一種外套管約束折疊鋼板耗能支撐的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于建筑結構耗能支撐領域，設及一種外套管約束折疊鋼板耗能支 撐。
【背景技術】
[0002] 地震災害具有突發性和毀滅性，威脅著人類生命財產的安全。對于建筑物，由于建 筑物地震反應過大，導致建筑物出現失去其使用功能、嚴重破壞甚至倒塌的現象。為減少地 震帶來的災害，耗能減震技術被廣泛應用于結構設計中。其中，屈曲約束支撐的開發與應用 就是具有代表性的一項技術。
[0003] 屈曲約束支撐主要由忍板、外套管、無粘結材料等部分構成。該技術中忍板為主要 受力單元，在地震作用下忍板發生變形而消耗地震所輸入的能量，從而達到保護主體框架 的目的。外套管通過對忍板的約束，防止忍板產生側向屈曲影響其耗能效果。
[0004] 然而目前的屈曲約束耗能支撐塑性較出現較少，并不能發揮整塊忍板的耗能能 力，無法控制忍板的屈服點位置，無法控制塑性較出現的數量，運就使得整個支撐的耗能性 能并不能實現精確控制，從而達到預期的效果。 【實用新型內容】
[0005] 技術問題:本實用新型提供一種利用折疊鋼板形成的忍筒代替忍板作為主要受力 構件，利用其良好的屈服后耗能能力減少建筑物的地震響應，制作簡單，便于安裝，能夠應 用到結構抗震方面，有效地減輕地震災害的外套管約束折疊鋼板耗能支撐。
[0006] 技術方案:本實用新型的外套管約束折疊鋼板耗能支撐包括外套管、設置在所述 外套管內的忍筒、設置在所述忍筒兩側筒口的端頭承壓板、設置在外套管兩側端部的外套 管封板，所述端頭承壓板上連接有穿過外套管封板的十字節點板，所述忍筒由多個耗能單 元依次連接而成，所述耗能單元包括4η個異面Ξ角形，其中化個為第一類Ξ角形，化個為第 二類Ξ角形，每兩個第一類Ξ角形頂角連接設置，構成一個分組，每兩個第二類Ξ角形底邊 連接設置，構成一個分組，第一類Ξ角形分組與第二類Ξ角形分組相鄰連接，拼接成一個筒 狀構件，η為耗能單元端面多邊邊形邊數，且η > 3。
[0007] 進一步的，本實用新型中，所述外套管封板上設置有與十字節點板對應的"十"字 型縫。
[000引進一步的，本實用新型中，所述端頭承壓板的尺寸與忍筒的筒口尺寸相同。
[0009] 進一步的，本實用新型中，所述外套管內壁與忍筒之間有間隙，其中填充有無粘結 材料。
[0010] 進一步的，本實用新型中，所述十字節點板上焊接有豎向的加勁肋。
[0011] 折疊鋼板耗能支撐對鋼板采用沖壓的方式使其出現折痕，相當于在鋼板之中引入 了初始缺陷，進而可W控制出現塑性較的位置，使塑性較出現在折痕附近，還可W通過控制 折痕的數量來控制塑性較的數量。然后將沖壓之后的鋼板焊接成為筒狀，同時增加了穩定 性，不易發生面外屈曲。
[0012] 折疊鋼板耗能支撐由忍筒、外套管、端頭承壓板、外套管封板、十字節點板、無粘結 材料、加勁肋構成;其中忍筒是是由普通鋼板經過沖壓焊接成為筒狀，其折疊段是由幾何尺 寸相同的耗能單元組成。且耗能單元體四面均采用相同的折痕，其構造形式相對簡單，制作 方便;端頭承壓板與忍筒、十字節點板相連，將荷載均勻的傳遞給忍筒。外套管限制耗能段 折痕處出現過大的變形而影響整個支撐的耗能性能。外套管封板限定外套管的位置，十字 節點板從其中穿過，將忍筒與框架連接在一起，十字節點板上焊接有加勁肋，防止十字節點 板受壓屈曲。
[0013] 本實用新型的外套管約束折疊鋼板耗能支撐，由屯部分構成，分別為外套管、端頭 承壓板、忍筒、十字節點板、外套管封板、無粘結材料、加勁肋。
[0014] 其核屯、為忍筒，忍筒集中體現了實用新型的設計原理，且Wn = 4時為例進行說明。
[0015] 所述忍筒，如圖1中4所示，是鋼板經過沖壓焊接而成，經過沖壓可W形成由一種或 多種簡單幾何圖形所構成的耗能單元，再經過焊接形成筒狀，如圖6所示，為保證良好的耗 能能力，便與加工，所用鋼材優先采用軟鋼、Q235或高性能鋼材，所用鋼板厚度不宜大于 50mm 〇
[0016] 所述外套管，如圖1中1所示，優先采用鋼材制成，可W是圓鋼管、方鋼管，優先使用 市場上已有的鋼管規格。
[0017] 所述外套管封板采用與外套管相同的材料，板厚約為1.5-2.0倍外套管厚度，焊接 于外套管兩端，如圖1中2所示，直徑與外套管外徑相同。
[0018] 所述無粘結材料在忍筒與外套管之間設置，如圖1中6所示，無粘結材料為2mm厚的 硅膠層，用來減弱外套管與忍筒之間的摩擦。
[0019] 所述端頭承壓板設置于忍筒兩端部，如圖1中3所示，是將高強鋼板切割成與耗能 單元側面吻合的六面體，焊接于忍筒兩端。
[0020] 所述十字節點板，如圖1中5所示，采用與端頭承壓板相同的鋼材，焊接于端頭承壓 板上。
[0021] 所述加勁肋，如圖1中7所示，共有四道，每道都是由四片相同的Ξ角形鋼板組成， 焊接于十字節點板上。
[0022] 有益效果:本實用新型與現有技術相比，具有W下優點：
[0023] 現有屈曲約束支撐采用外套管來限制其忍板的屈曲，無法控制忍板出現塑性較的 位置和數量，使得現有屈曲約束支撐的耗能能力達不到理想的效果。在本實用新型中創造 性的引入了忍筒，并在忍筒外設置外套管，使得忍筒與外套管協同工作，當忍筒承受荷載與 外套管接觸時，利用外套管與忍筒的相互接觸，增加忍筒的剛度，提高其極限承載力，同時 還可W改善忍筒的滯回耗能性能，從而在地震時更好地消耗地震對建筑物輸入的能量。
[0024] 該忍筒的側面均采用Ξ角形折痕，折痕形式簡潔，便于進行沖壓制作，在承受地震 作用時，主要受到建筑物框架傳來的軸向荷載，該軸向荷載可W為拉力，也可W為壓力，在 其受到荷載作用時，可W發生拉伸或者壓縮變形，使得該忍筒在外套管中滑動，外套管對忍 筒產生約束作用，防止忍筒發生面外屈曲，使其只能在其長度方向發生拉伸或壓縮，W確保 其耗能性能。
[0025] 本實用新型中，外套管約束折疊鋼板耗能支撐將現有的屈曲約束支撐中的忍板更 換為由折疊鋼板形成的忍筒，優化其耗能機理，增加其在低周往復荷載下的滯回耗能能力， 通過沖