專利名稱：混凝土填充的頸部加強防屈曲支撐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于結構工程抗震技術領域，涉及一種混凝土填充的防屈曲支撐。
背景技術：
地震災害對人們的生命安全造成了極大的影響，而這些災害主要是由于地震過程中建筑結構發(fā)生過大的變形損壞或倒塌引起的。為了控制建筑結構特別是高層建筑結構在風荷載和地震荷載下的動力響應，經常采用一些機械裝置耗散風振和地震作用引入的能量，從而達到保護主要承重構件的目的，這就是結構控制的概念。目前，結構控制的研究和應用方向王要分為被動控制、半王動控制、王動控制和混合控制幾種。其中，被動控制技術因其構造簡單可靠、耗能性能穩(wěn)定、價格低廉、維護方便而被廣泛應用于工程建設，或用于改善已有老舊建筑物的抗震或抗風性能之中?？蚣?防屈曲支撐體系作為一種近年來用于高層建筑抗側力體系的新型形式得到應用。防屈曲支撐的應用改善了傳統(tǒng)支撐體系受壓支撐屈曲后導致的整體抗側剛度不足的問題，同時防屈曲支撐也作為一種高效的耗能減震裝置，改善結構的整體滯回性能。防屈曲支撐主要由核心屈服構件、約束構件以及二者之間的無粘結材料或間隙組成。但是在實際應用中，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稱性，主要是由于外約束構件參與作用，導致核心屈服構件承載力上升；
(2)在核心屈服構件的頸部(無約束部分)容易發(fā)生局部屈曲，導致防屈曲支撐失效。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在解決防屈曲支撐在實際應用中存在的上述缺點，提出一種新型的混凝土填充的頸部加強防屈曲支撐。本發(fā)明安裝在結構中具有相對變形位置上，安裝時通過銷釘將構件與結構中的預埋構件連接，保持二力桿的受力形態(tài)。在受壓時采用頸部加強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。同時合理的無粘結作法保證了支撐在受壓時約束構件不參與作用，承載力保持拉壓對稱。本發(fā)明作為結構支撐構件和耗能元件安裝在結構中，在風荷載和小震作用下，保持彈性受力狀態(tài)，為結構提供足夠的抗側剛度，保證正常的使用狀態(tài)；在遭受超過設防烈度等級的地震作用時，本發(fā)明進入塑性工作狀態(tài)并耗散地震能量。另外，本發(fā)明結構簡單，現(xiàn)場安裝方便；提供了對稱的拉壓受力性能，不對節(jié)點產生設計以外的多余作用力，同時具備耗散地震作用和風荷載引入的振動能量，保護結構的主要構件；不出現(xiàn)局部屈曲失效，構件可靠度高。本發(fā)明的混凝土填充的頸部加強防屈曲支撐，包括有核心鋼管1，約束鋼管2，端頭3，頸部加強件一 4，頸部加強件二 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內外包裹薄鐵皮6起無粘結作用，頸部加強件一 4和頸部加強件二 5安裝在核心鋼管I的端部，使核心鋼管I不發(fā)生嚴重的局部屈曲變形。
依照本發(fā)明實施例所述，頸部加強件一 4為鋼管開十字形槽，槽口朝外安裝在約束鋼管2兩端的內側。依照本發(fā)明實施例所述，頸部加強件二 5為鋼管切割出十字形，與頸部加強件一 4咬合。依照本發(fā)明實施例所述，新型無粘結做法為在核心鋼管I內外均包裹薄鐵皮6，鐵皮與核心鋼管之間保持一定的間隙。依照本發(fā)明實施例所述，填充混凝土或砂漿7填充在核心鋼管I內以及核心鋼管I與約束鋼管2之間的空隙內。本發(fā)明的有益效果:結構簡單，現(xiàn)場安裝方便；提供了對稱的拉壓受力性能，不對節(jié)點產生設計以外的多余作用力，同時具備耗散地震作用和風荷載引入的振動能量，保護結構的主要構件；不出現(xiàn)局部屈曲失效，構件可靠度高。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明:圖1是本發(fā)明實施例一的整體示意圖。圖2是本發(fā)明實施例一去除約束構件的示意圖。圖3是本發(fā)明實施例一頸部和中部的剖面圖。圖4是本發(fā)明實施例一的端頭三視圖。圖5是本發(fā)明實施例一的頸部加強件一的示意圖。圖6是本發(fā)明實施例一的頸部加強件二的示意圖。圖7是本發(fā)明實施例一的新型無粘結做法。圖8是本發(fā)明實施例二的中部剖面圖。圖9是本發(fā)明實施例二的頸部加強件一的示意圖。圖10是本發(fā)明實施例二的頸部加強件二的示意圖。圖中1.核心鋼管，2.約束鋼管，3.端頭，4.頸部加強件一，5.頸部加強件二，6.薄鐵皮，7.填充混凝土或砂漿，8.核心鋼管，9.約束鋼管。
