一种纵向削弱圆棒式屈曲约束耗能装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种纵向削弱圆棒式屈曲约束耗能装置，包括耗能芯材、约束套筒；所述耗能芯材采用普通圆钢棒或钢筋加工，两端为直螺纹段，中部为耗能段，耗能段部位延长度方向对截面进行削弱，耗能段横截面削弱的部分呈直线状，同时保留部分原圆形截面的弧形段，耗能段横截面形状呈轴对称或中心对称，根据削弱部位和尺寸的不同，有单边式、双边式、三边式等形式；所述约束套筒套在所述耗能芯材的耗能段位置。本发明采用屈曲约束原理形成小型耗能装置，同时不需约束套管与耗能芯材之间的填充材料，加工简易，性能稳定，具有较为广泛的应用前景。
【专利说明】
一种纵向削弱圆棒式屈曲约束耗能装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种纵向削弱圆棒式屈曲约束耗能装置，属于建筑工程领域。
【背景技术】
[0002]近年来，“基于性能”的抗震设计思想逐渐趋于主流，“功能分离体系”逐步推广。“功能分离体系”是结构的承重构件与耗能部件各自功能分离的体系。耗能部件作为整体结构的保险丝，起着消耗地震能量、保证结构安全、减小构件损坏的作用，是“功能分离体系”结构非常重要的组成部分。
[0003]目前，各类耗能装置的研究和开发层出不穷，但是往往构造复杂，制造、安装和替换较为麻烦，成本高居不下，影响了耗能装置的实际应用，急需制造方便、替换简易且性能稳定的耗能装置。
[0004]屈曲约束原理可以得到较为稳定的性能和较高的材料利用率，屈曲约束支撑得到了较多研究和一定的应用，但是屈曲约束支撑作为大型构件对整体结构刚度、变形等性能影响大，安装和替换的成本过高，不利于广泛采用。
[0005]基于屈曲约束原理的小型化耗能装置性能稳定，制作和安装快捷，成本低，具有较好的应用前景，但目前基于屈曲约束原理的小型耗能装置往往需要在耗能芯材和屈曲约束部件之间填充胶凝材料，受胶凝材料的影响，拉压的滞回曲线不对称，无法形成稳定良好的耗能能力。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提出一种纵向削弱圆棒式屈曲约束耗能装置，形成基于屈曲约束原理的小型化耗能装置，便于制作和安装，降低成本;耗能芯材和屈曲约束部件之间无需填充材料，拉压滞回曲线对称，性能稳定，具有较广的应用前景。
[0007]本发明采用的技术方案为:一种纵向削弱圆棒式屈曲约束耗能装置，包括耗能芯材和约束套筒；
[0008]所述耗能芯材采用普通圆钢棒或者钢筋加工而成；
[0009]所述耗能芯材两端通过机械加工形成直螺纹段，用以连接于整体结构之中；
[0010]所述耗能芯材中部为耗能段，耗能段部位延长度方向对截面进行削弱，使得耗能段强度低于所述耗能芯材梁端连接直螺纹段的强度，耗能段横截面削弱的部分呈直线状，使得削弱加工工序非常简便快捷，同时耗能段横截面保留部分原钢棒截面的弧形段，在耗能棒受压发生屈曲时，该弧形段部分与约束套筒接触，产生横向约束力，使得耗能段发生高阶屈曲；所述约束套筒套在所述耗能芯材的耗能段位置;在所述耗能芯材受压屈曲发生时，弧形段部分与所述约束套筒接触，限制自身屈曲变形；
[0011 ]所述耗能芯材直螺纹段强度大于耗能段强度，确保耗能段进行耗能时，端部直螺纹段保持良好;所述耗能芯材耗能段横截面形状呈轴对称或中心对称。
[0012]作为优选，根据削弱部位和尺寸的不同，所述耗能芯材耗能段横截面有单边式、双边式、三边式三种形式。
[0013]作为优选，所述约束套筒长度大于所述耗能芯材的耗能段，小于所述耗能芯材两端直螺纹段之间的距离，保证所述耗能芯材在受压时能有效被约束住;耗能芯材的耗能段长度根据结构性能需求进行专门设计。
