一種新型brb耗能構件的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及土木工程中的結構抗震領域，尤其是涉及一種新型BRB耗能構件。
【背景技術】
[0002]20世紀90年代以來，隨著我國經濟的高速增長，包括大跨度桁架結構(場館、車站、機場、橋梁)在內的社會基礎設施建設得到迅猛發展，同時很多宏偉的海灣大橋、大型的體育場館也在進行規劃或工程可行性研宄，有的已經開始付諸實施。這些工程往往都是十分重要的公共設施，使用年限長達五十年甚至上百年，因此，結構的安全性顯得尤為重要。
[0003]地震是威脅重大工程結構安全的主要自然災害之一。大橋、場館不僅跨度大，需高空作業，而且施工技術復雜，工期緊，要求結構輕巧。另外，從工程重要性來講，對其結構抗震能力也有很高的要求。然而，目前對該類大跨度結構在強震作用下的災變過程及行為控制研宄尚顯不足，更缺乏能支持工程設計理論和方法的科學與技術儲備。因此，開展大跨度結構強震災變過程及控制研宄顯得非常迫切。
[0004]目前，除傳統的結構抗震設計，運用在大跨度結構上的抗震設計方法主要有:隔震設計，耗能減震設計。但大跨度結構隔震設計復雜，施工難度較大。而耗能減震設計力學模型簡單，設計簡單。耗能構件自1995年阪神大地震后在日本開始興起，并逐漸傳到美國、中國臺灣地區等，自2010年上海世博會后，耗能構件在我國開始大范圍的使用。耗能構件具有滯回性能穩定、耗能能力大、長期可靠并不受環境與溫度影響的特點。
[0005]BRB耗能構件由套筒、芯板和位于套筒和芯板之間起潤滑作用的填充材料。現廣泛使用的BRB耗能構件套筒為高強度鋼材構成的矩形框體，質量較大，需在外部涂漆；芯板主要由一字型和十字型兩類，一字型只有一個維度的剛度，易發生屈曲，十字形有兩個角鋼焊接而成，在焊接處易發生應力集中而破壞。潤滑材料為混凝土砂漿加無粘結材料，需澆灌混凝土，施工復雜且增加自重。
【發明內容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種在施工時安裝簡便、強震作用下傳力可靠、強震后拆卸方便，便于實現主體結構的快速修復，從而提升主體結構震后快速恢復的功能的新型BRB耗能構件，。
[0007]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種新型BRB耗能構件，由芯板、套設在所述的芯板外周的套筒和填充在芯板與套筒之間的無粘結材料，所述的芯板由兩塊槽鋼焊接形成工字型，所述的套筒采用鋁板制作而成且所述的套筒的形狀與所述的芯板的形狀相同。
[0008]所述的槽鋼采用低屈服軟鋼制作而成，兩塊所述的槽鋼的腹板采用點焊工藝連接。
[0009]所述的芯板包括中部核心段、兩端連接段和用于連接所述的核心段和所述的連接段的過渡段，所述的核心段位于所述的套筒的內部，所述的連接段伸出所述的套筒的外部且與外部建筑物連接，所述的過渡段與核心段連接的部分位于所述的套筒的內部，所述的過渡段與連接段連接的部分伸出所述的套筒的外部。
[0010]所述的套筒由上下兩塊一字型鋁板和左右兩塊U型鋁板圍成，所述的U型鋁板的開口端的端部設置有向外側延伸的邊沿，所述的一字型鋁板的兩端端部分別通過高強度螺栓與所述的U型鋁板的邊沿一體連接。
[0011 ] 所述的無粘結材料為有機潤滑材料。
[0012]與現有技術相比，本實用新型的優點在于:
[0013]1、新型BRB耗能構件內部全部采用高強螺栓連接，耗能構件與主體結構之間也從原來的焊接改為螺栓連接，使耗能構件耗能破壞后可以更換，重新保護主體結構，并加快施工，縮短工期；
[0014]2、新型BRB耗能構件外部套筒采用高強度鋁板，其表面的致密氧化膜可以保護構件不受腐蝕，提高構件耐久性和耐腐蝕性，且相比之下可減輕構件質量，方便搬運和安裝；
[0015]3、新型BRB耗能構件芯板采用鋼材制成，失效破壞后可回收利用；套筒采用高強度鋁制成，構件破壞僅是芯板破壞，套筒可重復利用，更加節能省材；
[0016]4、新型BRB耗能構件安裝、拆卸簡單，只需事先設置好預埋件，之后就可直接用螺栓連接，縮短工期；
[0017]5、新型BRB耗能構件由雙槽鋼焊接呈工字形，與傳統的易在強荷載作用下發生屈曲的一字形耗能構件相比，該工字形新型BRB耗能構件在強度、剛度和耗能能力方面的表現更好。與十字形BRB耗能構件相比，兩塊槽鋼之間采用點焊式連接，可有效減少因芯板在焊接處的應力集中而導致的構件破壞失效，加之材料在各方向上的分布更加均勻，使該新型耗能構件的耗能能力大大增強。
