中、大震下不屈服或者不严重破坏，并且可以方便地更换损坏的支撑，可用于各类新建建筑和已有建筑的抗震加固改造工程。
4.然而，传统的屈曲约束耗能支撑存在以下缺点：1、约束单元需灌注混凝土砂浆，导致其自重大，不方便运输；2、生产周期长，加工工序复杂以及材料浪费；3、约束单元与核心单元间的间隙难以控制，加工精度不高。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的不足，本发明提出一种结构简单、成本低、强度高的全装配式屈曲约束耗能支撑装置，此装置可以通过内部构件的全截面屈服来达到减震耗能的目的。
6.本发明的技术方案：一种全装配式屈曲约束耗能支撑装置，包括h型钢外约束单元、芯板核心单元、无粘结材料、高强螺栓以及垫板，在芯板核心单元的上下两侧对称地布置有h型钢外约束单元，在h型钢外约束单元的翼缘板与芯板核心单元之间设置有无粘结材料，同时在翼缘板之间且位于芯板核心单元的左右两侧对称地布置有垫板，所述高强螺栓穿过两侧的翼缘板以及垫板后拧紧固定。
7.进一步，所述芯板核心单元的两端预留有主尾翼板，在主尾翼板上对称地焊接固定有副尾翼板，所述的主尾翼板和副尾翼板构成十字形连接板；所述h型钢外约束单元的翼缘板包括外翼缘板以及靠近芯板核心单元的内翼缘板，所述内翼缘板的两端均延伸出h型钢外约束单元的腹板两端，在内翼缘板的延伸端上开设有与副尾翼板对应的让开槽。
8.进一步，所述芯板核心单元的中部两侧对称地设置有半圆形凸起，在垫板的内侧设置有与半圆形凸起吻合的半圆形凹槽。
9.进一步，所述垫板的厚度等于芯板核心单元与无粘结材料的厚度之和。
10.由于采用上述技术方案，本发明的优点在于：
11.1、结构简单，自重轻，便于地震后的检查与更换；
12.2、可用不同的内部构件材料调节整个耗能支撑的耗能能力及应用范围；
13.3、整个耗能支撑为装配式结构，易于安装与卸载；
14.4、耗能能力优秀且造价低廉；
15.5、约束单元选用型材，方便加工和安装。
附图说明
16.图1是本发明的结构示意图的立体图；
17.图2是本发明的结构示意图的主视图；
18.图3是图2的截面图；
19.图4是本发明的结构示意图的分解图；
20.图5是芯板核心单元的结构示意图；
21.附图标记说明：1-h型钢外约束单元，2-芯板核心单元，3-无粘结材料，4-高强螺栓，5-垫板，1-1-内翼缘板，1-2-外翼缘板，2-1-主尾翼板，2-2-副尾翼板，2-3-半圆形凸起。
具体实施方式
22.为了使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
23.实施例
24.本发明的全装配式屈曲约束耗能支撑装置的示意图如图1～5所示，包括h型钢外约束单元1、芯板核心单元2、无粘结材料3、高强螺栓4以及垫板5，在芯板核心单元2的上下两侧对称地布置有h型钢外约束单元1，在h型钢外约束单元1的翼缘板与芯板核心单元2之间设置有无粘结材料3，同时在翼缘板之间且位于芯板核心单元2的左右两侧对称地布置有垫板5，所述高强螺栓4穿过两侧的翼缘板以及垫板5后拧紧固定。所述垫板5的厚度等于芯板核心单元2与无粘结材料3的厚度之和。
25.参见图5，所述芯板核心单元2的两端预留有主尾翼板2-1，在主尾翼板2-1上对称地焊接固定有副尾翼板2-2，所述的主尾翼板2-1和副尾翼板2-2构成十字形连接板；所述h型钢外约束单元1的翼缘板包括外翼缘板1-2以及靠近芯板核心单元2的内翼缘板1-1，所述内翼缘板1-1的两端均延伸出h型钢外约束单元1的腹板两端，在内翼缘板1-1的延伸端上开设有与副尾翼板2-2对应的让开槽1-3。
26.参见图4，所述芯板核心单元2的中部两侧对称地设置有半圆形凸起2-3，在垫板5的内侧设置有与半圆形凸起2-3吻合的半圆形凹槽，这样便可进一步防止芯板核心单元2在工作过程中移位，提高整个支撑装置的稳定性。
27.本发明采用h型钢作为约束构件，型材方便加工，且抗弯能力大，能够起到良好的约束效果。采用全装配式屈曲约束耗能支撑可以在震后进行拆卸外约束构件，便于检查内核损伤情况，通过随时更换损伤的内核来快速恢复使用功能。因此，本发明的全装配式屈曲约束耗能支撑装置可用于建筑结构(房屋、桥梁等)减震耗能，该装置可以通过内部构件的全截面屈服来达到减震耗能的目的。在安装该种无屈曲耗能支撑装置时候，只需将支撑装置通过螺栓连接至建筑结构(房屋、桥梁等)因地震等多重因素下发生位移处，即安装完成。


