專利名稱：混凝土填充的頸部加強(qiáng)防屈曲支撐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程抗震技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種混凝土填充的防屈曲支撐。
背景技術(shù)：
地震災(zāi)害對(duì)人們的生命安全造成了極大的影響，而這些災(zāi)害主要是由于地震過程中建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生過大的變形損壞或倒塌引起的。為了控制建筑結(jié)構(gòu)特別是高層建筑結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載和地震荷載下的動(dòng)力響應(yīng)，經(jīng)常采用一些機(jī)械裝置耗散風(fēng)振和地震作用引入的能量，從而達(dá)到保護(hù)主要承重構(gòu)件的目的，這就是結(jié)構(gòu)控制的概念。目前，結(jié)構(gòu)控制的研究和應(yīng)用方向王要分為被動(dòng)控制、半王動(dòng)控制、王動(dòng)控制和混合控制幾種。其中，被動(dòng)控制技術(shù)因其構(gòu)造簡單可靠、耗能性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉、維護(hù)方便而被廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)，或用于改善已有老舊建筑物的抗震或抗風(fēng)性能之中。框架-防屈曲支撐體系作為一種近年來用于高層建筑抗側(cè)力體系的新型形式得到應(yīng)用。防屈曲支撐的應(yīng)用改善了傳統(tǒng)支撐體系受壓支撐屈曲后導(dǎo)致的整體抗側(cè)剛度不足的問題，同時(shí)防屈曲支撐也作為一種高效的耗能減震裝置，改善結(jié)構(gòu)的整體滯回性能。防屈曲支撐主要由核心屈服構(gòu)件、約束構(gòu)件以及二者之間的無粘結(jié)材料或間隙組成。但是在實(shí)際應(yīng)用中，防屈曲支撐存在著一定的問題:(1)防屈曲支撐在受力性能上存在著拉壓不對(duì)稱性，主要是由于外約束構(gòu)件參與作用，導(dǎo)致核心屈服構(gòu)件承載力上升；
(2)在核心屈服構(gòu)件的頸部(無約束部分)容易發(fā)生局部屈曲，導(dǎo)致防屈曲支撐失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決防屈曲支撐在實(shí)際應(yīng)用中存在的上述缺點(diǎn)，提出一種新型的混凝土填充的頸部加強(qiáng)防屈曲支撐。本發(fā)明安裝在結(jié)構(gòu)中具有相對(duì)變形位置上，安裝時(shí)通過銷釘將構(gòu)件與結(jié)構(gòu)中的預(yù)埋構(gòu)件連接，保持二力桿的受力形態(tài)。在受壓時(shí)采用頸部加強(qiáng)件保證了核心鋼管沒有不受約束的部分，保證頸部不出現(xiàn)局部屈曲。同時(shí)合理的無粘結(jié)作法保證了支撐在受壓時(shí)約束構(gòu)件不參與作用，承載力保持拉壓對(duì)稱。本發(fā)明作為結(jié)構(gòu)支撐構(gòu)件和耗能元件安裝在結(jié)構(gòu)中，在風(fēng)荷載和小震作用下，保持彈性受力狀態(tài)，為結(jié)構(gòu)提供足夠的抗側(cè)剛度，保證正常的使用狀態(tài)；在遭受超過設(shè)防烈度等級(jí)的地震作用時(shí)，本發(fā)明進(jìn)入塑性工作狀態(tài)并耗散地震能量。另外，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，現(xiàn)場安裝方便；提供了對(duì)稱的拉壓受力性能，不對(duì)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生設(shè)計(jì)以外的多余作用力，同時(shí)具備耗散地震作用和風(fēng)荷載引入的振動(dòng)能量，保護(hù)結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件；不出現(xiàn)局部屈曲失效，構(gòu)件可靠度高。本發(fā)明的混凝土填充的頸部加強(qiáng)防屈曲支撐，包括有核心鋼管1，約束鋼管2，端頭3，頸部加強(qiáng)件一 4，頸部加強(qiáng)件二 5，薄鐵皮6，填充混凝土或砂漿7，端頭3和核心鋼管I連接形成受力整體，填充混凝土或砂漿7填充在核心鋼管I中以及核心鋼管I與約束鋼管2之間，核心鋼管I內(nèi)外包裹薄鐵皮6起無粘結(jié)作用，頸部加強(qiáng)件一 4和頸部加強(qiáng)件二 5安裝在核心鋼管I的端部，使核心鋼管I不發(fā)生嚴(yán)重的局部屈曲變形。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，頸部加強(qiáng)件一 4為鋼管開十字形槽，槽口朝外安裝在約束鋼管2兩端的內(nèi)側(cè)。依照本發(fā)明實(shí)施例所述，頸部加強(qiáng)件二 5為鋼管切割出十字形，與頸部加強(qiáng)件一 4咬合。依照本發(fā)明實(shí)施例所述，新型無粘結(jié)做法為在核心鋼管I內(nèi)外均包裹薄鐵皮6，鐵皮與核心鋼管之間保持一定的間隙。依照本發(fā)明實(shí)施例所述，填充混凝土或砂漿7填充在核心鋼管I內(nèi)以及核心鋼管I與約束鋼管2之間的空隙內(nèi)。本發(fā)明的有益效果:結(jié)構(gòu)簡單，現(xiàn)場安裝方便；提供了對(duì)稱的拉壓受力性能，不對(duì)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生設(shè)計(jì)以外的多余作用力，同時(shí)具備耗散地震作用和風(fēng)荷載引入的振動(dòng)能量，保護(hù)結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件；不出現(xiàn)局部屈曲失效，構(gòu)件可靠度高。