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1、10申请公布号CN102605873A43申请公布日20120725CN102605873ACN102605873A21申请号201210077946922申请日20120322E04B1/98200601E04G21/0020060171申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号72发明人曹万林李国东董宏英张建伟74专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人刘萍54发明名称两端带钢板夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑及制作方法57摘要本发明涉及两端带钢板夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑及制作方法。本发明将内部钢板、外层钢管钢板通过平行软钢板间夹铅层耗能装置相互连接，。
2、在封闭外层钢管之前在内部钢板约束屈服段与外层钢管间填入约束填充材料，然后将外层钢管封闭，组成两端带平行软钢板间夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑。本发明不但克服了现有约束屈曲支撑外层屈曲约束钢板能效不能完全利用的缺点，而且避免了内芯外露部分的过早屈服。其次，平行软钢板间夹铅层耗能装置将内部钢板和外层钢管联系了起来，轴向力通过内部钢板和平行软钢板间夹铅层耗能装置部分传到了外层钢管上，提高了整体约束屈曲支撑的刚度和耗能能力。本发明耗能能力较传统防屈曲支撑提高2035。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页1/1页21。
3、两端带钢板夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑，其特征在于包括外层钢管、端部钢板8、内部钢板4和连接这两部分的平行软钢板间夹铅层耗能装置，所述外层钢管由外层钢管钢板5焊接而成；所述平行软钢板间夹铅层耗能装置由等间距布置的内部矩形带孔平行耗能钢板1、端部矩形平行耗能钢板2及连接板3连接，且在内部矩形带孔平行耗能钢板1、端部矩形平行耗能钢板2与连接板3间灌入铅层7而成，并使铅层7充满内部矩形带孔平行耗能钢板1的孔洞；内部钢板4端部两面与外层钢管通过平行软钢板间夹铅层耗能装置使用螺栓9相连，连接时应使连接板3与内部钢板4、外层钢管平行，且使内部矩形带孔平行耗能钢板1、端部矩形平行耗能钢板2与内部钢板4、外层。
4、钢管垂直；内部钢板4约束屈服段与外层钢管间填充有约束填充材料6，并在两者界面上填充无粘结材料。2根据权利要求1所述的两端带钢板夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑，其特征在于所述内部矩形带孔平行耗能钢板1、端部矩形平行耗能钢板2为低碳钢钢板，其碳含量小于025。3如权利要求12中任一权利要求所述的两端带钢板夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑的制作方法，其特征在于该方法是按以下顺序进行的1配置外层钢管钢板5、端部钢板8，用于连接平行软钢板间夹铅层耗能装置与内部钢板4、外层钢管的连接板3，且将连接板3加工成中间带有若干矩形孔洞形状，以安装内部矩形带孔平行耗能钢板1、端部矩形平行耗能钢板2，将外层钢管钢板5与连接。
5、板3打好螺栓孔，并准备螺栓9；2配置内部钢板4和内部矩形带孔平行耗能钢板1、端部矩形平行耗能钢板2，将端部矩形平行耗能钢板2做成矩形形状，将内部矩形带孔平行耗能钢板1做成矩形且中间带有数个孔洞的形状，将内部钢板4端部打好螺栓孔；3将若干个内部矩形带孔平行耗能钢板1、端部矩形平行耗能钢板2等间距地垂直安装于连接板3，其中端部矩形平行耗能钢板2安装于连接板3两端矩形孔，内部矩形带孔平行耗能钢板1安装于连接板3各中部矩形孔；4将连接板3和内部矩形带孔平行耗能钢板1、端部矩形平行耗能钢板2间注满铅层7，并使其充满内部矩形带孔平行耗能钢板1的孔洞，从而形成平行软钢板间夹铅层耗能装置；5将平行软钢板间夹铅。
