一种两端带有开孔腹板的耗能支撑

1.本发明涉及建筑结构耗能支撑技术领域，具体涉及一种两端带有开孔腹板的耗能支撑。


背景技术：

2.框架结构是一种常用的结构形式，为了减小地震和风振对框架结构的影响，提高结构抗侧刚度，需要在框架结构中设置支撑斜杆，形成中心支撑框架结构。中心支撑框架结构抗侧效率高，用钢量少，施工方便，造价低，在实际工程中应用广泛。但在设防地震下，传统的中心支撑杆容易发生受压失稳，支撑斜杆重复压曲后，受压承载能力显著降低，楼层的抗剪能力也迅速降低。
3.为了避免支撑斜杆发生受压失稳，可通过在支撑斜杆上增加耗能元件如阻尼器来耗散能量，从而防止支撑斜杆发生失稳。在结构主体进入塑性前，阻尼器率先进入耗能工作状态，耗散大量输入结构体系的地震能量，使主体结构损伤减小，从而有效地保护了主体结构，避免主体结构损伤或破坏。常见的阻尼器有金属阻尼器、摩擦阻尼器、粘滞阻尼器、磁流变阻尼器等，其中，金属阻尼器具有稳定性好、耐久性好、环境适应性强、维护费用较低等优点，在结构工程中有较多的应用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种两端带有开孔腹板的耗能支撑，以等间距开孔的耗能腹板作为一种金属阻尼器，提供给耗能支撑足够的刚度和耗能能力，该支撑构造简单，加工运输和安装都十分方便，耗能效果显著。
5.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：一种两端带有开孔腹板的耗能支撑，包括传力h型钢、附加翼缘板、耗能腹板和耗能连接板，所述附加翼缘板、耗能腹板和耗能连接板沿传力h型钢的腹板两侧对称设置。
6.进一步的，所述附加翼缘板平行于传力h型钢的腹板，在所述附加翼缘板与传力h型钢的腹板之间设置若干耗能腹板和若干耗能连接板，所述耗能腹板平行于传力h型钢的翼缘板，所述耗能连接板同时垂直于传力h型钢的腹板和耗能腹板。
7.进一步的，所述耗能腹板沿其长边方向的一侧焊接于传力h型钢的腹板沿长边方向的中线上，另一侧焊接于附加翼缘板沿长边方向的中线上。
8.进一步的，所述耗能连接板的两侧面分别焊接于传力h型钢的腹板及附加翼缘板上，所述耗能连接板分布在两耗能腹板之间以及一排耗能腹板的两端，耗能连接板板面中间与耗能腹板的短边侧焊接连接。
9.进一步的，两侧所述附加翼缘板的外端形成的开口内设有加劲肋，所述加劲肋通过两短边分别与两侧的附加翼缘板焊接连接。
10.进一步的，在所述附加翼缘板和加劲肋的外端面上共同焊接有端板。
11.进一步的，所述端板的外端面上焊接有板铰。
12.进一步的，所述板铰上设有板铰孔，便于支撑与主体框架相连。
13.进一步的，所述耗能腹板上等间距设置有开孔，以降低其屈服荷载。
14.进一步的，所述耗能腹板上的开孔形状为椭圆孔、长圆孔或菱形孔。
15.本发明的有益效果是:本发明主要通过耗能腹板开孔间的板件进入塑性耗散能量，达到消能减震的作用，并可通过调节耗能腹板的个数、厚度、长度、开孔个数和开孔形状来调节金属阻尼器的刚度和耗能能力，其受外振力频率和温度环境的影响较小，构造简单，造价较低，施工方便，非常适合用作工程结构中抗震和抗风构件。
附图说明
16.图1为本发明的正面图；图2为本发明的侧面图；图3为本发明的轴测图；图4为本发明图1中a-a处剖面图；图5为本发明图1中耗能腹板的平面图；图6为本发明的端面示意图；图7为其他形式的两端带有开孔腹板的耗能支撑的正面图举例。
17.图中标号说明：1、传力h型钢；2、附加翼缘板；3、耗能腹板；4、耗能连接板；5、加劲肋；6、端板；7、板铰。
具体实施方式
18.下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
19.如图1至图3所示，一种两端带有开孔腹板的耗能支撑，包括传力h型钢1、附加翼缘板2、耗能腹板3和耗能连接板4，所述附加翼缘板2、耗能腹板3和耗能连接板4沿传力h型钢1的腹板两侧对称设置。
20.如图1至图6所示，所述附加翼缘板2平行于传力h型钢1的腹板，在所述附加翼缘板2与传力h型钢1的腹板之间设置若干耗能腹板3和若干耗能连接板4，耗能腹板3的数量、长度、厚度、开孔个数以及耗能连接板4的数量、厚度均可根据结构需求进行调节，所述耗能腹板3平行于传力h型钢1的翼缘板，所述耗能连接板4同时垂直于传力h型钢1的腹板和耗能腹板3。