[0018]綜上所述，本實用新型一種新型BRB耗能構件，其整體呈工字型，不僅提高構件的強度、剛度而且可有效防止芯板應力集中破壞，無粘結材料可減少原混凝土或砂漿的施工作業量、減輕構件自重，可用于大跨度結構或高層建筑，可通過高強度螺栓將新型耗能構件BRB與主體結構上的預埋件直接相連，減少結構在地震等沖擊作用下的破壞變形。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型BRB耗能構件的結構示意圖；
[0020]圖2為本實用新型芯板的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
具體實施例
[0022]一種新型BRB耗能構件，如圖1所示，由芯板1、套設在芯板I外周的套筒2和填充在芯板I與套筒2之間的無粘結材料3構成，芯板I由兩塊槽鋼4焊接形成工字型，套筒2采用鋁板制作而成且套筒2的形狀與芯板I的形狀相同。
[0023]在此具體實施例中，如圖1和圖2所示，槽鋼4采用低屈服軟鋼制作而成，兩塊槽鋼4的腹板采用點焊工藝連接。芯板I包括中部核心段5、兩端連接段6和用于連接核心段5和連接段6的過渡段7，核心段5位于套筒2的內部，連接段6伸出套筒2的外部且與外部建筑物連接，過渡段7與核心段5連接的部分位于套筒2的內部，過渡段7與連接段6連接的部分伸出套筒2的外部。套筒2由上下兩塊一字型鋁板8和左右兩塊U型鋁板9圍成，U型鋁板9的開口端的端部設置有向外側延伸的邊沿10，一字型鋁板8的兩端端部分別通過高強度螺栓11與U型鋁板9的邊沿10 —體連接。高強度螺栓11為性能在8.8級以上的螺栓，用高強度鋼制成。上述無粘結材料3為有機潤滑材料，主要由橡膠和瀝青混合而成。
[0024]試件的制作與安裝步驟如下:
[0025](I)將芯板1，即兩塊低屈服槽型軟鋼，用點焊工藝連接，防止應力集中引起破壞；
[0026](2)用無粘結材料3設置于芯板I的上下底面，使芯板I與套筒2之間保持自由移動，減少摩擦破壞，進一步提高了 BRB屈服后的低周疲勞性能；
[0027](3)在無粘結材料外側及芯板I側面用高強度鋁板做外包約束，側向U型鋁板9與上下面一字型鋁板8通過高強度螺栓11連接，減輕構件質量，提高耐久性且便于更換；
[0028](4)制作完成后耗能構件與主體結構可直接通過高強度螺栓與澆筑在主體結構上的預埋件相連，可快速更換，修復主體結構。
[0029]上述實施例是對本實用新型的進一步說明，但本實用新型的保護范圍以權利要求書為準。
【主權項】
1.一種新型BRB耗能構件，由芯板、套設在所述的芯板外周的套筒和填充在芯板與套筒之間的無粘結材料構成，其特征在于:所述的芯板由兩塊槽鋼焊接形成工字型，所述的套筒采用鋁板制作而成且所述的套筒的形狀與所述的芯板的形狀相同。
2.根據權利要求1所述的一種新型BRB耗能構件，其特征在于:所述的槽鋼采用低屈服軟鋼制作而成，兩塊所述的槽鋼的腹板采用點焊工藝連接。
3.根據權利要求2所述的一種新型BRB耗能構件，其特征在于:所述的芯板包括中部核心段、兩端連接段和用于連接所述的核心段和所述的連接段的過渡段，所述的核心段位于所述的套筒的內部，所述的連接段伸出所述的套筒的外部且與外部建筑物連接，所述的過渡段與核心段連接的部分位于所述的套筒的內部，所述的過渡段與連接段連接的部分伸出所述的套筒的外部。
4.根據權利要求2所述的一種新型BRB耗能構件，其特征在于:所述的套筒由上下兩塊一字型鋁板和左右兩塊U型鋁板圍成，所述的U型鋁板的開口端的端部設置有向外側延伸的邊沿，所述的一字型鋁板的兩端端部分別通過高強度螺栓與所述的U型鋁板的邊沿一體連接。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的一種新型BRB耗能構件，其特征在于:所述的無粘結材料為有機潤滑材料。
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型BRB耗能構件，由芯板、套設在芯板外周的套筒和填充在芯板與套筒之間的無粘結材料構成，特點是芯板由兩塊槽鋼焊接形成工字型，套筒采用鋁板制作而成且套筒的形狀與芯板的形狀相同，槽鋼采用低屈服軟鋼制作而成，兩塊槽鋼的腹板采用點焊工藝連接，芯板包括中部核心段、兩端連接段和用于連接核心段和連接段的過渡段，核心段位于套筒的內部，連接段伸出套筒的外部且與外部建筑物連接，套筒由上下兩塊一字型鋁板和左右兩塊U型鋁板圍成，優點是在施工時安裝簡便、強震作用下傳力可靠、強震后拆卸方便，便于實現主體結構的快速修復。
【IPC分類】E04B1-98, E01D19-00
【公開號】CN204456489
【申請號】CN201420763203
【發明人】李洲, 謝文, 蔡康, 辛金發, 吳澤達, 史夢珊, 孔婷婷, 矯璐超, 陳夢杰, 俞俊杰
【申請人】寧波大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年12月8日