[发明专利]一种全钢双屈服点免断裂屈曲约束支撑

说明书

一种全钢双屈服点免断裂屈曲约束支撑，包括核心单元、外约束单元和两端的连接单元，核心单元包括第一屈服钢板和第二屈服钢板，第一屈服钢板的厚度小于第二屈服钢板的厚度，第一核心段的长度长于第二核心段的长度，外约束单元包括夹持钢管、固定拉接件和钢管夹板，连接单元包括与外约束单元固定连接的插板，固定拉接件为一组连接螺栓。本发明是分阶段屈服屈曲约束支撑，并具有免断裂功能，该防屈曲支撑通过构造使其具有多个屈服点，小震下即可屈服耗能，并通过设置外约束单元限位装置，限值了工作单元的塑性变形，保护工作单元不发生断裂。在超大震作用下，多屈服点免断裂防屈曲支撑不会发生断裂，大大的提高了防屈曲支撑的应用范围。

技术领域

本发明涉及一种结构抗震构件，特别是一种全钢双屈服点免断裂屈曲约束支撑。

背景技术

与传统的中心支撑相比，屈曲约束支撑的滞回曲线饱满，具备较强的耗能能力，合理设计的屈曲约束支撑不需要考虑稳定性问题，其轴向受压承载力不受长细比的影响。屈曲约束支撑由核心耗能段和外包约束构件构成，核心耗能段承受轴向压力时，利用外包约束单元对核心耗能段的横向变形进行约束，防止核心耗能段发生屈曲，使其能在轴力作用下发生全截面屈服，在拉伸和压缩方向获得对称的受力性能。屈曲约束支撑具有减震机理明确、减震效果明显、安全可靠、经济合理的特点，可以满足不同结构的抗震要求。在正常使用状态及小震作用下，屈曲约束支撑为建筑结构提供抗侧刚度，起到普通支撑的作用；在大震作用下，屈曲约束支撑可通过其反复拉压滞回耗散地震输入的能量。由于屈曲约束支撑良好的滞回性能，在工程中得到广泛应用。

屈曲约束支撑的耗能段为主要受力单元，一般由低屈服点的钢材制成，约束单元提供约束机制，以防止耗能单元受轴压时发生整体失稳或局部屈曲，其可采用钢管混凝土、钢筋混凝土外套、圆型或多边形钢管等，无粘结材料在耗能单元和约束单元之间提供滑动界面，使屈曲约束支撑在受拉与受压时尽可能有相似的力学性能，避免耗能单元因受压膨胀后与约束单元之间产生摩擦而造成轴力的增加。

一般情况下，屈曲约束支撑只有一个屈服段，在多遇地震作用下不屈服，只提供附加刚度，不参与耗能，在罕遇地震作用下提供附加刚度和阻尼。普通屈曲约束支撑屈服后刚度远小于初始屈服前刚度，其在大震或超大震作用下屈服后刚度减小，超出工作范围时易变形过大发生断裂，导致其瞬间丧失承载力和刚度。这种情况一般在建筑遭受超过预估的地震作用时出现，主体结构此时一般已接近倒塌，如果此时屈曲约束支撑的承载力和刚度突然丧失，很容易导致建筑物直接发生倒塌。

近几年，部分学者开始研发分阶段屈服屈曲约束支撑，在小震下屈曲约束支撑的一部分先屈服耗能，中震或大震下屈曲约束支撑的大部分区域屈服耗能，从而有效提高屈曲约束支撑抵抗不同强度地震作用的耗能能力。目前分阶段耗能屈曲约束支撑的实现方法包括采用不同耗能机理阻尼器的组合和不同耗能材料阻尼器的组合。如，欧进萍等在普通屈曲约束支撑套管和连接段之间设置摩擦阻尼器，摩擦阻尼器和屈曲约束支撑耗能段为并联关系，构成分阶段屈服的复合型消能器，由于屈曲约束支撑耗能段刚度远大于摩擦阻尼器的刚度，耗能段承担了更多的轴力，摩擦阻尼器由于刚度较小，其分担的轴力有限，影响了小震下摩擦阻尼器的消能效果；马华等采用低屈服点的耗能段和高屈服点的耗能段并联的方式，同样存在上述问题，高屈服点的耗能段刚度比低屈服点耗能段的刚度大得多，导致低屈服点耗能段耗能受到较大影响，并不能很好的实现分阶段屈服。

发明内容

本发明的目的是提供一种全钢双屈服点免断裂屈曲约束支撑，要解决现有阶段屈服屈曲约束支撑低屈服点的耗能段和高屈服点的耗能段并联，存在高屈服点的耗能段刚度比低屈服点耗能段的刚度大，导致低屈服点耗能段耗能受到较大影响，并不能很好的实现分阶段屈服效果的技术问题；并解决在结构受到大震作用时，普通屈曲约束支撑屈服后刚度远小于初始刚度，导致结构残余变形过大，对屈曲约束支撑的刚度和消能能力需求更大的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种全钢双屈服点免断裂屈曲约束支撑，包括本体，所述本体包括核心单元、外约束单元和两端的连接单元，