竹木填充屈曲約束支撐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種竹木填充屈曲約束支撐，包括金屬核心部件、竹木纖維填充部件和外圍約束部件；所述竹木纖維填充部件位于金屬核心部件和外圍約束部件之間，并將兩者隔離，從而避免形成電化學(xué)腐蝕。本發(fā)明金屬核心部件和外圍約束部件之間填充竹木纖維，竹木纖維填充部件位于金屬核心部件和外圍約束部件之間，并將兩者隔離從而避免形成化學(xué)腐蝕。竹木纖維構(gòu)件截面形式可根據(jù)金屬核心部件形式選用平板和矩形等，而采用竹木作為填充材料替代傳統(tǒng)混凝土，不僅質(zhì)量較輕，而且易于回收利用，符合環(huán)境保護要求。
【專利說明】竹木填充屈曲約束支撐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，涉及一種用于減小工程結(jié)構(gòu)地震災(zāi)害影響的屈曲約束支撐。
【背景技術(shù)】
[0002]屈曲約束支撐是一種利用金屬屈服滯回耗能的裝置，由于其性能穩(wěn)定、制作方便、成本低廉等優(yōu)點，近年來得到了廣泛的研究和應(yīng)用。
[0003]目前，我國在工程上普遍應(yīng)用的屈曲約束支撐根據(jù)約束部件主要分為兩種:①內(nèi)填混凝土或砂漿鋼管約束部件；②由型鋼制作的全鋼約束部件。約束部件不直接承受軸向荷載，在外壓力作用下可以抑制核心部件的低階屈曲，核心部件在拉力和壓力作用下全截面屈服，屈曲約束支撐滯回曲線飽滿。
[0004]但是如果采用鋁合金作為核心部件時，上述屈曲約束支撐的方案存在如下問題:①鋁合金核心部件和外圍約束部件之間可能發(fā)生電化學(xué)腐蝕的問題，如鋁合金與鋼接觸腐蝕，或者鋁合金與混凝土在潮濕環(huán)境下的接觸腐蝕，嚴重影響了屈曲約束支撐的使用性能和壽命。②當屈曲約束支撐較長時，內(nèi)填混凝土或砂漿鋼管作為約束部件自重較大，特別是當屈曲約束支撐應(yīng)用于大型結(jié)構(gòu)時，其約束部件的整體抗彎能力需求會隨著跨度增大而提高，導(dǎo)致約束部件截面尺寸和內(nèi)填混凝土或砂漿用量增加，不利于施工中的安裝與拆卸。③在地震后屈曲約束支撐如需更換，其內(nèi)填的混凝土或砂漿將形成建筑垃圾，無法重復(fù)利用，不利于環(huán)境保護。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決屈曲約束支撐金屬核心部件與外圍約束部件之間可能產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕、內(nèi)填混凝土鋼管約束部件自重大、混凝土無法重復(fù)利用不利于環(huán)境保護等問題，提供了一種竹木填充屈曲約束支撐。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種竹木填充屈曲約束支撐,包括金屬核心部件、竹木纖維填充部件和外圍約束部件；所述竹木纖維填充部件位于金屬核心部件和外圍約束部件之間，并將兩者隔離，從而避免形成電化學(xué)腐蝕。
[0007]作為優(yōu)選，所述金屬核心部件可以是一字形或十字形或工字形或T字形。
[0008]作為優(yōu)選，所述金屬核心部件采用一字形構(gòu)件，外圍約束部件為外圍約束平板，竹木纖維填充部件包括填充平板和填充板條；
[0009]所述金屬核心部件設(shè)置在兩塊填充平板之間，填充平板的寬度大于金屬核心部件一字形構(gòu)件的寬度，兩塊填充平板之間的空隙設(shè)置有填充板條；所述填充平板、填充板條與一字形構(gòu)件表面緊靠，并留有間隙；所述外圍約束平板緊貼在填充平板的外側(cè)，并由螺栓穿過外圍約束平板、填充平板、填充板條對拉固接形成約束。
[0010]作為優(yōu)選，所述金屬核心部件采用十字形構(gòu)件，竹木纖維填充部件包括填充體和填充板條；[0011]所述金屬核心部件十字形構(gòu)件的四個角分別設(shè)置有四塊填充體，每個填充體的寬度均大于相鄰十字形構(gòu)件的長度，四個填充體之間空隙設(shè)置有填充板條；所述填充體、填充板條與十字形構(gòu)件表面緊靠，并留有間隙；所述外圍約束部件緊貼在填充體和填充板條的外圍；外圍約束部件采用鋼板和槽鋼通過螺栓對拉固接形成箱型約束結(jié)構(gòu)，或采用鋼板之間焊接形成箱型約束結(jié)構(gòu)。