(五)具體實施方法實施例一圖1是本實施例的整體結構示意圖。本實施例由核心鋼管1，約束鋼管2，端頭3，頸部加強件一 4，頸部加強件二 5，薄鐵皮6，填充混凝土或砂漿7組成。組裝時，先在核心鋼管I上涂抹無粘結材料或是貼內壁裹上一層薄鐵皮6，然后填充內部混凝土或砂漿，填充時在兩端留出一定富余，保證核心鋼管壓縮時內部混凝土或砂漿不會參與工作。安裝一端的頸部加強件二 5和端頭3，套上相應的頸部加強件一 4和約束鋼管2，安裝另一端的頸部加強件一 4、頸部加強件二 5、端頭3。最后通過在約束鋼管2上預留的開孔對約束鋼管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，用于和結構上的預留構件進行銷釘連接，保證支撐的二力桿受力形態(tài)。
圖5和圖6是端部加強件一 4和端部加強件二 5的示意圖。二者由同一種鋼管切割而成，二者能夠進行咬合。圖7是本發(fā)明提出的一種新型的無粘結做法，由內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。實施例二圖8是本發(fā)明的實施例二的中部剖面圖。它與實施例一的區(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為實施例二的頸部加強件示意圖，其截面與方鋼管配合也做成方形。其他結構與實施例一基本相同。
權利要求
1.一種混凝土填充的頸部加強防屈曲支撐，包括有核心鋼管(I)，約束鋼管(2)，端頭(3)，頸部加強件一(4)，頸部加強件二(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)內外包裹薄鐵皮(6)起無粘結作用，其特征在于頸部加強件一(4)和頸部加強件二(5)安裝在核心鋼管(I)的端部，使核心鋼管(I)不發(fā)生嚴重的局部屈曲變形。
2.根據(jù)權利要求1所述的混凝土填充的頸部加強防屈曲支撐，其特征在于，頸部加強件一(4)為鋼管開十字形槽，槽口朝外安裝在約束鋼管(2)兩端的內側。
3.根據(jù)權利要求1-2所述的混凝土填充的頸部加強防屈曲支撐，其特征在于，頸部加強件二(5)為鋼管切割出十字形，與頸部加強件一(4)咬合。
4.根據(jù)權利要求1-3所述的混凝土填充的頸部加強防屈曲支撐，其特征在于，新型無粘結做法為在核心鋼管(I)的內外兩側均包裹薄鐵皮￠)，鐵皮與核心鋼管之間保持一定的間隙。
5.根據(jù)權利要求1-4所述的混凝土填充的頸部加強防屈曲支撐，其特征在于，填充混凝土或砂漿(7)填充在核心鋼管⑴內 以及核心鋼管⑴與約束鋼管⑵之間的空隙內。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混凝土填充的頸部加強鋼管防屈曲支撐，作為建筑結構的抗側力構件，用于建筑結構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、頸部加強件、無粘結材料以及填充混凝土或砂漿組成。頸部加強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，提高構件的可靠性。新的無粘結做法保證了支撐在拉壓狀態(tài)下出力的對稱性，保證了結構的承重構件在遭受強烈地震作用下不受到額外力的作用，提高了整體結構的安全性。
文檔編號E04B1/98GK103088935SQ201310051579
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月17日 優(yōu)先權日2013年2月17日
發(fā)明者王兆榮, 王濤, 雷遠德, 滕睿 申請人:王兆榮, 王濤, 雷遠德, 滕睿