專利名稱：中部剛接雙鋼管防屈曲耗能支撐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域用支撐構(gòu)件，尤其涉及一種雙鋼管防屈曲耗能 支撐構(gòu)件。
背景技術(shù)：
支撐框架可以有效提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震能力。但由于傳統(tǒng)的 鋼支撐在受壓時(shí)會(huì)發(fā)生屈曲，耗能能力無法充分發(fā)揮。為了克服這一困難，現(xiàn)有技術(shù)中有一 種受壓時(shí)不會(huì)屈曲軸向受力構(gòu)件，即稱為屈曲約束支撐或防屈曲耗能支撐。現(xiàn)有防屈曲耗 能支撐的基本原理是在核心支撐單元外面包裹約束單元，使核心支撐單元在受壓時(shí)不發(fā) 生屈曲而達(dá)到全截面屈服狀態(tài)，從而使支撐在拉壓作用下均能夠消耗輸入結(jié)構(gòu)的能量?，F(xiàn)有的防屈曲耗能支撐一般有內(nèi)芯軸力單元、約束單元、隔離單元和連接單元構(gòu) 成。內(nèi)芯軸力單元位于支撐內(nèi)部，用于承受軸向的拉壓荷載并起到耗能的作用，最常見的截 面形式為一字形，為增大支撐的承載能力也可以采用十字形或工字形等截面形式。包裹在 軸力單元外側(cè)的約束單元用于防止軸力單元在受壓狀態(tài)下發(fā)生屈曲，通常由矩形或圓形鋼 管構(gòu)成，有時(shí)在該外鋼管內(nèi)部還填充砂漿或混凝土。隔離單元用于減少內(nèi)心軸力單元與約 束單元間的摩擦力，防止約束單元沿支撐軸向受力。隔離單元一般由脫粘材料構(gòu)成，或者僅 僅在內(nèi)芯軸力單元與約束單元間預(yù)留一定的空隙以使內(nèi)芯軸力單元能夠自由伸縮。連接單 元位于支撐兩端，用于連接支撐和框架結(jié)構(gòu)并將軸力傳遞到內(nèi)芯軸力單元。連接單元的構(gòu) 造應(yīng)盡量減少對(duì)支撐的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，防止內(nèi)芯軸力單元偏心受力。目前，防屈曲耗能支撐的內(nèi)芯軸力單元與約束單元均采用不連接，當(dāng)將防屈曲耗 能支撐連接到框架后，在安裝或其它外力作用下會(huì)存在支撐的約束單元(外鋼管)相對(duì)內(nèi) 芯軸力單元(內(nèi)鋼管)產(chǎn)生滑動(dòng)不穩(wěn)定問題，這一問題是導(dǎo)致支撐構(gòu)造不可靠的重要因素之一。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供一種中部剛接雙鋼管防屈曲耗能支撐，該支 撐通過在內(nèi)、外鋼管之間的中部焊接一圓形連接板，從而將支撐在其軸向的中部焊接為整 體，從而在支撐的中部形成一定約束，可以防止中部發(fā)生屈曲，適用于大跨結(jié)構(gòu)支撐較長(zhǎng)的 工況。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型中部剛接雙鋼管防屈曲耗能支撐予以實(shí)現(xiàn)的 技術(shù)方案是該防屈曲耗能支撐包括內(nèi)芯軸力單元、約束單元、隔離單元和連接單元，所述 內(nèi)芯軸力單元由一內(nèi)型鋼管和位于所述內(nèi)型鋼管的兩端內(nèi)均分別設(shè)置加強(qiáng)管形成內(nèi)加強(qiáng) 管，所述內(nèi)加強(qiáng)管端部設(shè)置有封口板，所述內(nèi)型鋼管中位于兩個(gè)封口板之間填充有砂，位于 兩封口板外側(cè)的內(nèi)加強(qiáng)管中填充有砂漿，所述兩個(gè)內(nèi)加強(qiáng)管的外端分別與連接單元連接； 所述約束單元由一外套鋼管構(gòu)成；所述外套鋼管和所述內(nèi)型鋼管之間填充有介質(zhì)材料，所 述外套鋼管的兩端與內(nèi)型鋼管的端部均設(shè)置有間隙，使內(nèi)型鋼管可以自由壓縮和拉伸以消耗地震能量，在所述外套鋼管與所述內(nèi)型鋼管軸向的中部焊接有一面積略大于該外套鋼管 橫截面的連接板，所述連接板形成一中部剛接結(jié)構(gòu)，通過該中部剛接結(jié)構(gòu)將所述外套鋼管 和所述內(nèi)型鋼管焊接成為整體。