一種外套管約束折疊鋼板耗能支撐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于建筑結(jié)構(gòu)耗能支撐領(lǐng)域，設(shè)及一種外套管約束折疊鋼板耗能支 撐。
【背景技術(shù)】
[0002] 地震災(zāi)害具有突發(fā)性和毀滅性，威脅著人類生命財產(chǎn)的安全。對于建筑物，由于建 筑物地震反應(yīng)過大，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)失去其使用功能、嚴重破壞甚至倒塌的現(xiàn)象。為減少地 震帶來的災(zāi)害，耗能減震技術(shù)被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計中。其中，屈曲約束支撐的開發(fā)與應(yīng)用 就是具有代表性的一項技術(shù)。
[0003] 屈曲約束支撐主要由忍板、外套管、無粘結(jié)材料等部分構(gòu)成。該技術(shù)中忍板為主要 受力單元，在地震作用下忍板發(fā)生變形而消耗地震所輸入的能量，從而達到保護主體框架 的目的。外套管通過對忍板的約束，防止忍板產(chǎn)生側(cè)向屈曲影響其耗能效果。
[0004] 然而目前的屈曲約束耗能支撐塑性較出現(xiàn)較少，并不能發(fā)揮整塊忍板的耗能能 力，無法控制忍板的屈服點位置，無法控制塑性較出現(xiàn)的數(shù)量，運就使得整個支撐的耗能性 能并不能實現(xiàn)精確控制，從而達到預(yù)期的效果。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 技術(shù)問題:本實用新型提供一種利用折疊鋼板形成的忍筒代替忍板作為主要受力 構(gòu)件，利用其良好的屈服后耗能能力減少建筑物的地震響應(yīng)，制作簡單，便于安裝，能夠應(yīng) 用到結(jié)構(gòu)抗震方面，有效地減輕地震災(zāi)害的外套管約束折疊鋼板耗能支撐。
[0006] 技術(shù)方案:本實用新型的外套管約束折疊鋼板耗能支撐包括外套管、設(shè)置在所述 外套管內(nèi)的忍筒、設(shè)置在所述忍筒兩側(cè)筒口的端頭承壓板、設(shè)置在外套管兩側(cè)端部的外套 管封板，所述端頭承壓板上連接有穿過外套管封板的十字節(jié)點板，所述忍筒由多個耗能單 元依次連接而成，所述耗能單元包括4η個異面Ξ角形，其中化個為第一類Ξ角形，化個為第 二類Ξ角形，每兩個第一類Ξ角形頂角連接設(shè)置，構(gòu)成一個分組，每兩個第二類Ξ角形底邊 連接設(shè)置，構(gòu)成一個分組，第一類Ξ角形分組與第二類Ξ角形分組相鄰連接，拼接成一個筒 狀構(gòu)件，η為耗能單元端面多邊邊形邊數(shù)，且η > 3。
[0007] 進一步的，本實用新型中，所述外套管封板上設(shè)置有與十字節(jié)點板對應(yīng)的"十"字 型縫。
[000引進一步的，本實用新型中，所述端頭承壓板的尺寸與忍筒的筒口尺寸相同。
[0009] 進一步的，本實用新型中，所述外套管內(nèi)壁與忍筒之間有間隙，其中填充有無粘結(jié) 材料。
[0010] 進一步的，本實用新型中，所述十字節(jié)點板上焊接有豎向的加勁肋。
[0011] 折疊鋼板耗能支撐對鋼板采用沖壓的方式使其出現(xiàn)折痕，相當于在鋼板之中引入 了初始缺陷，進而可W控制出現(xiàn)塑性較的位置，使塑性較出現(xiàn)在折痕附近，還可W通過控制 折痕的數(shù)量來控制塑性較的數(shù)量。然后將沖壓之后的鋼板焊接成為筒狀，同時增加了穩(wěn)定 性，不易發(fā)生面外屈曲。
