[实用新型]组合式H型钢核心屈曲约束支撑构件

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种建筑耗能构件，特别是一种约束支撑构件。 

背景技术

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。屈曲约束支撑是一种性能优良的新型抗震耗能构件，其在受拉和受压情况下均能达到屈服，避免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。 

屈曲约束支撑已经得到了世界各国结构抗震专家和结构工程师的一致认可。目前，日本已有300多栋建筑采用了屈曲约束支撑，美国已有50多栋已建和在建的建筑使用了这种支撑。我国工程界已广泛认识到这种新型支撑的诸多优点，并对其有非常迫切的需求。屈曲约束支撑在我国有着广泛的应用前景，对提高我国建筑物的抗震能力有着重要的现实意义。 

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。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种组合式H型钢核心屈曲约束支撑构件，要解决现有的屈曲约束支撑构件制作成本高不经济的技术问题，并解决现有的屈曲支撑在芯材部分与端部节点连接处（即支撑变截面处）的弯曲问题。 

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种组合式H型钢核心屈曲约束支撑构件，包括芯材、端部支撑节点、外套筒、封板和填充材料，所述端部支撑节点位于芯材两端，其中心线与芯材中心线的延长线重合，所述外套筒套在端部支撑节点和芯材组合成的整体外，所述填充材料填满外套筒和端部支撑节点与芯材之间的空隙，所述端部支撑节点外端面穿过外套筒两端的封板，所述外套筒和封板固定连接形成闭合体，所述芯材由位于中间的核心段和位于两端的连接段组成，所述核心段和连接段的横端面均为H型，所述核心段和连接段为独立的三段H型钢拼接而成或整根H型钢,所述核心段的翼缘宽度比连接段的翼缘宽度小，所述端部支撑节点的横端面为H型，所述H型靠近芯材两端的腹板切除形成凹槽，凹槽槽口相对设置，所述芯材的连接段伸入凹槽内并焊接连接。

所述芯材和端部支撑节点的外表面均包裹有无粘结材料。 

所述外套筒的横端面为圆形、矩形或正方形。 

所述芯材采用低强度钢材制成，所述支撑端部节点由高强度钢材制成。 

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果： 

首先，本实用新型所述约束支撑与已有屈曲约束支撑区别在于，该芯材部分采用连接段截面削弱的H型钢；支撑端部节点与芯材部分采用焊接形式连成一个整体，保证了截面削弱部分完全进入塑性状态时，支撑端部节点仍保持弹性，进而节省了用钢量。