6、层耗能装置通过连接板3分别与内部钢板4端部两面、外层钢管使用螺栓9连接，连接时应使连接板3与内部钢板4、外层钢管平行，且使内部矩形带孔平行耗能钢板1、端部矩形平行耗能钢板2与内部钢板4、外层钢管垂直；6焊接外层钢管钢板5，但留下一面开口不焊；7将端部钢板8焊接于外层钢管两端，且在端部钢板8与内部钢板4接触处不做任何连接；8在开口的一侧灌入约束填充材料6，填充于内部钢板约束屈服段与外层钢管间；9焊接最后一块外层钢管钢板5以封闭外层钢管。权利要求书CN102605873A1/3页3两端带钢板夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑及制作方法技术领域0001本发明涉及一种带耗能装置的约束屈曲支撑，特别涉及一种两。
7、端带平行软钢板间夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑及制作方法。背景技术0002约束屈曲支撑被认为是一种兼具普通支撑和金属阻尼器双重功能的新型抗侧力支撑构件。内芯为强度与刚度较低的软钢，一般采用屈服点低的纯铁或低碳钢制作，其作用是承受轴向荷载作用，外围的约束部分不参与抵抗轴向荷载，只起到保护内芯并防止其屈曲的作用。约束屈曲支撑在建筑物中的作用体现在，当因地震产生的荷载不大时，约束屈曲支撑相当于位于建筑物框架内的斜撑，能够为结构提供侧向刚度；当因地震产生的荷载较大时，约束屈曲支撑能够随着结构框架的变形做出相应的调整并同时消耗地震传给建筑物的能量。由于这种双重特性，约束屈曲支撑一直受到各国工程师和学者们的。
8、垂青。0003然而，对于现有的约束屈曲支撑仍然存在一些受力机理上的不同观点及一些难以避免的问题，如有日本学者指出，内芯刚度不足的约束屈曲支撑可能会发生整体失稳。同样有日本学者指出，约束屈曲支撑的整体失稳是由于内芯和外围约束的刚度与强度不足引起的，应由内芯和外围约束的刚度与强度并行或相关控制来保证等等。此外，外围约束机构仅起防止内芯屈曲的作用，其材料性能不能全部发挥，外露于外包约束构件的内芯与结构构件的连接部分容易发生屈曲。在诸如此类的问题上如没有统一的分析理论与构造措施，恐怕难以建立合理完善的约束屈曲支撑设计方法。发明内容0004本发明的目的在于克服现有约束屈曲支撑的缺陷，提供了一种两端带平行。
9、软钢板间夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑及制作方法。本发明通过一种新的工作机理提高了约束屈曲支撑的工作能力。实验证明，本发明的耗能能力可较传统防屈曲支撑提高2035。0005为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案0006两端带平行软钢板间夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑，其特征在于包括外层钢管、内部钢板和连接这两部分的平行软钢板间夹铅层耗能装置，所述外层钢管由外层钢管钢板焊接而成。所述平行软钢板间夹铅层耗能装置为等间距布置的平行耗能钢板，平行耗能钢板间为铅层，且铅将充满内部平行耗能钢板的孔中。内部钢板和外层钢管通过平行软钢板间夹铅层耗能装置相互连接。0007所述平行耗能钢板为低碳钢碳含量小于025。
10、钢板。0008所述平行耗能钢板为平行软钢板间夹铅层耗能装置两端钢板为矩形，中间钢板为矩形且带有数个孔洞的形状。0009所述的内部钢板横截面为一字型。0010所述的平行软钢板间夹铅层耗能装置中每块钢板均为相同材质的低碳钢，上下端分别通过连接板与内部钢板和外层钢管连接。当约束屈曲支撑受力时，平行软钢板间夹铅说明书CN102605873A2/3页4层耗能装置中的每块钢板受到弯剪作用力而变形，从而使铅层在平行软钢板间夹铅层耗能装置带动下发生剪切变形及弯曲变形，增加构件耗能能力。0011两端带平行软钢板间夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑的制作方法，该方法是按以下顺序进行的00121配置外层钢管钢板、端部钢板。
11、、用于连接平行软钢板间夹铅层耗能装置与内部钢板和外层钢管的连接板，且将连接板加工成中间带有若干矩形孔洞形状，以安装平行软钢板间夹铅层耗能装置，将外层钢板与安装板打好螺栓孔；00132配置内部钢板和用于制作平行软钢板间夹铅层耗能装置的低碳钢钢板，将低碳钢钢板分别做成矩形形状用于平行软钢板间夹铅层耗能装置两端和矩形且中间带有数个孔洞的形状用于平行软钢板间夹铅层耗能装置中部，将内部钢板端部打好螺栓孔；00143将若干个低碳钢钢板两对边等间距地垂直安装于连接板上并和连接板焊接；00154将连接板和平行软钢板间夹铅层耗能装置间注满铅，并使铅充满平行耗能钢板的孔洞；00165将平行软钢板间夹铅层耗能装置通。