21.所述耗能腹板3沿其长边方向的一侧焊接于传力h型钢1的腹板沿长边方向的中线上，另一侧焊接于附加翼缘板2沿长边方向的中线上。
22.所述耗能连接板4的两侧面分别焊接于传力h型钢1的腹板及附加翼缘板2上，所述耗能连接板4分布在两耗能腹板3之间以及一排耗能腹板3的两端，耗能连接板4板面中间与耗能腹板3的短边侧焊接连接。
23.两侧所述附加翼缘板4的外端形成的开口内设有加劲肋5，所述加劲肋5通过两短边分别与两侧的附加翼缘板4焊接连接。
24.在所述附加翼缘板4和加劲肋5的外端面上共同焊接有端板6。
25.所述端板6的外端面上焊接有板铰7。
26.所述板铰7上设有板铰孔，便于支撑与主体框架相连。
27.所述耗能腹板3上等间距设置有开孔，以降低其屈服荷载。
28.本发明作用过程及原理为：当构件承受轴向力时，力依次通过端板6、加劲肋5、附加翼缘板2、耗能连接板4、耗能腹板3传递到传力h型钢1上，其中，耗能腹板3上的开孔之间的板件因两端受力方向相反而发生变形，当变形达到一定程度时，板件就会发生屈服，在反复荷载作用下，耗能腹板3上的开孔之间的板件通过进入塑性达到消耗能量的目的。另外，该金属阻尼器能够通过改变耗能腹板3的个数、厚度、长度、开孔个数和开孔形状来调节金属阻尼器的刚度和耗能能力，这样即可实现耗能支撑轴向承载力和轴向变形能力的可控目的。
29.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种两端带有开孔腹板的耗能支撑，其特征在于，包括传力h型钢（1）、附加翼缘板（2）、耗能腹板（3）和耗能连接板（4），所述附加翼缘板（2）、耗能腹板（3）和耗能连接板（4）沿传力h型钢（1）的腹板两侧对称设置。2.根据权利要求1所述的两端带有开孔腹板的耗能支撑，其特征在于，所述附加翼缘板（2）平行于传力h型钢（1）的腹板，在所述附加翼缘板（2）与传力h型钢（1）的腹板之间设置若干耗能腹板（3）和若干耗能连接板（4），所述耗能腹板（3）平行于传力h型钢（1）的翼缘板，所述耗能连接板（4）同时垂直于传力h型钢（1）的腹板和耗能腹板（3）。3.根据权利要求2所述的两端带有开孔腹板的耗能支撑，其特征在于，所述耗能腹板（3）沿其长边方向的一侧焊接于传力h型钢（1）的腹板沿长边方向的中线上，另一侧焊接于附加翼缘板（2）沿长边方向的中线上。4.根据权利要求3所述的两端带有开孔腹板的耗能支撑，其特征在于，所述耗能连接板（4）的两侧面分别焊接于传力h型钢（1）的腹板及附加翼缘板（2）上，所述耗能连接板（4）分布在两耗能腹板（3）之间以及一排耗能腹板（3）的两端，耗能连接板（4）板面中间与耗能腹板（3）的短边侧焊接连接。5.根据权利要求4所述的两端带有开孔腹板的耗能支撑，其特征在于，两侧所述附加翼缘板（4）的外端形成的开口内设有加劲肋（5），所述加劲肋（5）通过两短边分别与两侧的附加翼缘板（4）焊接连接。6.根据权利要求5所述的两端带有开孔腹板的耗能支撑，其特征在于，在所述附加翼缘板（4）和加劲肋（5）的外端面上共同焊接有端板（6）。7.根据权利要求6所述的两端带有开孔腹板的耗能支撑，其特征在于，所述端板（6）的外端面上焊接有板铰（7）。8.根据权利要求7所述的两端带有开孔腹板的耗能支撑，其特征在于，所述板铰（7）上设有板铰孔，便于支撑与主体框架相连。9.根据权利要求2或7所述的两端带有开孔腹板的耗能支撑，其特征在于，所述耗能腹板（3）上等间距设置有开孔，以降低其屈服荷载。10.根据权利要求9所述的两端带有开孔腹板的耗能支撑，其特征在于，所述耗能腹板（3）上的开孔形状为椭圆孔、长圆孔或菱形孔。

技术总结
本发明是一种两端带有开孔腹板的耗能支撑，包括传力H型钢、附加翼缘板、耗能腹板和耗能连接板，所述附加翼缘板、耗能腹板和耗能连接板沿传力H型钢的腹板两侧对称设置。本发明主要通过耗能腹板开孔间的板件进入塑性耗散能量，达到消能减震的作用，并可通过调节耗能腹板的个数、厚度、长度、开孔个数和开孔形状来调节金属阻尼器的刚度和耗能能力，其受外振力频率和温度环境的影响较小，构造简单，造价较低，施工方便，非常适合用作工程结构中抗震和抗风构件。抗风构件。抗风构件。


技术研发人员：赵宝成 陈会苗 陈鑫 史嘉康 齐益 宋千军 刘尚
受保护的技术使用者：苏州科技大学
技术研发日：2021.11.10
技术公布日：2022/3/8