技术特征：
1.一种全装配式屈曲约束耗能支撑装置，包括h型钢外约束单元(1)、芯板核心单元(2)、无粘结材料(3)、高强螺栓(4)以及垫板(5)，其特征在于：在芯板核心单元(2)的上下两侧对称地布置有h型钢外约束单元(1)，在h型钢外约束单元(1)的翼缘板与芯板核心单元(2)之间设置有无粘结材料(3)，同时在翼缘板之间且位于芯板核心单元(2)的左右两侧对称地布置有垫板(5)，所述高强螺栓(4)穿过两侧的翼缘板以及垫板(5)后拧紧固定。2.根据权利要求1所述的全装配式屈曲约束耗能支撑装置，其特征在于：所述芯板核心单元(2)的两端预留有主尾翼板(2-1)，在主尾翼板(2-1)上对称地焊接固定有副尾翼板(2-2)，所述的主尾翼板(2-1)和副尾翼板(2-2)构成十字形连接板；所述h型钢外约束单元(1)的翼缘板包括外翼缘板(1-2)以及靠近芯板核心单元(2)的内翼缘板(1-1)，所述内翼缘板(1-1)的两端均延伸出h型钢外约束单元(1)的腹板两端，在内翼缘板(1-1)的延伸端上开设有与副尾翼板(2-2)对应的让开槽(1-3)。3.根据权利要求1所述的全装配式屈曲约束耗能支撑装置，其特征在于：所述芯板核心单元(2)的中部两侧对称地设置有半圆形凸起(2-3)，在垫板(5)的内侧设置有与半圆形凸起(2-3)吻合的半圆形凹槽。4.根据权利要求1所述的全装配式屈曲约束耗能支撑装置，其特征在于：所述垫板(5)的厚度等于芯板核心单元(2)与无粘结材料(3)的厚度之和。

技术总结
本发明提供一种全装配式屈曲约束耗能支撑装置，包括H型钢外约束单元、芯板核心单元、无粘结材料、高强螺栓以及垫板，在芯板核心单元的上下两侧对称地布置有H型钢外约束单元，在H型钢外约束单元的翼缘板与芯板核心单元之间设置有无粘结材料，同时在翼缘板之间且位于芯板核心单元的左右两侧对称地布置有垫板，所述高强螺栓穿过两侧的翼缘板以及垫板后拧紧固定。本发明结构简单，便于地震后的检查与更换；可用不同的内部构件材料调节整个耗能支撑的耗能能力及应用范围；整个耗能支撑为装配式结构，易于安装与卸载。易于安装与卸载。易于安装与卸载。


技术研发人员：魏梦思 袁波 马克俭 郑世宇 陈靖 田子东 魏艳辉
受保护的技术使用者：贵州大学
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/6