[0014]作为优选，所述约束套筒内径大于所述耗能芯材直径2mm，使得所述耗能芯材能够产生一定的屈服，但又被有效约束，以获得拉压对称且稳定的滞回耗能性能。
[0015]有益效果:
[0016](I)本发明利用屈服约束原理形成小型化耗能装置，可用于多种建筑结构中，或安装于构件表面，或预埋于混凝土中，应用范围广泛，同时减小耗能装置对整体结构承载能力的影响，有利于形成“功能分离体系”。
[0017](2)本发明采用普通圆钢棒或者钢筋加工制作耗能芯材，对截面进行削弱加工，制作简单，约束套管容易获取，有效降低耗能装置的成本。
[0018](3)本发明无需耗能芯材和约束套筒之间填充材料，进一步简化加工步骤，且拉压性能不受填充材料影响，滞回曲线对称，性能稳定，便于采用该装置的各类结构分析和设计，具有较好的应用前景。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的构造不意图；
[0020]图2为本发明耗能芯材的横截面为单边式示意图；
[0021 ]图3为本发明耗能芯材的横截面为双边式示意图；
[0022]图4为本发明耗能芯材的横截面为三边式示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0024]如图1所示:一种纵向削弱圆棒式屈曲约束耗能装置由约束套筒I和耗能芯材2组成;耗能芯材2采用普通圆钢棒或者钢筋通过机械加工而成，由耗能段和直螺纹段构成;耗能芯材2两端为直螺纹段，用以连接于结构之中，通过冷加工方式使得直螺纹段强度大于耗能段强度;耗能芯材I中间为耗能段，耗能段部位延长度方向对截面进行削弱，削弱截面保留部分原钢棒截面的弧形段;耗能芯材I的耗能段截面呈轴对称或中心对称，主要有单边式、双边式、三边式等形式，如图2-4所示。
[0025]约束套筒I采用钢圆管制成，内径大于耗能芯材2的直径2mm，长度大于耗能芯材2的耗能段，小于耗能芯材2两端直螺纹段之间的距离；约束套筒I套耗能芯材2的耗能段位置。
[0026]以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种纵向削弱圆棒式屈曲约束耗能装置，其特征在于:包括耗能芯材和约束套筒； 所述耗能芯材采用普通圆钢棒或者钢筋加工而成； 所述耗能芯材两端通过机械加工形成直螺纹段，用以连接于整体结构之中； 所述耗能芯材中部为耗能段，耗能段部位延长度方向对截面进行削弱，使得耗能段强度低于所述耗能芯材梁端连接直螺纹段的强度，耗能段横截面削弱的部分呈直线状，同时保留部分原钢棒截面的弧形段;所述约束套筒套在所述耗能芯材的耗能段位置； 所述耗能芯材直螺纹段强度大于耗能段强度;所述耗能芯材耗能段横截面形状呈轴对称或中心对称。2.根据权利要求1所述的一种纵向削弱圆棒式屈曲约束耗能装置，其特征在于:所述耗能芯材耗能段横截面有单边式、双边式、三边式三种形式。3.根据权利要求1所述的一种纵向削弱圆棒式屈曲约束耗能装置，其特征在于:所述约束套筒长度大于所述耗能芯材的耗能段，小于所述耗能芯材两端直螺纹段之间的距离。4.根据权利要求1所述的一种纵向削弱圆棒式屈曲约束耗能装置，其特征在于:所述约束套筒内径大于所述耗能芯材直径2mm。
【文档编号】E04H9/02GK106088383SQ201610645166
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月9日 公开号201610645166.8, CN 106088383 A, CN 106088383A, CN 201610645166, CN-A-106088383, CN106088383 A, CN106088383A, CN201610645166, CN201610645166.8
【发明人】郭正兴, 管东芝
【申请人】东南大学