复合型屈曲约束支撑结构的制作方法

1.本实用新型涉及抗震结构技术领域，尤其涉及一种复合型屈曲约束支撑结构。


背景技术：

2.目前，屈曲约束支撑又称brb(buckling restrained brace)，它具有明确的屈服承载力，在大震下可起到“保险丝”的作用。
3.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。
4.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。
5.但是传统屈曲约束支撑一般只有一个屈服段，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。传统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。


技术实现要素：

6.本实用新型旨在解决上述技术问题之一。
7.为解决上述技术问题之一，本实用新型提供了一种复合型屈曲约束支撑结构，既能在多遇地震下参与耗能，又能在罕遇地震下提供附加刚度和阻尼的产品，在多遇地震条件下的耗能，提高了建筑物在多遇地震中的抗震性能和建筑物的稳定性，解决了传统屈曲约束支撑只能在大震条件下提供耗能的问题，拓宽了屈曲约束支撑的适用范围。
8.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种复合型屈曲约束支撑结构，包括支撑组件和黏弹性阻尼器，所述支撑组件设置在所述黏弹性阻尼器的一端，所述黏弹性阻尼器与支撑组件相连接；
9.所述支撑组件包括：
10.约束管；
11.十字芯板，所述十字芯板设置在所述约束管的内部，所述十字芯板的两端伸出至所述约束管的外部；
12.支撑件，所述支撑件设置在所述十字芯板和所述约束管之间，所述支撑件的一端与约束管相抵，所述支撑件的另一端与十字芯板相抵；
13.黏弹性阻尼器包括：
14.封管，所述封管套装在所述十字芯板上；
15.阻挡件，所述阻挡件固定设置在封管的内部，所述阻挡件的内部设置有阻尼腔，所述十字芯板的一部分位于所述阻尼腔内，所述阻挡件的右端设置有右阻挡部，所述十字芯板上设置有与所述右阻挡部相配合对十字芯板进行限位的芯板阻挡部；
16.高阻尼块，所述高阻尼块设置在所述阻尼腔内，所述高阻尼块设置在阻挡件和十字芯板之间，所述高阻尼块靠近阻挡件的侧面与阻挡件相连接，所述高阻尼块靠近十字芯板的侧面与十字芯板相连接。
17.本实用新型的复合型屈曲约束支撑结构，在多遇地震条件下，此时十字芯板沿其长度方向的位移较小，十字芯板与阻挡件之间发生相对较小的位移，十字芯板与阻挡件之间的相对位移引起高阻尼块发生变形，高阻尼块变形的过程中利用分子链间的可逆键断裂重组及链段间的伸缩摩擦产生耗能并提供刚度，同时通过高阻尼块的变形将力值传递至十字芯板上，此时由于变形量小，十字芯板还处于弹性阶段，未发生屈服耗能，因此，此时的耗能主要由高阻尼块完成。
18.在罕遇地震条件下，此时十字芯板沿其长度方向的位移较大，此时高阻尼块的变形进一步加大，当到达一定限度时，阻挡件上的右阻挡部会与十字芯板上的芯板阻挡部相抵触进行限位，此时通过右阻挡部直接传递拉力，将力传递至阻挡件上；从而可以在多遇地震和罕遇地震条件下，实现不同的力值传导方式，同时还可以保护高阻尼块免受过度变形破坏。
19.进一步，所述阻挡件包括四块l形挡块，四块l形挡块分别设置在十字芯板的四个角落区域处。
20.进一步，所述高阻尼块包括四块l形阻尼块，四块所述l形阻尼块设置在十字芯板的四个角落区域处，每块所述l形阻尼块均位于所述l形挡块与十字芯板之间。
