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一种摩擦复合型屈曲约束支撑的制作方法

时间:2022-02-05 阅读: 作者:专利查询

一种摩擦复合型屈曲约束支撑的制作方法

1.本实用新型涉及土木工程结构抗震防灾技术领域,特别涉及一种摩擦复合型屈曲约束支撑。


背景技术:

2.屈曲约束支撑为一种无粘结约束支撑,其组成由耗能芯材、弹性连接段、约束机制、无粘结材料等部分,地震能量下金属芯材屈服耗能,从而削弱了地震对主体结构的作用,降低了主体结构的损伤,是一种性能优越的抗震耗能构件。
3.传统屈曲约束支撑构件中钢套筒与混凝土形成约束机制,对芯材起到约束作用,芯材相对约束机制两端对称自由滑动,芯材能够在受拉和受压情况下都能达到屈服耗能。然而,传统屈曲约束支撑构件屈服承载力大,在较小的地震作用下构件将保持弹性,无法耗能。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的是提供一种摩擦复合型屈曲约束支撑,将耗能材料摩擦片与金属芯材直接接触,在小震或风振时,金属芯材处于弹性变形阶段,与摩擦定位板产生相对位移,而较小的形变都会引起摩擦片耗能,耗能能力大大提高,减少结构损伤。
5.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
6.一种摩擦复合型屈曲约束支撑,包括多根金属芯材和外围约束部件,所述外围约束部件套设于多根金属芯材的周侧,每一金属芯材均包括两个端部、两段整体弹性连接段、两段芯材连接过渡段和耗能轴力单元,所述耗能轴力单元的两端分别通过两段芯材连接过渡段连接于两段整体弹性连接段之间,两个端部分别连接于两段整体弹性连接段远离所述耗能轴力单元的一端,所述耗能轴力单元相对的两侧均设有摩擦片,每一摩擦片沿长度方向上开设有多个第一滑槽,每一摩擦片远离所述耗能轴力单元的一侧设有摩擦定位板,所述摩擦定位板上开设有多个第二滑槽,所述摩擦片和摩擦定位板通过多个紧固单元与所述耗能轴力单元形成固定,所述第一滑槽、第二滑槽和紧固单元的数量相等且位置相互对应,所述紧固单元包括螺栓、螺母和蝶形弹簧,所述螺栓的一端穿过摩擦定位板、摩擦片和耗能轴力单元并螺纹连接于所述螺母,所述第一滑槽和第二滑槽均与所述螺栓滑动配合,所述螺栓可沿长度方向滑动,所述蝶形弹簧设于所述摩擦定位板远离所述摩擦片的一侧,所述蝶形弹簧与螺栓和螺母配合使用,所述摩擦定位板远离所述摩擦片的一侧均设有多个保护罩,多个保护罩分别罩于所述第二滑槽上,所述螺栓和螺母可在所述保护罩内滑动,其中一段整体弹性连接段的周侧设有多个芯材定位连接板,每一芯材定位连接板远离所述整体弹性连接段的一侧连接于外围约束部件,所述金属芯材与外围约束部件相接触的表面均设有无粘结层。
7.本实用新型的进一步设置为:所述外围约束部件包括钢套管和填充料,所述芯材定位连接板远离所述整体弹性连接段的一端连接于钢套管的内壁,所述无粘结层设于所述
金属芯材与填充料相接触的表面。
8.本实用新型的进一步设置为:所述金属芯材的横截面呈“一”字型、“工”字型或“h”字型。
9.本实用新型的进一步设置为:所述芯材定位连接板平行或垂直于所述弹性连接段。
10.本实用新型的进一步设置为:所述钢套管的横截面呈矩形、正方形或圆形。
11.本实用新型的进一步设置为:所述填充料为混凝土或砂浆。
12.本实用新型的进一步设置为:所述无粘结层的材料为橡胶、聚乙烯、硅胶或乳胶。
13.本实用新型的进一步设置为:所述无粘结层的厚度为1~2mm。
14.综上所述,本实用新型具有以下有益效果:
15.其一、本实用新型将耗能材料摩擦片与金属芯材直接接触,在小震或风振时,金属芯材处于弹性变形阶段,与摩擦定位板产生相对位移,而较小的形变都会引起摩擦片耗能,耗能能力大大提高,减少结构损伤。
16.其二、本实用新型中的金属芯材相对于外围约束机制的一端固定,另一端自由,在地震时,金属芯材上的整段耗能轴力单元均能产生形变耗能,且与整片摩擦定位片产生相对位移,从而达到金属芯材和摩擦片同时耗能的目的。
17.其三、本实用新型中的保护罩用于保护紧固单元不被填充料固定,便于在金属芯材发生形变时能与摩擦定位板产生相对位移。
附图说明
18.图1是本实用新型中的局部剖面图;
19.图2是本实用新型图1中a-a处的剖面图。
20.图3是本实用新型中的整体剖面图;
21.图4是本实用新型图2中a处的局部放大图。
22.图中:1、端部;2、整体弹性连接段;21、芯材定位连接板;3、芯材连接过渡段;4、耗能轴力单元;5、摩擦片;51、第一滑槽;6、摩擦定位板;61、第二滑槽;71、螺栓;72、螺母;73、蝶形弹簧;8、保护罩;9、无粘结层;101、钢套管;102、填充料。
具体实施方式
23.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
24.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”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。
