本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程抗震與消能減震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合雙板式鋼管混凝土防屈曲支撐結(jié)構(gòu)及制作方法。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)高速發(fā)展，大量的超高層建筑、大跨橋梁等新型復(fù)雜結(jié)構(gòu)工程在我國不斷地涌現(xiàn)。由于我國版圖內(nèi)有多條地震多發(fā)帶，是世界上地震活動最為頻繁的國家之一。長期以來地震給我國帶來了巨大的災(zāi)難性的破環(huán)，對人民的生命財產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施的安全帶來了嚴(yán)重的危害和巨大的損失。通過技術(shù)手段減輕建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的損傷，保障生命財產(chǎn)不受損害具有重要的意義。

防屈曲支撐構(gòu)件是一種為結(jié)構(gòu)提供穩(wěn)定剛度及高效耗散地震能量的消能減震抗側(cè)力構(gòu)件，它由低屈服點內(nèi)核芯材，約束內(nèi)核芯材屈曲變形的外圍套筒和高強(qiáng)度填充材料組成。防屈曲支撐僅內(nèi)核芯材同主結(jié)構(gòu)相連接，內(nèi)核芯材承受來自主結(jié)構(gòu)的全部荷載作用。外圍約束套筒和高強(qiáng)度填充材料起到防止內(nèi)核芯材屈曲的作用。防屈曲支撐在小震作用下，內(nèi)核芯材處于彈性工作階段，為結(jié)構(gòu)提供穩(wěn)定的剛度輸出；在中大震作用下，內(nèi)核芯材具備高承載能力的拉壓變形且其受壓承載力與受拉承載力基本一致；內(nèi)核芯材在受拉和受壓作用下進(jìn)入屈服彈塑性階段，穩(wěn)定高效的耗散地震能量。防屈曲支撐解決了普通鋼支撐在地震作用下易發(fā)生屈曲破壞的缺點，利用金屬屈服耗散地震能量的機(jī)理達(dá)到消能減震的目的。

現(xiàn)有的鋼管混凝土防屈曲支撐的內(nèi)核芯材構(gòu)造形式通常采用一字型和十字型。內(nèi)核芯材一字型構(gòu)造的防屈曲支撐由于其芯材橫截面尺寸的限值，其承載能力僅能滿足小噸位工況的要求。內(nèi)核芯材十字型構(gòu)造的防屈曲支撐由于截面尺寸規(guī)格較大，解決了內(nèi)核芯材一字型構(gòu)造防屈曲支撐承載力小的缺點。但由于十字內(nèi)核芯板需要焊接多道通長組合焊縫，不僅影響生產(chǎn)效率，導(dǎo)致加工復(fù)雜繁瑣低效，無法標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)化；大范圍的焊接熱影響區(qū)的存在還導(dǎo)致內(nèi)核芯材的疲勞延性性能的衰弱，極大的影響防屈曲支撐的彈塑性耗能能力。

綜上所述，本發(fā)明提供一種復(fù)合雙板式鋼管混凝土防屈曲支撐結(jié)構(gòu)及制作方法，本案由此產(chǎn)生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種復(fù)合雙板式鋼管混凝土防屈曲支撐結(jié)構(gòu)及制作方法，可以有效地解決現(xiàn)有支撐諸多問題，提高防屈曲支撐在地震工況下的耗能性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具體提供的技術(shù)方案為：一種復(fù)合雙板式鋼管混凝土防屈曲支撐結(jié)構(gòu)，包括拼裝焊接方鋼管外套筒、高強(qiáng)混凝土和復(fù)合雙芯板；所述復(fù)合雙芯板安裝在拼裝焊接方鋼管外套筒內(nèi)部，在方鋼管外套筒和復(fù)合雙芯板之間澆筑高強(qiáng)混凝土進(jìn)行填充。

進(jìn)一步，所述拼裝焊接方鋼管外套筒由四塊鋼板四面組立焊接成方鋼管外套筒。

進(jìn)一步，所述復(fù)合雙芯板由兩塊條帶鋼板平行間隔布置，在兩塊條帶鋼板兩端內(nèi)側(cè)面沿側(cè)面中線分別焊接端部加強(qiáng)板，之后在兩塊條帶鋼板兩端外側(cè)面沿側(cè)面中線分別焊接加強(qiáng)加勁板4。

所述復(fù)合雙板耗能構(gòu)件端部截面面積大于中間雙板耗能段的截面面積。該技術(shù)方案的技術(shù)效果是：復(fù)合雙板耗能構(gòu)件端部構(gòu)造剛度及強(qiáng)度高于中間耗能段的剛度及強(qiáng)度，保證當(dāng)芯板拉壓作用下中間耗能段率先進(jìn)入屈服彈塑性狀態(tài)時，端部區(qū)域處于未屈服之前的彈性狀態(tài)，保證防屈曲支撐端部與主結(jié)構(gòu)連接區(qū)域的剛性和穩(wěn)定性，有效的保證了防屈曲支撐高承載性能和對結(jié)構(gòu)內(nèi)力傳遞的協(xié)同性。

所述鋼管混您土約束構(gòu)件長度略短于復(fù)合雙板耗能構(gòu)件的長度，鋼管混凝土約束構(gòu)件設(shè)置在復(fù)合雙板耗能構(gòu)件的正中間。其不僅對復(fù)合雙板的中間耗能段進(jìn)行約束作用，復(fù)合雙板在中大震作用下不屈曲破壞，轉(zhuǎn)而發(fā)生多波屈服變形耗能；鋼管混您土約束構(gòu)件還能對復(fù)合雙板耗能構(gòu)件提供足夠的抗彎剛度，保證防屈曲支撐整體的穩(wěn)定性。