[0012] 折疊鋼板耗能支撐由忍筒、外套管、端頭承壓板、外套管封板、十字節(jié)點板、無粘結(jié) 材料、加勁肋構(gòu)成;其中忍筒是是由普通鋼板經(jīng)過沖壓焊接成為筒狀，其折疊段是由幾何尺 寸相同的耗能單元組成。且耗能單元體四面均采用相同的折痕，其構(gòu)造形式相對簡單，制作 方便;端頭承壓板與忍筒、十字節(jié)點板相連，將荷載均勻的傳遞給忍筒。外套管限制耗能段 折痕處出現(xiàn)過大的變形而影響整個支撐的耗能性能。外套管封板限定外套管的位置，十字 節(jié)點板從其中穿過，將忍筒與框架連接在一起，十字節(jié)點板上焊接有加勁肋，防止十字節(jié)點 板受壓屈曲。
[0013] 本實用新型的外套管約束折疊鋼板耗能支撐，由屯部分構(gòu)成，分別為外套管、端頭 承壓板、忍筒、十字節(jié)點板、外套管封板、無粘結(jié)材料、加勁肋。
[0014] 其核屯、為忍筒，忍筒集中體現(xiàn)了實用新型的設(shè)計原理，且Wn = 4時為例進行說明。
[0015] 所述忍筒，如圖1中4所示，是鋼板經(jīng)過沖壓焊接而成，經(jīng)過沖壓可W形成由一種或 多種簡單幾何圖形所構(gòu)成的耗能單元，再經(jīng)過焊接形成筒狀，如圖6所示，為保證良好的耗 能能力，便與加工，所用鋼材優(yōu)先采用軟鋼、Q235或高性能鋼材，所用鋼板厚度不宜大于 50mm 〇
[0016] 所述外套管，如圖1中1所示，優(yōu)先采用鋼材制成，可W是圓鋼管、方鋼管，優(yōu)先使用 市場上已有的鋼管規(guī)格。
[0017] 所述外套管封板采用與外套管相同的材料，板厚約為1.5-2.0倍外套管厚度，焊接 于外套管兩端，如圖1中2所示，直徑與外套管外徑相同。
[0018] 所述無粘結(jié)材料在忍筒與外套管之間設(shè)置，如圖1中6所示，無粘結(jié)材料為2mm厚的 硅膠層，用來減弱外套管與忍筒之間的摩擦。
[0019] 所述端頭承壓板設(shè)置于忍筒兩端部，如圖1中3所示，是將高強鋼板切割成與耗能 單元側(cè)面吻合的六面體，焊接于忍筒兩端。
[0020] 所述十字節(jié)點板，如圖1中5所示，采用與端頭承壓板相同的鋼材，焊接于端頭承壓 板上。
[0021] 所述加勁肋，如圖1中7所示，共有四道，每道都是由四片相同的Ξ角形鋼板組成， 焊接于十字節(jié)點板上。
[0022] 有益效果:本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下優(yōu)點：
[0023] 現(xiàn)有屈曲約束支撐采用外套管來限制其忍板的屈曲，無法控制忍板出現(xiàn)塑性較的 位置和數(shù)量，使得現(xiàn)有屈曲約束支撐的耗能能力達不到理想的效果。在本實用新型中創(chuàng)造 性的引入了忍筒，并在忍筒外設(shè)置外套管，使得忍筒與外套管協(xié)同工作，當忍筒承受荷載與 外套管接觸時，利用外套管與忍筒的相互接觸，增加忍筒的剛度，提高其極限承載力，同時 還可W改善忍筒的滯回耗能性能，從而在地震時更好地消耗地震對建筑物輸入的能量。
[0024] 該忍筒的側(cè)面均采用Ξ角形折痕，折痕形式簡潔，便于進行沖壓制作，在承受地震 作用時，主要受到建筑物框架傳來的軸向荷載，該軸向荷載可W為拉力，也可W為壓力，在 其受到荷載作用時，可W發(fā)生拉伸或者壓縮變形，使得該忍筒在外套管中滑動，外套管對忍 筒產(chǎn)生約束作用，防止忍筒發(fā)生面外屈曲，使其只能在其長度方向發(fā)生拉伸或壓縮，W確保 其耗能性能。
[0025] 本實用新型中，外套管約束折疊鋼板耗能支撐將現(xiàn)有的屈曲約束支撐中的忍板更 換為由折疊鋼板形成的忍筒，優(yōu)化其耗能機理，增加其在低周往復(fù)荷載下的滯回耗能能力， 通過沖