本實(shí)用新型中部剛接雙鋼管防屈曲耗能支撐，其中，所述介質(zhì)材料為天然粗砂砂 漿。所述隔離單元為設(shè)置在內(nèi)型鋼管外周的隔離劑或隔離膜。所述外套鋼管與所述內(nèi)型鋼 管均為圓形鋼管或方形矩形鋼管。所述連接單元包括與內(nèi)加強(qiáng)管外端固定的內(nèi)管端板和分 別與所述內(nèi)管端板固定的連接板。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型防屈曲耗能支撐的內(nèi)外鋼管中部通過連接板焊成整體，從而在中部形 成一定約束，從而可以防止中部發(fā)生屈曲，內(nèi)外鋼管兩端無焊接均不是固定端，在地震水平 作用下，內(nèi)型鋼管可以在兩端自由壓縮和拉伸，消耗地震能量，對(duì)提高建筑結(jié)構(gòu)的抗倒塌性 能具有重大意義。本實(shí)用新型防屈曲耗能支撐可適用于大跨結(jié)構(gòu)支撐較長(zhǎng)的工況。

圖1是本實(shí)用新型中部剛接雙鋼管防屈曲耗能支撐的軸向結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示A-A剖切位置的剖面圖；圖3是圖1所示B-B剖切位置的剖面圖；圖4是圖1所示C-C剖切位置的剖面圖；圖5是圖1所示D-D剖切位置的剖面圖；圖6是圖1所示E-E剖切位置的剖面圖；圖7是圖1中所示外管端板與內(nèi)加強(qiáng)管之間的位置關(guān)系I局部放大圖。附圖中附圖標(biāo)記的說明1.內(nèi)型鋼管 2.外套鋼管 3.介質(zhì)材料 4.環(huán)形連接板5.內(nèi)加強(qiáng)管 6.內(nèi)管端板 7.連接板 8.油脂9.封口板 10.砂11.混凝土 12.加勁板13.外管端板
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。如圖1所示，本實(shí)用新型中部剛接雙鋼管防屈曲耗能支撐，包括內(nèi)芯軸力單元、約 束單元、隔離單元和連接單元；其中，如圖5所示，所述內(nèi)芯軸力單元由一內(nèi)型鋼管1和位于 所述內(nèi)型鋼管1的兩端內(nèi)均分別設(shè)置的一內(nèi)加強(qiáng)管5構(gòu)成，所述內(nèi)加強(qiáng)管5位于內(nèi)型鋼管 1中的端部設(shè)置有封口板9，所述內(nèi)型鋼管1中位于兩個(gè)封口板9之間的段中填充有砂10， 位于兩封口板9外側(cè)的內(nèi)加強(qiáng)管5中填充有砂漿11，兩個(gè)內(nèi)加強(qiáng)管5的外端分別與連接單 元連接；所述約束單元由一外套鋼管2構(gòu)成；所述外套鋼管2和所述內(nèi)型鋼管1之間填充有 介質(zhì)材料3，所述介質(zhì)材料為天然粗砂砂漿；在所述外套鋼管2與所述內(nèi)型鋼管1軸向的中 部焊接有一面積略大于該外套鋼管橫截面的連接板4，該連接板4形成了一內(nèi)外管之間的 中部剛接結(jié)構(gòu)，如圖2所示，通過該連接板4 ( S卩，中部剛接結(jié)構(gòu))將所述外套鋼管2和所述 內(nèi)型鋼管1焊接成為整體。從而，不但在支撐中部給一定約束，可以有效地防止中部發(fā)生屈曲，而且，外套鋼管2與內(nèi)型鋼管1的兩端無焊接，所述外套鋼管2兩端與內(nèi)型鋼管1的端 部均設(shè)置有間隙，如圖7所示，在外管端板13 (該外管端板13與外套鋼管2固連為一體) 與內(nèi)加強(qiáng)管5之間的間隙大約為15mm，圖1中所示支撐另一端的II處的結(jié)構(gòu)也是如此，不 再贅述；因此，在地震水平作用下，內(nèi)型鋼管1可以在兩端自由壓縮和拉伸。本實(shí)用新型中的所述隔離單元為設(shè)置在內(nèi)型鋼管外周的隔離劑或隔離膜，如圖3 和圖4所示，該隔離單元有油脂8。所述連接單元包括與內(nèi)加強(qiáng)管5外端固定的內(nèi)管端板6 和分別與所述內(nèi)管端板6固定的連接板7，如圖1和圖6所示。