專利名稱：墻板式無屈曲消能支撐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件，特別涉及一種可用于高層小開間建筑的墻板式無屈曲消能支撐。
背景技術(shù)：
眾所周知，現(xiàn)代的建筑結(jié)構(gòu)都要考慮結(jié)構(gòu)的抗震，尤其是建于地震區(qū)的建筑，此外結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還需要考慮抗風(fēng)性能，鋼結(jié)構(gòu)由于良好的材料性能，被廣泛用于許多土木工程中。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，高層建筑物的數(shù)量在不斷地增加，而其中又以鋼結(jié)構(gòu)和鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)所占比例最大?，F(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)大多采用抗彎鋼框架體系、支撐框架結(jié)構(gòu)以及雙重結(jié)構(gòu)體系，而其中以抗彎框架體系最為常用。但是對于抗彎框架體系的高層建筑而言，由于建筑的高度而使其結(jié)構(gòu)相對變?nèi)?，結(jié)構(gòu)的變形往往超過規(guī)范規(guī)定的側(cè)移限值，因此結(jié)構(gòu)就需要提高整體的剛度。另外，在大地震的作用下，結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生過大的非線性變形，往往造成震后結(jié)構(gòu)修復(fù)困難或者修復(fù)成本過高，因而不符合經(jīng)濟(jì)要求。支撐框架結(jié)構(gòu)具有較好的經(jīng)濟(jì)性，但是由于傳統(tǒng)的支撐鋼結(jié)構(gòu)體系在支撐受壓時會產(chǎn)生屈曲，故往往需要加大支撐的斷面以符合設(shè)計(jì)需求，從而又降低了其經(jīng)濟(jì)性，即便如此，仍然不能保證在強(qiáng)震動下避免屈曲的發(fā)生。有鑒于此，國外一些研究者開發(fā)出一種受壓時沒有屈曲發(fā)生的構(gòu)件，稱為屈曲約束支撐(Buckling-Restrained Braces)或者無屈曲消能支撐，把它們作為阻尼器使用在高層建筑結(jié)構(gòu)中。目前，無屈曲消能支撐已在日本、美國、加拿大等國家得到了廣泛應(yīng)用。
普通的支撐在承受軸向壓力達(dá)到一定極限的時候就會發(fā)生屈曲現(xiàn)象，當(dāng)屈曲發(fā)生后，支撐就失去了承載能力，無屈曲消能支撐能夠在承受軸向壓力時不發(fā)生屈曲，而是與受拉一樣發(fā)生屈服，從而能夠大量吸收輸入整個體系的能量，因此可以用作為一個阻尼裝置。
無屈曲消能支撐一般由以下三個基本部分組成軸力構(gòu)件單元，屈曲約束單元和連接單元。軸力構(gòu)件單元位于軸心，屈曲約束單元環(huán)包在它的周圍，連接單元在軸力構(gòu)件單元的二端。
當(dāng)軸力構(gòu)件單元受壓時，由于受到外部的屈曲約束單元的約束，使軸力構(gòu)件單元不會發(fā)生屈曲。當(dāng)壓力達(dá)到某極限時，軸力構(gòu)件單元會發(fā)生屈服從而耗散輸入體系的能量。無屈曲消能支撐一般是以軸心支撐的形式連接在鋼結(jié)構(gòu)框架的梁柱節(jié)點(diǎn)上的，它主要用作為結(jié)構(gòu)的抗水平力(風(fēng)或地震)構(gòu)件。在水平荷載作用下，只要支撐不發(fā)生屈曲，它就可以吸收輸入系統(tǒng)的能量，起到了結(jié)構(gòu)的阻尼器的作用。
1988年，日本建筑學(xué)會構(gòu)造論文集第34B冊上登載的論文《由屈曲約束混凝土和鋼管約束包裹的無粘接支撐的研究》(A study on the unbondedbrance encased in buckling-restraining concrete and steel tube)中披露了一種常見的無屈曲消能支撐，其結(jié)構(gòu)和安裝見圖1和圖2。圖中所示的無屈曲消能支撐10由鋼板構(gòu)成的軸力構(gòu)件單元11、方鋼管構(gòu)成的屈曲約束單元12、混凝土構(gòu)成的填充單元13、化學(xué)材料構(gòu)成的脫粘接單元14和連接單元15組成，其一端連接在鋼結(jié)構(gòu)的柱20和梁30的節(jié)點(diǎn)上，其另一端連接在該鋼框架的另一節(jié)點(diǎn)上。鋼板11承受軸力荷載；方鋼管12和混凝土13從周圍對鋼板11形成約束，以防止鋼板11在承載到一定極限時發(fā)生屈曲；脫粘接單元14可以隔斷鋼板11和混凝土13，以便鋼板11受壓時能自由伸縮滑動并在屈服時發(fā)生變形；鋼板11延伸出方鋼管12的外部，并在其端部垂直地焊有直立的加固鋼板16，以防止沒有外部約束而可能產(chǎn)生的屈曲。這樣鋼板11的延伸端部與加固鋼板16就形成了“+”字形的斷面(見圖2A-A剖面)從而構(gòu)成連接單元15，該連接單元15與鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)上伸出的由鋼板構(gòu)成的二相互垂直的連接板通過連接綴板和螺栓連接起來。
