本實用新型涉及抗震技術領域,具體地說是一種采用不同材質的耗能板作為內核且能夠滿足小震、中震和大震下分階段屈服耗能以及實現多性能水準和目標的設計需求的雙屈服點一字形全鋼防屈曲耗能支撐。
背景技術:
現有的一字形全鋼防屈曲耗能支撐目前存在以下問題:
1、目前工程上采用的防屈曲耗能支撐的核心耗能板多為單核心等截面鋼板,少數為變截面鋼板,單核心鋼板不能滿足大承載力需求,變截面核心耗能鋼板變形大多集中在截面較小處,不能實現小震、中震和大震下分階段屈服段耗能;
2、少數已發展起來的分階段防屈曲耗能支撐,端部多采用焊接加強,破壞模式為核心耗能板端部焊接處斷裂,疲勞性能不佳;
3、為滿足現在多性能水準和目標的設計需求,研發出能夠在小震、中震和大震下分階段屈服耗能且加工生產方便、經濟的防屈曲耗能支撐是當務之急。
技術實現要素:
本實用新型的目的是針對現有技術存在的問題,提供一種采用不同材質的耗能板作為內核且能夠滿足小震、中震和大震下分階段屈服耗能以及實現多性能水準和目標的設計需求的雙屈服點一字形全鋼防屈曲耗能支撐。
本實用新型的目的是通過以下技術方案解決的:
一種雙屈服點一字形全鋼防屈曲耗能支撐,包括核心耗能板,其特征在于:所述的核心耗能板包括低屈服點鋼板和鋁合金板,形狀規格統一的兩塊低屈服點鋼板將一塊鋁合金板夾在中間重疊構成一字形的核心耗能板,核心耗能板嵌置在兩塊工字鋼構成的雙腹板工字鋼約束構件的腹腔中構成雙屈服點一字形全鋼防屈曲耗能支撐,且核心耗能板的兩端位于雙腹板工字鋼約束構件的腹腔外用于和工程結構相連接。
所述雙腹板工字鋼約束構件的中部設有卡槽,核心耗能板的中部設有凸塊,核心耗能板通過凸塊嵌置在卡槽中將核心耗能板固定在雙腹板工字鋼約束構件的腹腔中。
所述的卡槽對稱設置在雙腹板工字鋼約束構件的腹腔兩側,且核心耗能板的對應兩側亦分別設有凸塊。
所述核心耗能板與雙腹板工字鋼約束構件的腹腔內壁之間的間隙采用無粘結材料填充,以提供核心耗能板在軸向變形時由于泊松效應產生的側向變形所需空間。
所述核心耗能板的端部兩側分別設置連接板,連接板通過螺栓與核心耗能板的端部固定連接。
所述雙腹板工字鋼約束構件的腹板兩端分別設有定位槽,連接板的伸出部位能夠嵌入定位槽中使得連接板能夠固定在雙腹板工字鋼約束構件的腹板上。
本實用新型相比現有技術有如下優點:
本實用新型的整體核心耗能板由兩塊低屈服點鋼板與一塊鋁合金板重疊制成,兩塊低屈服點鋼板放在鋁合金板的兩側,放置在雙腹板工字鋼約束構件腹腔中的核心耗能板周側縫隙填充無粘結材料,以提供核心耗能板在軸向變形時由于泊松效應產生的側向變形所需空間,使支撐在受拉與受壓過程中盡可能有相似的力學性能;通過兩塊低屈服點鋼板與一塊鋁合金板在各級地震狀況中不同的工作狀態來進行分階段消耗地震能量;另外雙屈服點一字形全鋼防屈曲耗能支撐采用合理的端部構造對核心耗能板端部進行無焊接加強,避免了端部焊接引起的疲勞破壞。
本實用新型的雙屈服點一字形全鋼防屈曲耗能支撐在在小震發生(即當遭受低于本地區抗震設防烈度的多遇地震)時,由于地震強度較小,雙腹板工字鋼約束構件處于彈性狀態,提供側向剛度;在中震發生(即當遭受相當于本地區抗震設防烈度的地震影響)時,能夠通過兩塊低屈服點鋼板塑性變形消耗地震能量,鋁合金板保持彈性狀態,提供側向剛度;在大震發生(即當遭受高于本地區抗震設防烈度預計的罕遇地震影響)時,低屈服點鋼板先屈服耗能,鋁合金板后屈服耗能并與低屈服點鋼板共同耗能,從而更好地消耗地震輸入結構的能量;故在單一屈服點的普通防屈曲支撐無法適應不同水平地震作用,具有雙屈服點的防屈曲支撐能在不同水平地震作用下發揮分階段耗能的作用。
附圖說明
附圖1為本實用新型的雙屈服點一字形全鋼防屈曲耗能支撐的分解結構示意圖;
附圖2為本實用新型的雙屈服點一字形全鋼防屈曲耗能支撐的立體結構示意圖。