[0012]作為優(yōu)選，所述金屬核心部件采用T字形構(gòu)件，竹木纖維填充部件包括填充體和填充板條；
[0013]所述金屬核心部件T字形構(gòu)件的兩個角和一個外側(cè)面分別設(shè)置有三塊填充體，每個填充體的寬度均大于相鄰T字形構(gòu)件的長度，三個填充體之間空隙設(shè)置有填充板條；所述填充體、填充板條與T字形構(gòu)件表面緊靠，并留有間隙；所述外圍約束部件緊貼在填充體和填充板條的外圍；外圍約束部件采用鋼板和槽鋼通過螺栓對拉固接形成箱型約束結(jié)構(gòu)，或采用鋼板之間焊接形成箱型約束結(jié)構(gòu)。
[0014]本發(fā)明竹木纖維填充部件位于金屬核心部件和外圍約束構(gòu)件形成的空白區(qū)域內(nèi)，表面緊靠并留有微小空隙，外圍約束部件可采用鋼板或型鋼及其組合。
[0015]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]1.竹木纖維填充構(gòu)件將金屬核心部件和外圍約束部件隔離，避免了兩者之間可能存在的電化學(xué)腐蝕，如當采用鋁合金核心部件和鋼外圍約束部件時鋁合金核心板的腐蝕以及鋁合金與混凝土在潮濕環(huán)境下的接觸腐蝕，提高了屈曲約束支撐的使用性能和耐久性，使其可應(yīng)用于易腐蝕環(huán)境中。
[0017]2.竹木填充屈曲約束支撐采用竹木纖維填充構(gòu)件代替?zhèn)鹘y(tǒng)套管混凝土屈曲約束支撐的填充物混凝土，且可以使用低密度的鋁合金核心板代替鋼核心板，有效減輕了屈曲約束支撐的重量，實現(xiàn)屈曲約束支撐的輕量化，方便實際工程尤其是大型結(jié)構(gòu)工程施工中屈曲約束支撐的安裝與拆卸。
[0018]3.竹木纖維填充構(gòu)件使得外圍約束構(gòu)件橫截面慣性矩增大，從而增大了外圍約束構(gòu)件的抗彎剛度，提高了外圍約束構(gòu)件約束核心板屈曲的能力，從而提升了屈曲約束支撐的使用性能。
[0019]4.竹木纖維填充構(gòu)件作為有機材料，在屈曲約束支撐使用拆卸過后可以重復(fù)利用，與傳統(tǒng)屈曲約束支撐使用混凝土或砂漿作為填充物相比更符合環(huán)保要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例1結(jié)構(gòu)分解示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實施例1結(jié)構(gòu)組裝示意圖；
[0022]圖3為圖2的A-A剖面圖；
[0023]圖4為本發(fā)明實施例2結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為圖4的A-A剖面圖；
[0025]圖6為本發(fā)明實施例3結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7為圖6的A-A剖面圖；
[0027]圖8為實施例4橫截面圖?！揪唧w實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
[0029]實施例1
[0030]如圖1-3所示，一種竹木填充屈曲約束支撐，包括金屬核心部件1、竹木纖維填充部件和外圍約束部件；
[0031]所述金屬核心部件I采用一字形構(gòu)件,外圍約束部件為外圍約束平板2，竹木纖維填充部件包括填充平板3-1和填充板條3-2 ；
[0032]所述金屬核心部件I設(shè)置在兩塊填充平板3-1之間，填充平板3-1的寬度大于金屬核心部件I 一字形構(gòu)件的寬度，兩塊填充平板3-1之間的空隙設(shè)置有填充板條3-2 ;所述填充平板3-1、填充板條3-2與一字形構(gòu)件表面緊靠，并留有間隙；所述外圍約束平板2緊貼在填充平板3-1的外側(cè)，并由螺栓4穿過外圍約束平板2、填充平板3-1、填充板條3-2對拉固接形成約束。
[0033]實施例2
[0034]如圖4-5所示，一種竹木填充屈曲約束支撐，包括金屬核心部件1、竹木纖維填充部件和外圍約束部件；
[0035]所述金屬核心部件I采用十字形構(gòu)件，竹木纖維填充部件包括填充體3-3和填充板條3-2 ；