由于上述現(xiàn)有的無屈曲消能支撐10的截面一般比較大，大多數(shù)的截面高度大于350毫米，所以主要適用于鋼結(jié)構(gòu)的大開間建筑。但是對于高層的小開間建筑，特別是高層的旅館酒店等，其結(jié)構(gòu)梁柱的布置經(jīng)常也同建筑要求一樣為小開間，它們不僅需要框架支撐而且還需要大量的墻板來分隔空間，因此在這種場合下使用現(xiàn)有的無屈曲消能支撐就顯得既不經(jīng)濟(jì)也不合理了。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用在高層小開間建筑中不夠經(jīng)濟(jì)合理的不足，本實(shí)用新型提供了一種墻板式無屈曲消能支撐。這種支撐在作為承受水平荷載的構(gòu)件的同時，又利用外部的約束墻板有效地分隔了空間，結(jié)構(gòu)既合理又經(jīng)濟(jì)，使得本實(shí)用新型具有承受水平荷載和分隔空間的雙重功能。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種墻板式無屈曲消能支撐，包括有軸力構(gòu)件單元、屈曲約束單元、連接單元和脫粘接單元，該軸力構(gòu)件單元由鋼板構(gòu)成，所述屈曲約束單元為混凝土墻板。
本實(shí)用新型所述的墻板式無屈曲消能支撐的連接單元由軸力構(gòu)件單元的鋼板伸出在屈曲約束單元以外的端部部分構(gòu)成，其截面大于軸力構(gòu)件單元鋼板的截面；所述混凝土墻板由鋼筋混凝土或者纖維混凝土制成；所述脫粘接單元由硅膠構(gòu)成。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型用混凝土墻板作為屈曲約束單元，將墻板的分隔空間功能和支撐的功能有機(jī)地結(jié)合在一起，起到了雙重的功效。


圖1是公知無屈曲消能支撐的結(jié)構(gòu)和安裝示意圖。
圖2是圖1中A-A、B-B、C-C處的剖面圖。
圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和外觀示意圖。
圖4是圖3中D-D處剖面圖。
圖5是圖3中E-E處剖面圖。
圖6是本實(shí)用新型安裝示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
首先參閱圖3本實(shí)用新型的示意圖和圖4、圖5剖面圖。圖示的墻板式無屈曲消能支撐由軸力構(gòu)件單元1、屈曲約束單元2、脫粘接單元3和連接單元4組成。所述軸力構(gòu)件單元1由鋼板構(gòu)成，其數(shù)量和位置可根據(jù)需要設(shè)置；屈曲約束單元2由混凝土墻板構(gòu)成，該混凝土墻板可由鋼筋混凝土制成，也可以由纖維混凝土制成；在上述屈曲約束單元2和軸力構(gòu)件單元1之間設(shè)置有脫粘接單元3，該脫粘接單元3由硅膠構(gòu)成；所述連接單元4是由軸力構(gòu)件單元1的鋼板伸出在屈曲約束單元2以外的端部部分構(gòu)成，其截面大于軸力構(gòu)件單元1的鋼板的截面，換言之，軸力構(gòu)件單元1的鋼板的端部伸出屈曲約束單元2的混凝土墻板之外就形成了連接單元4，并且截面逐漸變大以便增加承載能力，從而避免在失去屈曲約束單元2的約束的條件下該部位過早地發(fā)生屈曲。
再參閱圖6本實(shí)用新型的安裝示意圖，所述墻板式無屈曲消能支撐的連接單元4分別焊接或固定連接在高層小開間建筑結(jié)構(gòu)框架的梁5與柱6結(jié)合的節(jié)點(diǎn)上或者梁5上。
本實(shí)用新型在制造時，首先將軸力構(gòu)件單元1的鋼板用硅膠包裹，從而形成脫粘接單元3，然后再澆注鋼筋混凝土或纖維混凝土形成墻板作為約束單元2，在混凝土達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度后，再將整體的墻板式無屈曲消能支撐進(jìn)行安裝。安裝后的墻板式無屈曲消能支撐既承受了水平荷載、提高了結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度又起到了分隔空間、兼作墻板的作用。
權(quán)利要求1.一種墻板式無屈曲消能支撐，包括有軸力構(gòu)件單元、屈曲約束單元、連接單元和脫粘接單元，該軸力構(gòu)件單元由鋼板構(gòu)成，其特征在于所述屈曲約束單元為混凝土墻板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墻板式無屈曲消能支撐，其特征在于所述連接單元由軸力構(gòu)件單元的鋼板伸出在屈曲約束單元以外的端部部分構(gòu)成，其截面大于軸力構(gòu)件單元鋼板的截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墻板式無屈曲消能支撐，其特征在于所述混凝土墻板由鋼筋混凝土或者纖維混凝土制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墻板式無屈曲消能支撐，其特征在于所述脫粘接單元由硅膠構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種墻板式無屈曲消能支撐，包括有軸力構(gòu)件單元、屈曲約束單元、連接單元和脫粘接單元，該軸力構(gòu)件單元由鋼板構(gòu)成，所述屈曲約束單元為混凝土墻板，由鋼筋混凝土或者纖維混凝土制成。本實(shí)用新型將建筑墻板與無屈曲消能支撐巧妙地結(jié)合在一個構(gòu)件中，既起到了分隔空間的作用，又可以提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，增強(qiáng)抗震、抗風(fēng)性能，可廣泛用于高層小開間的建筑(如賓館、酒店等)中，以達(dá)到抗震抗風(fēng)的目的。
文檔編號E04B1/98GK2777090SQ200520040248
公開日2006年5月3日 申請日期2005年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月18日
發(fā)明者謝強(qiáng) 申請人:謝強(qiáng), 趙亮