專利名稱：帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋼管梁柱，特別是一種帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱，具有很高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可廣泛應(yīng)用于對(duì)穩(wěn)定性要求高的桁架結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
鋼管梁柱結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于建筑、橋梁等大型桁架結(jié)構(gòu)中，主要用于各種桁架結(jié)構(gòu)主體框架的構(gòu)成，組成的桁架結(jié)構(gòu)主要作為支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)特有的支撐功能。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)支撐桁架結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求也不斷提高，尤其是用于支撐精密光學(xué)調(diào)整元件的支撐桁架結(jié)構(gòu)，不但要滿足傳統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性要求，還要滿足動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性要求，如在隨機(jī)基礎(chǔ)激勵(lì)作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)大小，沖擊載荷作用后恢復(fù)至穩(wěn)態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)短等。而作為桁架結(jié)構(gòu)主要組成部件的鋼管梁柱結(jié)構(gòu)，其動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性直接影響桁架結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，從而決定精密光學(xué)調(diào)整元件的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。而傳統(tǒng)的鋼管梁柱結(jié)構(gòu)組成的桁架結(jié)構(gòu)主要考慮的是功能實(shí)現(xiàn)和靜態(tài)穩(wěn)定性要求，對(duì)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性考慮較少，因此，設(shè)計(jì)一種動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和性價(jià)比好的鋼管梁柱結(jié)構(gòu)是很有必要的，以滿足精密光學(xué)調(diào)整元件的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性要求。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是，為解決傳統(tǒng)鋼管梁柱結(jié)構(gòu)組成的桁架結(jié)構(gòu)較少考慮動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的技術(shù)缺陷，提供一種帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱，該鋼管梁柱應(yīng)具有的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性價(jià)比好和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，可以滿足精密光學(xué)調(diào)整元件的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性要求。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下
一種帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱，其特點(diǎn)是該梁柱結(jié)構(gòu)由方形空心鋼管、阻尼體和約束加強(qiáng)筋組成，所述的方形空心鋼管由普通方形空心鋼管加工而成，該鋼管的兩對(duì)側(cè)壁上沿長(zhǎng)度方向均勻間隔地、交錯(cuò)地開設(shè)有相對(duì)的小孔，所述的約束加強(qiáng)筋的兩端固定在所述的方形空心鋼管的相對(duì)側(cè)壁的相對(duì)的小孔中，所述的阻尼體是由澆注并凝固在所述的方形空心鋼管和約束加強(qiáng)筋之間的混凝土。
3所述的約束加強(qiáng)筋是由普通圓形空心鋼管。
方形空心鋼管由普通方形空心鋼管加工而成，其截面尺寸及長(zhǎng)度可視具體情況而定，具體可參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，鋼管側(cè)壁沿長(zhǎng)度方向交錯(cuò)開有小孔，小孔之間的間隔可自定，保持間隔均勻性，并且平行兩側(cè)面的小孔需完全對(duì)稱。小孔用于約束加強(qiáng)筋的焊接安裝。
約束加強(qiáng)筋由普通圓形空心鋼管切割而成，焊接安裝于方形空心鋼管中的小孔內(nèi)，從而使方形空心鋼管抗彎、抗扭特性增強(qiáng)，提高了靜態(tài)穩(wěn)定性。
阻尼體是在方形空心鋼管與約束加強(qiáng)筋安裝焊接完成后，由開口處澆注混凝土成型，由于阻尼體由混凝土材料構(gòu)成，混凝土材料具有很好的材料阻尼特性，因此能提高結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。另外，阻尼體與方形空心鋼管內(nèi)表面及約束加強(qiáng)筋外表面通過化學(xué)作用粘在一起，形成約束層界面，當(dāng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)，由于約束層界面兩側(cè)為兩種不同性質(zhì)的材料，使約束層界面產(chǎn)生剪切滑移，從而耗散振動(dòng)能量，提高了結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)-
本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、工藝性好、性價(jià)比好、靜態(tài)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用約束加強(qiáng)筋提高結(jié)構(gòu)的靜態(tài)穩(wěn)定性；注入混凝土做為阻尼體提高結(jié)構(gòu)阻尼，從而提高了結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性；阻尼體與方形空心鋼管內(nèi)壁及約束加強(qiáng)筋外壁形成約束層界面，約束層界面在振動(dòng)過程中產(chǎn)生剪切滑移，耗散振動(dòng)能量，從而提高結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性；約束加強(qiáng)筋焊接安裝后，其小孔可用于安裝其它輔助部件。與普通鋼管梁柱結(jié)構(gòu)相比，本實(shí)用新型具有很大的優(yōu)越性及推廣價(jià)值。