一種復(fù)合雙板式鋼管混凝土防屈曲支撐結(jié)構(gòu)的制作方法，包括如下步驟：

步驟一,先切割：進(jìn)行條帶鋼板，端部加強(qiáng)板，加強(qiáng)加勁板，以及拼裝焊接方鋼管外套筒組立的鋼板條的切割；

步驟二,拼裝復(fù)合雙板：將兩塊端部加強(qiáng)板焊接到兩塊條帶鋼板的兩端部，組成中間空腹的工字型，然后將四塊加強(qiáng)加勁板4焊接到條帶鋼板外側(cè)面端部的中心線上。

步驟三,組立拼裝焊接方鋼管外套筒：先將拼裝焊接方鋼管外套筒進(jìn)行三面組立焊接，之后將拼接完成的復(fù)合雙板安裝在三面組立的外套筒中部，然后進(jìn)行高強(qiáng)混凝土澆筑并養(yǎng)護(hù)，最后待混凝土硬化后，進(jìn)行方鋼管外套筒蓋板的焊接。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明采用復(fù)合雙板作為耗能構(gòu)件直接承力和耗能的構(gòu)造方法，提高了防屈曲支撐在變形情況下具有高承載能力的優(yōu)點，增加了構(gòu)件在地震作用下的適用性和整體穩(wěn)定性；采用復(fù)合雙板作為耗能構(gòu)件大大減少了焊接工作量，構(gòu)件組裝效率顯著提高，同時避免了芯材因為焊縫熱影響導(dǎo)致其低周疲勞性能降低；采用復(fù)合雙板作為耗能構(gòu)件，雙板芯材受力更加簡單明確，耗能更加直接有效，良好的延性性能保證芯材的耗能更加穩(wěn)定，控制結(jié)構(gòu)損傷性能更加優(yōu)良，在地震作用下充分發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)“保險絲”的角色。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有一字型構(gòu)造防屈曲支撐大樣圖；

圖2為現(xiàn)有一字型構(gòu)造防屈曲支撐一字芯板大樣圖；

圖3為現(xiàn)有一字型構(gòu)造防屈曲支撐的a-a剖面圖；

圖4為現(xiàn)有十字型構(gòu)造防屈曲支撐大樣圖；

圖5為現(xiàn)有十字型構(gòu)造防屈曲支撐十字芯板大樣圖；

圖6為現(xiàn)有十字型構(gòu)造防屈曲支撐的b-b剖面圖；

圖7為本發(fā)明一種復(fù)合雙板式鋼管混凝土防屈曲支撐大樣圖；

圖8為本發(fā)明一種復(fù)合雙板式鋼管混凝土防屈曲支撐雙芯板大樣圖一；

圖9為本發(fā)明一種復(fù)合雙板式鋼管混凝土防屈曲支撐雙芯板大樣圖二；

圖10為本發(fā)明一種復(fù)合雙板式鋼管混凝土防屈曲支撐c-c剖面圖；

圖11為本發(fā)明一種復(fù)合雙板式鋼管混凝土防屈曲支撐d-d剖面圖。

附圖標(biāo)記：

1-拼裝焊接方鋼管2-高強(qiáng)混凝土3-一字芯板

4-加強(qiáng)加勁板5-十字芯板6-端部加強(qiáng)板

7-條帶鋼板。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明一種復(fù)合雙板式鋼管混凝土防屈曲支撐結(jié)構(gòu)及制作方法的技術(shù)方案進(jìn)行完整清楚的闡述。

如圖1-11所示的一種復(fù)合雙板式鋼管混凝土防屈曲支撐結(jié)構(gòu)，包括拼裝焊接方鋼管外套筒1和高強(qiáng)混凝土2以及復(fù)合雙芯板。所述復(fù)合雙芯板安裝在拼裝焊接方鋼管外套筒1內(nèi)部，在方鋼管外套筒1和復(fù)合雙芯板之間澆筑高強(qiáng)混凝土2進(jìn)行填充。

所述拼裝焊接方鋼管外套筒1由四塊鋼板四面組立焊接成方鋼管外套筒1。

所述復(fù)合雙芯板由兩塊條帶鋼板7平行間隔布置，在兩塊條帶鋼板兩端內(nèi)側(cè)面沿側(cè)面中線分別焊接端部加強(qiáng)板6，之后在兩塊條帶鋼板兩端外側(cè)面沿側(cè)面中線分別焊接加強(qiáng)加勁板4。

本發(fā)明的一種復(fù)合雙板式鋼管混凝土防屈曲支撐結(jié)構(gòu)制作方法如下：

步驟一，先切割：進(jìn)行條帶鋼板7，端部加強(qiáng)板6，加強(qiáng)加勁板4，以及拼裝焊接方鋼管外套筒1組立的鋼板條的切割。

步驟二，拼裝復(fù)合雙板：將兩塊端部加強(qiáng)板6焊接到兩塊條帶鋼板7的兩端部，組成中間空腹的工字型。然后將四塊加強(qiáng)加勁板4焊接到條帶鋼板7外側(cè)面端部的中心線上。

步驟三，組立拼裝焊接方鋼管外套筒：先將拼裝焊接方鋼管外套筒1進(jìn)行三面組立焊接，之后將拼接完成的復(fù)合雙板安裝在三面組立的外套筒1中部，然后進(jìn)行高強(qiáng)混凝土2澆筑并養(yǎng)護(hù)，最后待混凝土硬化后，進(jìn)行方鋼管外套筒蓋板的焊接。