為了加強(qiáng)連接單元的支撐 力，在連接板10與內(nèi)管端板6之間均設(shè)置有十字型加勁板12，如圖1和圖6所示。盡管上面結(jié)合圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具 體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些 均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求一種中部剛接雙鋼管防屈曲耗能支撐，包括內(nèi)芯軸力單元、約束單元、隔離單元和連接單元，所述內(nèi)芯軸力單元由一內(nèi)型鋼管和位于所述內(nèi)型鋼管的兩端內(nèi)均分別設(shè)置加強(qiáng)管形成內(nèi)加強(qiáng)管，所述內(nèi)加強(qiáng)管端部設(shè)置有封口板，所述內(nèi)型鋼管中位于兩個(gè)封口板之間填充有砂，位于兩封口板外側(cè)的內(nèi)加強(qiáng)管中填充有砂漿，所述兩個(gè)內(nèi)加強(qiáng)管的外端分別與連接單元連接；所述約束單元由一外套鋼管構(gòu)成；所述外套鋼管和所述內(nèi)型鋼管之間填充有介質(zhì)材料，所述外套鋼管的兩端與內(nèi)型鋼管的端部均設(shè)置有間隙，以使內(nèi)型鋼管可以自由壓縮和拉伸，用于消耗地震能量，其特征在于在所述外套鋼管與所述內(nèi)型鋼管軸向的中部焊接有一面積略大于該外套鋼管橫截面的連接板，所述連接板形成一中部剛接結(jié)構(gòu)，通過該中部剛接結(jié)構(gòu)將所述外套鋼管和所述內(nèi)型鋼管焊接成為整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述中部剛接雙鋼管防屈曲耗能支撐，其特征在于所述介質(zhì)材料 為天然粗砂砂漿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述中部剛接雙鋼管防屈曲耗能支撐，其特征在于所述隔離單元 為設(shè)置在內(nèi)型鋼管外周的隔離劑或隔離膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述中部剛接雙鋼管防屈曲耗能支撐，其特征在于所述外套鋼管 與所述內(nèi)型鋼管均為圓形鋼管或方形矩形鋼管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述中部剛接雙鋼管防屈曲耗能支撐，其特征在于所述連接單元 包括與內(nèi)加強(qiáng)管端固定的內(nèi)管端板和分別與所述內(nèi)管端板固定的連接板。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種中部剛接雙鋼管防屈曲耗能支撐，該防屈曲耗能支撐包括內(nèi)芯軸力單元、約束單元、隔離單元和連接單元，內(nèi)芯軸力單元由一內(nèi)型鋼管和位于內(nèi)型鋼管的兩端內(nèi)均分別設(shè)置加強(qiáng)管形成內(nèi)加強(qiáng)管，兩個(gè)內(nèi)加強(qiáng)管端的外端分別與連接單元連接；約束單元由一外套鋼管構(gòu)成；外套鋼管和內(nèi)型鋼管之間填充有介質(zhì)材料，外套鋼管的兩端與內(nèi)型鋼管的端部均設(shè)置有間隙，使內(nèi)型鋼管可以自由壓縮和拉伸以消耗地震能量，在外套鋼管與內(nèi)型鋼管軸向的中部焊接有一面積略大于該外套鋼管橫截面的連接板，連接板形成一中部剛接結(jié)構(gòu)，通過該中部剛接結(jié)構(gòu)將外套鋼管和內(nèi)型鋼管焊接成為整體。本支撐主要適用于大跨結(jié)構(gòu)支撐較長(zhǎng)的工況。
文檔編號(hào)E04B1/98GK201649348SQ20102017817
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者劉軍, 劉瑞光, 劉用廣, 姜忻良, 崔義明, 左克偉, 張肇毅, 王明明, 許斌, 陳志華, 陳敖宜 申請(qǐng)人:天津市建筑設(shè)計(jì)院