一种磷石膏可重用的全装配式耗能支撑构件

本技术涉及一种磷石膏可重用的全装配式耗能支撑构件，属于房屋建筑结构抗震。

背景技术：

1、在湿法磷酸生产过程中产生大量的磷石膏，磷石膏是湿法磷酸的副产物，是以硫酸钙为主要成分的一种工业废渣，通常每生产1吨p205副产4.5吨磷石膏，长期以来磷石膏都是采用渣场堆放。磷进入水体，富营养化比氮还厉害，当磷的含量超标，水体里蓝藻就会爆发，产生富营养化。因此，磷石膏处理不当，会对土壤、水系、大气的严重污染，影响了周边和下游地区。为了解决以上问题，现有技术中将磷石膏与建筑进行结合，将废弃的磷石膏做成墙板用于房屋建设当中，使废弃的磷石膏得到了充分的利用。

2、屈曲约束耗能支撑(简称brb)是一种支撑和耗能阻尼器合二为一的抗震耗能装置。屈曲约束耗能支撑由核心单元、约束单元和位于二者间的无黏结材料及填充材料组成。屈曲约束耗能支撑通过使用约束体系来增加芯材的刚度，使得受压时芯材不屈曲，保证滞回曲线的稳定，受拉与受压均能进入屈服，滞回性能优良，具有明确的屈服承载力。在小震作用下，为建筑主体结构提供刚度，在中、大震下可起到“保险丝”的作用，用于保护主体结构在中、大震下不屈服或者不严重破坏，并且可以方便地更换损坏的支撑，可用于各类新建建筑和已有建筑的抗震加固改造工程。

3、然而，传统的屈曲约束耗能支撑存在以下缺点：1、约束单元内需灌注混凝土砂浆，不仅导致其自重大，不方便运输，而且混凝土砂浆硬化后，约束单元和核心单元无法拆卸，不能重复使用，浪费材料；2、设计和制造复杂，安装要求高，且维护和更换困难；3、约束单元与核心单元之间不能有效结合，无法形成整体式结构，抗震效果较差。

技术实现思路

1、针对现有技术中的不足，本实用新型提出一种结构紧凑、可以重复使用、强度高的磷石膏可重用的全装配式耗能支撑构件，此装置可以通过内部构件的全截面屈服来达到减震耗能的目的。

2、本实用新型的技术方案：一种磷石膏可重用的全装配式耗能支撑构件，包括外壳约束单元、磷石膏预制件、无粘结材料以及芯板核心单元，在芯板核心单元的上下两侧对称地布置有外壳约束单元，且上下两侧的外壳约束单元通过高强螺栓固定连接，在外壳约束单元内填充有磷石膏预制件，在磷石膏预制件与芯板核心单元之间设置有无粘结材料。

3、进一步，所述外壳约束单元的截面为u型或半圆形结构，在外壳约束单元的两侧对称地设置有侧缘板，同时在上下两侧外壳约束单元的侧缘板之间布置有垫块，所述高强螺栓穿过两侧的侧缘板以及垫块后固定连接。

4、更进一步，所述外壳约束单元与侧缘板之间焊接有一组加劲板。

5、进一步，所述芯板核心单元的两端设置有主尾翼板，在主尾翼板上对称地焊接固定有副尾翼板，所述的主尾翼板和副尾翼板构成十字形连接板；所述外壳约束单元的两端设置有限位挡板，在限位挡板的中央开设有槽口，所述磷石膏预制件的两端开设有让开槽，所述副尾翼板从槽口穿入并于让开槽配合。

6、进一步，所述垫块的厚度等于芯板核心单元与无粘结材料的厚度之和。

7、由于采用上述技术方案，本实用新型的优点在于：

8、首先、该装置采用全装配式设计，所有部件均在工厂内预制完成，现场安装方便快捷，大大缩短了施工周期；

9、其次，在地震作用后，若磷石膏预制件或外壳约束单元发生破坏时，可通过拆卸高强螺栓进行拆卸和更换相应构件，其他部件可以重复使用，节约材料成本；

10、最后，该装置的外壳约束单元和芯板核心单元能够相互约束，形成整体式屈曲约束耗能支撑构件，其稳定性更好，抗震效果得到进一步提升，可以有效地吸收和消耗地震能量，从而保护建筑结构的安全。

技术特征：

1.一种磷石膏可重用的全装配式耗能支撑构件，包括外壳约束单元(1)、磷石膏预制件(2)、无粘结材料(4)以及芯板核心单元(5)，其特征在于：在芯板核心单元(5)的上下两侧对称地布置有外壳约束单元(1)，且上下两侧的外壳约束单元(1)通过高强螺栓(7)固定连接，在外壳约束单元(1)内填充有磷石膏预制件(2)，在磷石膏预制件(2)与芯板核心单元(5)之间设置有无粘结材料(4)。

2.根据权利要求1所述的磷石膏可重用的全装配式耗能支撑构件，其特征在于：所述外壳约束单元(1)的截面为u型或半圆形结构，在外壳约束单元(1)的两侧对称地设置有侧缘板(1-3)，同时在上下两侧外壳约束单元(1)的侧缘板(1-3)之间布置有垫块(6)，所述高强螺栓(7)穿过两侧的侧缘板(1-3)以及垫块(6)后固定连接。

3.根据权利要求2所述的磷石膏可重用的全装配式耗能支撑构件，其特征在于：所述外壳约束单元(1)与侧缘板(1-3)之间焊接有一组加劲板(3)。

4.根据权利要求1或2所述的磷石膏可重用的全装配式耗能支撑构件，其特征在于：所述芯板核心单元(5)的两端设置有主尾翼板(5-1)，在主尾翼板(5-1)上对称地焊接固定有副尾翼板(5-2)，所述的主尾翼板(5-1)和副尾翼板(5-2)构成十字形连接板；所述外壳约束单元(1)的两端设置有限位挡板(1-1)，在限位挡板(1-1)的中央开设有槽口(1-2)，所述磷石膏预制件(2)的两端开设有让开槽(2-1)，所述副尾翼板(5-2)从槽口(1-2)穿入并于让开槽(2-1)配合。

5.根据权利要求2所述的磷石膏可重用的全装配式耗能支撑构件，其特征在于：所述垫块(6)的厚度等于芯板核心单元(5)与无粘结材料(4)的厚度之和。

技术总结本技术提供一种磷石膏可重用的全装配式耗能支撑构件，包括外壳约束单元、磷石膏预制件、无粘结材料以及芯板核心单元，在芯板核心单元的上下两侧对称地布置有外壳约束单元，且上下两侧的外壳约束单元通过高强螺栓固定连接，在外壳约束单元内填充有磷石膏预制件，在磷石膏预制件与芯板核心单元之间设置有无粘结材料。该装置采用全装配式设计，所有部件均在工厂内预制完成，现场安装方便快捷，大大缩短了施工周期；而且外壳约束单元和芯板核心单元能够相互约束，形成整体式屈曲约束耗能支撑构件，其稳定性更好，抗震效果得到进一步提升，可以有效地吸收和消耗地震能量，从而保护建筑结构的安全。技术研发人员：魏梦思,袁波,马克俭,郑世宇,陈靖,魏艳辉,叶天松受保护的技术使用者：贵州大学技术研发日：20231129技术公布日：2024/7/23