25.此外,术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
26.在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“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,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,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.实施例,一种摩擦复合型屈曲约束支撑,如图1至图4所示,包括多根金属芯材和外围约束部件,外围约束部件套设于多根金属芯材的周侧,具体来说,本实施例中的金属芯材有一根,当然,也可以是两根或三根均不影响本实用新型的保护范围;每一金属芯材均包括两个端部1、两段整体弹性连接段2、两段芯材连接过渡段3和耗能轴力单元4,耗能轴力单元4的两端分别通过两段芯材连接过渡段3连接于两段整体弹性连接段2之间,两个端部1分别连接于两段整体弹性连接段2远离耗能轴力单元4的一端,耗能轴力单元4相对的两侧均设有摩擦片5,每一摩擦片5沿长度方向上开设有多个第一滑槽51,每一摩擦片5远离耗能轴力单元4的一侧设有摩擦定位板6,摩擦定位板6上开设有多个第二滑槽61,摩擦片5和摩擦定位板6通过多个紧固单元与耗能轴力单元4形成固定,第一滑槽51、第二滑槽61和紧固单元的数量相等且位置相互对应,紧固单元包括螺栓71、螺母72和蝶形弹簧73,螺栓71的一端穿过摩擦定位板6、摩擦片5和耗能轴力单元4并螺纹连接于螺母72,第一滑槽51和第二滑槽61均与螺栓71滑动配合,螺栓71可沿长度方向滑动,蝶形弹簧73设于摩擦定位板6远离摩擦片5的一侧,蝶形弹簧73与螺栓71和螺母72配合使用,摩擦定位板6远离摩擦片5的一侧均设有多个保护罩8,多个保护罩8分别罩于第二滑槽61上,螺栓71和螺母72可在保护罩8内滑动,其中一段整体弹性连接段2的周侧设有多个芯材定位连接板21,每一芯材定位连接板21远离整体弹性连接段2的一侧连接于外围约束部件,金属芯材与外围约束部件相接触的表面均设有无粘结层9。
28.详细地,金属芯材上的端部1用于连接结构构件节点,而整体弹性连接段2和芯材连接过渡段3用于连接耗能轴力单元4和端部1;填充料102包覆住金属芯材;整体弹性连接段2通过芯材定位连接板21连接于外围约束部件,让金属芯材的一端固定,另一端自由,在地震时,金属芯材上的整段耗能轴力单元4均能产生形变耗能,且与整片摩擦定位片产生相对位移,从而达到金属芯材和摩擦片5同时耗能的目的;摩擦定位板6在紧固单元的左右下,将摩擦片5直接按压在耗能轴力单元4的表面,借助蝶形弹簧73的弹性,可对摩擦定位板6施加一定的预压力,在小震或风振时,金属芯材处于弹性变形阶段,金属芯材形变时带动紧固单元在第一滑槽51和第二滑槽61内滑动,让摩擦定位板6在轴向上产生相对位移,而较小的形变都会引起摩擦片5耗能,耗能能力大大提高,减少结构损伤。
29.优选的,外围约束部件包括钢套管101和填充料102,芯材定位连接板21远离整体弹性连接段2的一端连接于钢套管101的内壁,无粘结层9设于金属芯材与填充料102相接触的表面。具体来说,芯材定位连接板21与钢套管101连接,固定牢固;而填充料102可以将摩擦定位板6和保护罩8固定,在金属芯材形变时,防止摩擦定位板6和保护罩8跟着金属芯材发生位移。
30.优选的,金属芯材的横截面呈“一”字型、“工”字型或“h”字型。具体来说,本实施例中金属芯材的横截面呈“一”字型,当然,也可以是“工”字型或“h”字型均不影响本实用新型的保护范围。
31.优选的,芯材定位连接板21平行或垂直于弹性连接段。具体来说,本实施例中的芯材定位连接板21平行于耗能轴力单元4,当然,芯材定位连接板21垂直于耗能轴力单元4或
其他状态均不影响本实用新型的保护范围。
32.优选的,钢套管101的横截面呈矩形、正方形或圆形。具体来说,本实施例中钢套管101的横截面为正方形,当然,也可以是矩形或圆形均不影响本实用新型的保护范围。
33.优选的,填充料102为混凝土或砂浆。具体来说,本实施例中的填充料102为混凝土,当然也可以是砂浆均不影响本实用新型的保护范围。
34.优选的,无粘结层9的材料为橡胶、聚乙烯、硅胶或乳胶。具体来说,本实施例中的无粘结层9的材料为橡胶,当然也可以是聚乙烯、硅胶或乳胶均不影响本实用新型的保护范围。
35.优选的,无粘结层9的厚度为1~2mm。具体来说,本实施例中无粘结层9的厚度为1.5mm,当然,也可以是1mm或2mm,且无粘结层9的厚度在1~2mm内,均不影响本实用新型的保护范围。
36.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释,其并不是对本实用新型的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。