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明:圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的整體示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例一去除約束構(gòu)件的示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例一頸部和中部的剖面圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例一的端頭三視圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例一的頸部加強(qiáng)件一的示意圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例一的頸部加強(qiáng)件二的示意圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例一的新型無粘結(jié)做法。圖8是本發(fā)明實(shí)施例二的中部剖面圖。圖9是本發(fā)明實(shí)施例二的頸部加強(qiáng)件一的示意圖。圖10是本發(fā)明實(shí)施例二的頸部加強(qiáng)件二的示意圖。圖中1.核心鋼管，2.約束鋼管，3.端頭，4.頸部加強(qiáng)件一，5.頸部加強(qiáng)件二，6.薄鐵皮，7.填充混凝土或砂漿，8.核心鋼管，9.約束鋼管。
(五)具體實(shí)施方法實(shí)施例一圖1是本實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例由核心鋼管1，約束鋼管2，端頭3，頸部加強(qiáng)件一 4，頸部加強(qiáng)件二 5，薄鐵皮6，填充混凝土或砂漿7組成。組裝時(shí)，先在核心鋼管I上涂抹無粘結(jié)材料或是貼內(nèi)壁裹上一層薄鐵皮6，然后填充內(nèi)部混凝土或砂漿，填充時(shí)在兩端留出一定富余，保證核心鋼管壓縮時(shí)內(nèi)部混凝土或砂漿不會(huì)參與工作。安裝一端的頸部加強(qiáng)件二 5和端頭3，套上相應(yīng)的頸部加強(qiáng)件一 4和約束鋼管2，安裝另一端的頸部加強(qiáng)件一 4、頸部加強(qiáng)件二 5、端頭3。最后通過在約束鋼管2上預(yù)留的開孔對(duì)約束鋼管2和核心鋼管I之間的空間填充混凝土或砂漿。圖4是端頭3的示意圖。由兩塊夾板和一塊端板組成，用于和結(jié)構(gòu)上的預(yù)留構(gòu)件進(jìn)行銷釘連接，保證支撐的二力桿受力形態(tài)。
圖5和圖6是端部加強(qiáng)件一 4和端部加強(qiáng)件二 5的示意圖。二者由同一種鋼管切割而成，二者能夠進(jìn)行咬合。圖7是本發(fā)明提出的一種新型的無粘結(jié)做法，由內(nèi)到外的各層材料依次為混凝土或砂漿7，薄鐵皮6，核心鋼管1，薄鐵皮6，混凝土或砂漿7，約束鋼管2，兩層薄鐵皮和核心鋼管之間留有一定空隙。實(shí)施例二圖8是本發(fā)明的實(shí)施例二的中部剖面圖。它與實(shí)施例一的區(qū)別在于約束鋼管和核心鋼管的截面形狀不同，采用方鋼管制作約束鋼管和核心鋼管。圖9和圖10為實(shí)施例二的頸部加強(qiáng)件示意圖，其截面與方鋼管配合也做成方形。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一基本相同。
權(quán)利要求
1.一種混凝土填充的頸部加強(qiáng)防屈曲支撐，包括有核心鋼管(I)，約束鋼管(2)，端頭(3)，頸部加強(qiáng)件一(4)，頸部加強(qiáng)件二(5)，薄鐵皮￠)，填充混凝土或砂漿(7)。端頭(3)和核心鋼管(I)連接形成受力整體，填充混凝土或砂漿(7)填充在核心鋼管(I)中以及核心鋼管(I)與約束鋼管(2)之間，核心鋼管(I)內(nèi)外包裹薄鐵皮(6)起無粘結(jié)作用，其特征在于頸部加強(qiáng)件一(4)和頸部加強(qiáng)件二(5)安裝在核心鋼管(I)的端部，使核心鋼管(I)不發(fā)生嚴(yán)重的局部屈曲變形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土填充的頸部加強(qiáng)防屈曲支撐，其特征在于，頸部加強(qiáng)件一(4)為鋼管開十字形槽，槽口朝外安裝在約束鋼管(2)兩端的內(nèi)側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的混凝土填充的頸部加強(qiáng)防屈曲支撐，其特征在于，頸部加強(qiáng)件二(5)為鋼管切割出十字形，與頸部加強(qiáng)件一(4)咬合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的混凝土填充的頸部加強(qiáng)防屈曲支撐，其特征在于，新型無粘結(jié)做法為在核心鋼管(I)的內(nèi)外兩側(cè)均包裹薄鐵皮￠)，鐵皮與核心鋼管之間保持一定的間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的混凝土填充的頸部加強(qiáng)防屈曲支撐，其特征在于，填充混凝土或砂漿(7)填充在核心鋼管⑴內(nèi) 以及核心鋼管⑴與約束鋼管⑵之間的空隙內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混凝土填充的頸部加強(qiáng)鋼管防屈曲支撐，作為建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件，用于建筑結(jié)構(gòu)的抗震加固以及耗能減震。本發(fā)明的防屈曲支撐由核心鋼管、約束鋼管、端頭、頸部加強(qiáng)件、無粘結(jié)材料以及填充混凝土或砂漿組成。頸部加強(qiáng)件的使用使得支撐在受壓狀態(tài)下不發(fā)生局部的屈曲變形，提高構(gòu)件的可靠性。新的無粘結(jié)做法保證了支撐在拉壓狀態(tài)下出力的對(duì)稱性，保證了結(jié)構(gòu)的承重構(gòu)件在遭受強(qiáng)烈地震作用下不受到額外力的作用，提高了整體結(jié)構(gòu)的安全性。
文檔編號(hào)E04B1/98GK103088935SQ201310051579
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月17日
發(fā)明者王兆榮, 王濤, 雷遠(yuǎn)德, 滕睿 申請(qǐng)人:王兆榮, 王濤, 雷遠(yuǎn)德, 滕睿