12、过连接板分别与内部钢板、外层钢管螺栓连接；00176焊接外层钢管的其他钢板，但留下一面开口不焊；00187将端部钢板焊接于外层钢管两端，且在端部钢板与内部钢板接触处不做任何连接。00198在开口的一侧灌入约束填充材料，填充于内部钢板约束屈服段与外层钢管间。00209焊接最后一块外层钢管钢板以封闭外层钢管。0021本发明两端带平行软钢板间夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑采用了与现有约束屈曲支撑不同的设计方案。其核心思想是支撑的耗能装置不仅利用芯板，而且利用端部多个相互平行的低碳钢钢板受到弯剪作用及外层钢管的受拉压作用发挥能效，同时利用平行软钢板间夹铅层耗能装置间铅的自身变形及流动增加耗能能力，不同于。
13、现有约束屈曲支撑中仅仅依靠软钢通过承受轴向作用力产生塑性变形实现耗能，不但克服了现有约束屈曲支撑外层屈曲约束钢板能效不能完全利用的缺点，而且避免了内芯外露部分的过早屈服。其次，端部平行软钢板间夹铅层耗能装置将内部钢板和外层钢管联系了起来，轴向力通过内部钢板和平行软钢板间夹铅层耗能装置部分传到了外层钢管上，提高了整体约束屈曲支撑的刚度和耗能能力。附图说明0022图1是本发明两端带平行软钢板间夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑的平面图；0023图2是图1中AA剖面放大示意图；0024图3是图1中BB剖面放大示意图；0025图4是图1中连接板3平面示意图；0026图5是图1中约束屈曲支撑在承受拉力时，平行。
14、软钢板间夹铅层耗能装置的变形状态；0027图6是图1中约束屈曲支撑在承受压力时，平行软钢板间夹铅层耗能装置的变形状态；说明书CN102605873A3/3页50028图7是图1中约束屈曲支撑端部平行软钢板间夹铅层耗能装置详图；0029图中1、用于平行软钢板间夹铅层耗能装置内部的矩形带孔钢板，2、用于平行软钢板间夹铅层耗能装置两端的矩形钢板，3、连接板，4、内部钢板，5、外层钢管钢板，6、内部约束填充材料，7、铅层，8、端部钢板，9、螺栓。具体实施方式0030下面结合附图1图7对本发明作进一步说明0031实施例10032两端带平行软钢板间夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑如图1图6。本实施例的两端带平。
15、行软钢板间夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑，包括外层钢管、端部钢板8、内部钢板4和连接这两部分的平行软钢板间夹铅层耗能装置及内部约束填充材料6。外层钢管由外层钢管钢板5焊接而成。平行软钢板间夹铅层耗能装置由等间距布置的平行耗能钢板1用于平行软钢板间夹铅层耗能装置内部、钢板2用于平行软钢板间夹铅层耗能装置两端及连接板3连接，且在平行耗能钢板间灌入铅层7而成。内部钢板4、外层钢管5通过平行软钢板间夹铅层耗能装置使用螺栓9相连，内部钢板4约束屈服段与外层钢管间填充有约束填充材料6，并在两者界面上填充无粘结材料。0033上述平行耗能软钢板约束型约束屈曲支撑的制作方法，该方法包括以下步骤00341配置外层钢。
16、管钢板5、端部钢板8、用于连接平行软钢板间夹铅层耗能装置与内部钢板和外层钢管的连接板3，且将连接板加工成中间带有若干矩形孔洞形状，以安装平行耗能钢板1、2，将外层钢管钢板5与安装板3打好螺栓孔；00352配置内部钢板4和用于制作平行软钢板间夹铅层耗能装置的低碳钢钢板1、2，将低碳钢钢板分别做成矩形形状用于平行软钢板间夹铅层耗能装置两端和矩形且中间带有数个孔洞的形状用于平行软钢板间夹铅层耗能装置中部，将内部钢板4端部打好螺栓孔；00363将若干个低碳钢钢板1、2两对边等间距地垂直安装于连接板3；00374将连接板3和平行耗能钢板1、2间注满铅层7，并使铅充满平行耗能钢板1的孔洞；00385将平行软钢板间夹铅层耗能装置通过连接板3分别与内部钢板4、外层钢管5使用螺栓9连接；00396焊接外层钢管钢板5，但留下一面开口不焊；00407将端部钢板8焊接于外层钢管两端，且在端部钢板8与内部钢板4接触处不做任何连接。00418在开口的一侧灌入约束填充材料6，填充于内部钢板约束屈服段与外层钢管间。00429焊接最后一块外层钢管钢板5以封闭外层钢管。说明书CN102605873A1/2页6图1图2图3图4图5图6说明书附图CN102605873A2/2页7图7说明书附图CN102605873A。