圖1為本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱的正視簡(jiǎn)圖
圖2為本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱的方形空心鋼管示意圖
圖3為本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱的約束加強(qiáng)筋示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說明，但不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
圖1為本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱的正視簡(jiǎn)圖，由圖可知，本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱包括三個(gè)部分方形空心鋼管l、阻尼體2和約束加強(qiáng)筋3。
圖2為本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱的方形空心鋼管1示意圖，方形空心鋼管1由標(biāo)準(zhǔn)方形空心型鋼加工而成，方形空心型鋼側(cè)壁開有間隔均布的小孔，小孔用于焊接安裝約束加強(qiáng)筋3。
圖3為本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱的約束加強(qiáng)筋的示意圖，約束加強(qiáng)筋3由標(biāo)準(zhǔn)空心圓形鋼管切割而成，約束加強(qiáng)筋3通過焊接方式安裝于方形
空心鋼管的小孔內(nèi)，從而提高結(jié)構(gòu)的靜態(tài)穩(wěn)定性。 '
本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱的具體實(shí)施方式
為將約束加強(qiáng)筋
3焊接安裝于方形空心鋼管1的小孔內(nèi)，通過時(shí)效處理消除焊接應(yīng)力，將混凝土從端口處注入，混凝土凝固后形成阻尼體2，阻尼體2與方形空心鋼管1內(nèi)表面及約束加強(qiáng)筋3外表面通過化學(xué)作用形成約束層界面，在結(jié)構(gòu)振動(dòng)過程中，阻尼體2耗散振動(dòng)能量，約束層界面因發(fā)生剪切滑移也耗散振動(dòng)能量，從而提高結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。
利用有限元分析軟件ansys對(duì)本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱與普通鋼管梁柱進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定性分析，分析結(jié)果表明，在相同邊界條件和受力條件下，本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱的靜態(tài)穩(wěn)定性明顯優(yōu)于普通鋼管梁柱，靜態(tài)位移量分別為4.28X 10—6m和5.197X 10_6m。
利用有限元分析軟件ansys對(duì)本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱與普通鋼管梁柱進(jìn)行基礎(chǔ)激勵(lì)作用下的隨機(jī)響應(yīng)分析，分析結(jié)果表明，在相同條件下，本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性明顯優(yōu)于普通鋼管梁柱，隨機(jī)位移響應(yīng)分別為0.227 X 10—7m禾B 0.448X 10—7m。
利用有限元分析軟件ansys對(duì)本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱與普
通鋼管梁柱在沖擊載荷作用下的時(shí)程分析，在相同條件下，本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)
筋的鋼管混凝土梁柱在沖擊激勵(lì)作用下恢復(fù)至穩(wěn)態(tài)的時(shí)間比普通鋼管梁柱短，分別
為L(zhǎng)2秒和4.5秒，因而具有更好的阻尼特性。
本實(shí)用新型帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱在相同條件下，具有比普通鋼管梁
柱更好的靜態(tài)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好、性價(jià)比好，以此結(jié)構(gòu)組
成的光學(xué)桁架結(jié)構(gòu)具有很好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，因此，本實(shí)用新型具有較高的推廣價(jià)值
和使用價(jià)值。
權(quán)利要求1、一種帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱，其特征在于該梁柱由方形空心鋼管(1)、阻尼體(2)和約束加強(qiáng)筋(3)組成，所述的方形空心鋼管(1)由普通方形空心鋼管加工而成，該方形空心鋼管(1)的兩對(duì)側(cè)壁上沿長(zhǎng)度方向均勻間隔地、交錯(cuò)地開設(shè)有相對(duì)的小孔，所述的約束加強(qiáng)筋(3)的兩端固定在所述的方形空心鋼管(1)的相對(duì)側(cè)壁的相對(duì)的小孔中，所述的阻尼體(2)是由澆注并凝固在所述的方形空心鋼管(1)和約束加強(qiáng)筋(3)之間的混凝土。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱，其特征在于所述的 約束加強(qiáng)筋(3)是由普通圓形空心鋼管。
專利摘要一種帶約束加強(qiáng)筋的鋼管混凝土梁柱，該梁柱結(jié)構(gòu)由方形空心鋼管、阻尼體和約束加強(qiáng)筋組成，所述的方形空心鋼管由普通方形空心鋼管加工而成，該鋼管的兩對(duì)側(cè)壁上沿長(zhǎng)度方向均勻間隔地、交錯(cuò)地開設(shè)有相對(duì)的小孔，所述的約束加強(qiáng)筋的兩端焊接在所述的方形空心鋼管的相對(duì)側(cè)壁的相對(duì)的小孔中，所述的阻尼體是由澆注并凝固在所述的方形空心鋼管和約束加強(qiáng)筋之間的混凝土構(gòu)成的。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性價(jià)比好和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，可以滿足精密光學(xué)調(diào)整元件的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性要求。
文檔編號(hào)E04C3/29GK201268917SQ20082015190
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月13日
發(fā)明者劉志剛, 濤 張, 朱健強(qiáng), 樊全堂, 蔡志堅(jiān), 黃宏彪 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所