21.进一步，所述右阻挡部为右部凸台，所述芯板阻挡部为芯板凸台，所述右部凸台的左侧面与所述芯板凸台的右侧面相抵对芯板进行限位。
22.进一步，所述封管的左端设置有阻尼器端盖，所述阻尼器端盖将所述封管的左端封闭，以对所述阻挡件进行限位。
23.进一步，所述阻尼器端盖靠近十字芯板的一端设置有十字凸台，所述十字凸台与十字芯板相抵触时对十字芯板提供支撑力。
24.进一步，所述支撑件为混凝土砂浆层，所述混凝土砂浆层填充在所述约束管与十字芯板之间。
25.进一步，所述混凝土砂浆层与所述十字芯板之间设置有无粘结层，所述无粘结层涂覆在十字芯板的表面。
26.进一步，所述支撑组件还包括左约束端盖和右约束端盖，所述左约束端盖设置在所述约束管的左端，所述右约束端盖设置在所述约束管的右端，所述左约束端盖和所述右约束端盖均与约束管固定连接。
27.本实用新型的有益效果是，本实用新型的复合型屈曲约束支撑结构，在多遇地震条件下，此时十字芯板沿其长度方向的位移较小，十字芯板与阻挡件之间发生相对较小的位移，十字芯板与阻挡件之间的相对位移引起高阻尼块发生变形，高阻尼块变形的过程中利用分子链间的可逆键断裂重组及链段间的伸缩摩擦产生耗能并提供刚度，同时通过高阻尼块的变形将力值传递至十字芯板上，此时由于变形量小，十字芯板还处于弹性阶段，未发生屈服耗能，因此，此时的耗能主要由高阻尼块完成。
28.在罕遇地震条件下，此时十字芯板沿其长度方向的位移较大，此时高阻尼块的变形进一步加大，当到达一定限度时，十字芯板处于受拉状态字时，阻挡件上的右阻挡部会与十字芯板上的芯板阻挡部相抵触进行限位，此时通过右阻挡部直接传递拉力，将力传递至阻挡件上；十字芯板在受压状态下，阻尼器端盖上的十字凸台会与十字芯板相抵触进行限位；从而可以在多遇地震和罕遇地震条件下，实现不同的力值传导方式，同时还可以保护高阻尼块免受过度变形破坏。
29.本实用新型的复合型屈曲约束支撑结构，通过在支撑组件上串联黏弹性阻尼器，实现了多遇地震条件下和大震条件下均可进行的耗能，提高了建筑物的抗震性能和稳定性，解决了传统屈曲约束支撑只能在大震条件下提供耗能的问题，拓宽了屈曲约束支撑的适用范围。
附图说明
30.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
31.图1是本实用新型的复合型屈曲约束支撑结构的结构示意图。
32.图2是图1中a处的放大图。
33.图3是本实用新型的复合型屈曲约束支撑结构的装配示意图一。
34.图4是本实用新型的复合型屈曲约束支撑结构的装配示意图二。
35.图中：1、约束管；2、十字芯板；3、封管；4、阻挡件；5、阻尼腔；6、右阻挡部；7、芯板阻挡部；8、高阻尼块；9、阻尼器端盖；10、十字凸台；11、左约束端盖；12、右约束端盖。
具体实施方式
36.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限
制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.如图1至图4所示，是本实用新型最优实施例，一种复合型屈曲约束支撑结构，包括支撑组件和黏弹性阻尼器，支撑组件设置在黏弹性阻尼器的一端，黏弹性阻尼器与支撑组件相连接。
39.支撑组件包括约束管1、十字芯板2和支撑件，十字芯板2设置在约束管1的内部，十字芯板2的两端伸出至约束管1的外部；支撑件设置在十字芯板2和约束管1之间，支撑件的一端与约束管1相抵，支撑件的另一端与十字芯板2相抵。