其中:1—低屈服點鋼板;2—鋁合金板;3—雙腹板工字鋼約束構件;4—連接板;5—定位槽;6—卡槽;7—凸塊。
具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本實用新型作進一步的說明。
如圖1-2所示:一種雙屈服點一字形全鋼防屈曲耗能支撐,包括核心耗能板,該核心耗能板包括低屈服點鋼板1和鋁合金板2,形狀規格統一的兩塊低屈服點鋼板1將一塊鋁合金板2夾在中間重疊構成一字形的核心耗能板,核心耗能板嵌置在兩塊工字鋼構成的雙腹板工字鋼約束構件3的腹腔中構成雙屈服點一字形全鋼防屈曲耗能支撐,且核心耗能板的兩端位于雙腹板工字鋼約束構件3的腹腔外用于和工程結構相連接。為加強穩定性,雙腹板工字鋼約束構件3的中部設有卡槽6,核心耗能板的中部設有凸塊7,核心耗能板通過凸塊7嵌置在卡槽6中將核心耗能板固定在雙腹板工字鋼約束構件3的腹腔中;進一步來說,卡槽6對稱設置在雙腹板工字鋼約束構件3的腹腔兩側,且核心耗能板的對應兩側亦分別設有凸塊7。另外,核心耗能板與雙腹板工字鋼約束構件3的腹腔內壁之間的間隙采用無粘結材料填充,以提供核心耗能板在軸向變形時由于泊松效應產生的側向變形所需空間。上述的核心耗能板包括連接段、過渡段和耗能段,耗能段位于雙腹板工字鋼約束構件3的腹腔中且通過凸塊7嵌置在卡槽6與雙腹板工字鋼約束構件3固定連接,以保證核心耗能板的中心相對雙腹板工字鋼約束構件3的位置不變;過渡段為耗能段伸出雙腹板工字鋼約束構件3的腹腔后與連接段之間的弧形部位;核心耗能板的端部作為連接段與工程結構相連。
在上述結構的基礎上,核心耗能板的端部兩側分別設置連接板4,連接板4通過螺栓與核心耗能板的端部固定連接,以保證核心耗能板的端部連接段的雙向穩定性;同時在雙腹板工字鋼約束構件3的腹板兩端分別設有定位槽5,連接板4的伸出部位能夠嵌入定位槽5中使得連接板4能夠固定在雙腹板工字鋼約束構件3的腹板上。
本實用新型的整體核心耗能板由兩塊低屈服點鋼板1與一塊鋁合金板2重疊制成,兩塊低屈服點鋼板1放在鋁合金板2的兩側,放置在雙腹板工字鋼約束構件3的腹腔中的核心耗能板周側縫隙填充無粘結材料,以提供核心耗能板在軸向變形時由于泊松效應產生的側向變形所需空間,使支撐在受拉與受壓過程中盡可能有相似的力學性能;通過兩塊低屈服點鋼板1與一塊鋁合金板2在各級地震狀況中不同的工作狀態來進行分階段消耗地震能量;另外雙屈服點一字形全鋼防屈曲耗能支撐采用合理的端部構造對核心耗能板端部進行無焊接加強,避免了端部焊接引起的疲勞破壞。本實用新型的雙屈服點一字形全鋼防屈曲耗能支撐在在小震發生(即當遭受低于本地區抗震設防烈度的多遇地震)時,由于地震強度較小,雙腹板工字鋼約束構件3處于彈性狀態,提供側向剛度;在中震發生(即當遭受相當于本地區抗震設防烈度的地震影響)時,能夠通過兩塊低屈服點鋼板1塑性變形消耗地震能量,鋁合金板2保持彈性狀態,提供側向剛度;在大震發生(即當遭受高于本地區抗震設防烈度預計的罕遇地震影響)時,低屈服點鋼板1先屈服耗能,鋁合金板2后屈服耗能并與低屈服點鋼板1共同耗能,從而更好地消耗地震輸入結構的能量;故在單一屈服點的普通防屈曲支撐無法適應不同水平地震作用,具有雙屈服點的防屈曲支撐能在不同水平地震作用下發揮分階段耗能的作用。
總之,本實用新型的雙屈服點一字形全鋼防屈曲耗能支撐采用多個耗能板作為內核,因此能夠滿足較大承載力需求;而采用不同材質的耗能板作為內核,則能夠滿足小震、中震和大震下分階段屈服耗能以及實現多性能水準和目標的設計需求;合理的端部構造對核心耗能板端部進行無焊接加強,避免了端部焊接引起的疲勞破壞。
以上實施例僅為說明本實用新型的技術思想,不能以此限定本實用新型的保護范圍,凡是按照本實用新型提出的技術思想,在技術方案基礎上所做的任何改動,均落入本實用新型保護范圍之內;本實用新型未涉及的技術均可通過現有技術加以實現。