[0036]所述金屬核心部件I十字形構(gòu)件的四個角分別設(shè)置有四塊填充體3-3，每個填充體3-3的寬度均大于相鄰十字形構(gòu)件的長度，四個填充體3-3之間空隙設(shè)置有填充板條3-2 ;所述填充體3-3、填充板條3-2與十字形構(gòu)件表面緊靠，并留有間隙；所述外圍約束部件緊貼在填充體3-3和填充板條3-2的外圍；外圍約束部件采用鋼板2-1和槽鋼2-2通過螺栓4對拉固接形成箱型約束結(jié)構(gòu)。
[0037]實施例3
[0038]如圖6-7所示:本實施例與實施例2其余部分相同，不同之處在于:所述外圍約束部件采用鋼板2-1之間焊接形成箱型約束結(jié)構(gòu)。
[0039]實施例4
[0040]如圖8所示:一種竹木填充屈曲約束支撐,包括金屬核心部件I,竹木纖維填充部件和外圍約束部件；
[0041]所述金屬核心部件I采用T字形構(gòu)件，竹木纖維填充部件包括填充體3-3和填充板條3-2 ；
[0042]所述金屬核心部件T字形構(gòu)件的兩個角和一個外側(cè)面分別設(shè)置有三塊填充體3-3，每個填充體3-3的寬度均大于相鄰T字形構(gòu)件的長度，三個填充體3-3之間空隙設(shè)置有填充板條3-2 ;所述填充體3-3、填充板條3-2與T字形構(gòu)件表面緊靠，并留有間隙；所述外圍約束部件緊貼在填充體3-3和填充板條3-2的外圍；外圍約束部件采用鋼板2-1之間焊接形成箱型約束結(jié)構(gòu)。
[0043]應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種竹木填充屈曲約束支撐，其特征在于:包括金屬核心部件、竹木纖維填充部件和外圍約束部件；所述竹木纖維填充部件位于金屬核心部件和外圍約束部件之間，并將兩者隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹木填充屈曲約束支撐，其特征在于:所述金屬核心部件是一字形或十字形或工字形或T字形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的竹木填充屈曲約束支撐，其特征在于:所述金屬核心部件采用一字形構(gòu)件，外圍約束部件為外圍約束平板，竹木纖維填充部件包括填充平板和填充板條; 所述金屬核心部件設(shè)置在兩塊填充平板之間，填充平板的寬度大于金屬核心部件一字形構(gòu)件的寬度，兩塊填充平板之間的空隙設(shè)置有填充板條；所述填充平板、填充板條與一字形構(gòu)件表面緊靠，并留有間隙；所述外圍約束平板緊貼在填充平板的外側(cè)，并由螺栓穿過外圍約束平板、填充平板、填充板條對拉固接形成約束。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的竹木填充屈曲約束支撐，其特征在于:所述金屬核心部件采用十字形構(gòu)件，竹木纖維填充部件包括填充體和填充板條； 所述金屬核心部件十字形構(gòu)件的四個角分別設(shè)置有四塊填充體，每個填充體的寬度均大于相鄰十字形構(gòu)件的長度，四個填充體之間空隙設(shè)置有填充板條；所述填充體、填充板條與十字形構(gòu)件表面緊靠，并留有間隙；所述外圍約束部件緊貼在填充體和填充板條的外圍；外圍約束部件采用鋼板和槽鋼通過螺栓對拉固接形成箱型約束結(jié)構(gòu)，或采用鋼板之間焊接形成箱型約束結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的竹木填充屈曲約束支撐，其特征在于:所述金屬核心部件采用T字形構(gòu)件，竹木纖維填充部件包括填充體和填充板條； 所述金屬核心部件T字形構(gòu)件的兩個角和一個外側(cè)面分別設(shè)置有三塊填充體，每個填充體的寬度均大于相鄰T字形構(gòu)件的長度，三個填充體之間空隙設(shè)置有填充板條；所述填充體、填充板條與T字形構(gòu)件表面緊靠，并留有間隙；所述外圍約束部件緊貼在填充體和填充板條的外圍；外圍約束部件采用鋼板和槽鋼通過螺栓對拉固接形成箱型約束結(jié)構(gòu)，或采用鋼板之間焊接形成箱型約束結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】E04B1/98GK103981975SQ201410199273
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】王春林, 吳瑞堯, 李晴, 呂清芳, 杜洋 申請人:東南大學(xué)