40.黏弹性阻尼器包括封管3、阻挡件4和高阻尼块8，封管3套装在十字芯板2上；阻挡件4固定设置在封管3的内部，阻挡件4的内部设置有阻尼腔5，十字芯板2的一部分位于阻尼腔5内，阻挡件4的右端设置有右阻挡部6，十字芯板2上设置有与右阻挡部6相配合对十字芯板2进行限位的芯板阻挡部7；高阻尼块8设置在阻尼腔5内，高阻尼块8设置在阻挡件4和十字芯板2之间，高阻尼块8靠近阻挡件4的侧面与阻挡件4相连接，高阻尼块8靠近十字芯板2的侧面与十字芯板2相连接，具体的，高阻尼块8为高阻尼橡胶垫，高阻尼橡胶垫采用了特殊硫化工艺，可将其牢固地固定在阻挡件4和十字芯板2上。
41.具体的，阻挡件4包括四块l形挡块，四块l形挡块分别设置在十字芯板2的四个角落区域处。
42.具体的，高阻尼块8包括四块l形阻尼块，四块l形阻尼块设置在十字芯板2的四个角落区域处，每块l形阻尼块均位于l形挡块与十字芯板2之间。
43.具体的，右阻挡部6为右部凸台，芯板阻挡部7为芯板凸台，右部凸台的左侧面与芯板凸台的右侧面相抵对芯板进行限位。
44.封管3的左端设置有阻尼器端盖9，阻尼器端盖9将封管3的左端封闭，以对阻挡件4进行限位，阻尼器端盖9靠近十字芯板2的一端设置有十字凸台10，十字凸台10与十字芯板2相抵触时对十字芯板2提供支撑力。
45.具体的，支撑件为混凝土砂浆层，混凝土砂浆层填充在约束管1与十字芯板2之间。混凝土砂浆层与十字芯板2之间设置有无粘结层，无粘结层涂覆在十字芯板2的表面。
46.支撑组件还包括左约束端盖11和右约束端盖12，左约束端盖11设置在约束管1的左端，右约束端盖12设置在约束管1的右端，左约束端盖11和右约束端盖12均与约束管1固定连接。
47.本实用新型的复合型屈曲约束支撑结构，在多遇地震条件下，此时十字芯板2沿其长度方向的位移较小，十字芯板2与阻挡件4之间发生相对较小的位移，十字芯板2与阻挡件4之间的相对位移引起高阻尼块8发生变形，高阻尼块8变形的过程中利用分子链间的可逆键断裂重组及链段间的伸缩摩擦产生耗能并提供刚度，同时通过高阻尼块8的变形将力值传递至十字芯板2上，此时由于变形量小，十字芯板2还处于弹性阶段，未发生屈服耗能，因
此，此时的耗能主要由高阻尼块8完成。
48.在罕遇地震条件下，此时十字芯板2沿其长度方向的位移较大，此时高阻尼块8的变形进一步加大，当到达一定限度时，十字芯板2处于受拉状态字时，阻挡件4上的右阻挡部6会与十字芯板2上的芯板阻挡部7相抵触进行限位，此时通过右阻挡部6直接传递拉力，将力传递至阻挡件4上；十字芯板2在受压状态下，阻尼器端盖9上的十字凸台10会与十字芯板2相抵触进行限位；从而可以在多遇地震和罕遇地震条件下，实现不同的力值传导方式，同时还可以保护高阻尼块8免受过度变形破坏。
49.本实用新型的复合型屈曲约束支撑结构，通过在支撑组件上串联黏弹性阻尼器，实现了多遇地震条件下和大震条件下均可进行的耗能，提高了建筑物的抗震性能和稳定性，解决了传统屈曲约束支撑只能在大震条件下提供耗能的问题，拓宽了屈曲约束支撑的适用范围。
50.采用的黏弹性阻尼器结构形式简单，可根据多遇地震条件下计算十字芯板2的位移，通过控制十字凸台10与十字芯板2的间距、芯板阻挡部7与阻挡件4上的右端阻挡部的间距，从而精确控制由高阻尼块8受力变形转换至十字芯板2直接与阻尼器端盖9或哟阻挡部抵触进行受力的启动阈值，适用于不同等级的结构抗震要求。
51.为保证高阻尼橡胶垫的充分变形进行耗能，在高阻尼橡胶垫的两端与十字凸台10和有阻挡部之间都保持有一定距离，以使高阻尼橡胶垫可以充分变形，可充分发挥高阻尼橡胶垫的耗能性能。
52.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。