一種桁架約束型防屈曲支撐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種桁架約束型防屈曲支撐，屬于結(jié)構(gòu)工程【技術(shù)領(lǐng)域】，由十字形內(nèi)核構(gòu)件和外圍約束構(gòu)件組成。十字內(nèi)核構(gòu)件由三塊平鋼板焊接而成，表面粘貼硬質(zhì)橡膠。外圍約束構(gòu)件由約束鋼管混凝土、兩根折曲形方鋼管及連接方鋼管構(gòu)成。折曲形方鋼管由兩根短直方鋼管和一根長直方鋼管焊接連接而成。兩根折曲形方鋼管放置在約束鋼管兩側(cè)對稱位置，中部較長區(qū)域內(nèi)與約束鋼管等距，在靠近構(gòu)件端頭處折曲并在端頭與約束鋼管焊接連接。連接方鋼管在構(gòu)件長度方向斜向成對布置，連接方鋼管兩端分別與折曲形方鋼管和約束鋼管焊接。本發(fā)明所提出的桁架約束型防屈曲支撐，適用于高層結(jié)構(gòu)中跨越多個樓層的超大噸位防屈曲支撐，構(gòu)件具有更為美觀的外型。
【專利說明】一種桁架約束型防屈曲支撐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種桁架約束型防屈曲支撐，屬于結(jié)構(gòu)工程【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]防屈曲支撐構(gòu)件作為一種新型結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不但可以用作建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件，而且可以在地震作用下表現(xiàn)出優(yōu)秀的消能減震性能。近年來，防屈曲支撐開始逐漸應(yīng)用于我國的一些大型建筑結(jié)構(gòu)當中，尤其在地震設(shè)防烈度較高的地區(qū)，能夠顯著提升建筑結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下的使用性能。
[0003]防屈曲支撐構(gòu)件通常由外圍約束構(gòu)件和內(nèi)核構(gòu)件兩部分組成。外圍約束構(gòu)件一般可分為以下三類:鋼筋混凝土外圍約束截面、鋼管混凝土組合外圍約束截面和全鋼外圍約束截面。受壓內(nèi)核構(gòu)件一般采用低屈服點、高延性的鋼材，并在內(nèi)核構(gòu)件表面粘貼硬質(zhì)橡膠，以防止防屈曲支撐構(gòu)件受力過程中內(nèi)核與外圍約束構(gòu)件之間的硬接觸產(chǎn)生的構(gòu)件損傷；并且在外圍約束構(gòu)件與內(nèi)核構(gòu)件之間留有一定的間隙，以防止內(nèi)核構(gòu)件受壓發(fā)生橫向膨脹時被塞死。
[0004]由于防屈曲支撐構(gòu)件通過內(nèi)核屈服后的反復(fù)拉壓進行耗能，在通常采用的鋼管混凝土外圍約束防屈曲支撐中，為使外圍約束構(gòu)件對內(nèi)核產(chǎn)生足夠的約束，一般將外圍約束截面做得很大，尤其對于較大噸位的防屈曲支撐構(gòu)件。于是產(chǎn)生以下幾個缺點:(I)約束截面過大導(dǎo)致材料浪費嚴重；(2)約束構(gòu)件中混凝土體量大導(dǎo)致構(gòu)件整體自重過大，對防屈曲支撐構(gòu)件的整體運輸造成困難；(3)構(gòu)件尺寸過大可能占用過多的建筑空間，構(gòu)件外露時則可能影響建筑效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提出一種新型桁架約束型防屈曲支撐，適用于高層結(jié)構(gòu)中跨越多個樓層的超大噸位防屈曲支撐，在弱軸方向與高層結(jié)構(gòu)樓面板進行連接，利用高層結(jié)構(gòu)樓面板的面內(nèi)剛度，相當于對防屈曲支撐提供了多個面外支撐，減小了構(gòu)件的計算長度，增大了構(gòu)件在弱軸方向上的整體彈性屈曲荷載和約束比；在強軸方向上，通過折曲形方鋼管及連接方鋼管的設(shè)置，使得外圍約束截面充分展開，增大約束截面的抗彎剛度，使得約束構(gòu)件的截面尺寸顯著減小，構(gòu)件整體的自重下降，進而便于運輸；構(gòu)件具有更為美觀的外型，有利于建筑造型。
[0006]一種桁架約束型防屈曲支撐，含有十字內(nèi)核鋼板、約束鋼管、填充混凝土、硬質(zhì)橡膠，其特征在于，所述防屈曲支撐還包括折曲形方鋼管、連接方鋼管。
[0007]在上述防屈曲支撐中，所述十字內(nèi)核鋼板長度大于約束鋼管，由兩塊較窄的平鋼板與一塊較寬的平鋼板通過焊接組成；在十字內(nèi)核鋼板被約束鋼管及填充混凝土包裹的區(qū)域表面粘貼硬質(zhì)橡膠。
[0008]在上述防屈曲支撐中，所述約束鋼管可采用圓鋼管或方鋼管，其內(nèi)部澆注混凝土。
[0009]在上述防屈曲支撐中，所述折曲形方鋼管共兩根，均由兩根短直方鋼管和一根長直方鋼管焊接連接而成；兩根折曲形方鋼管放置在約束鋼管兩側(cè)對稱位置，中部較長區(qū)域內(nèi)與約束鋼管等距，在靠近構(gòu)件端頭處折曲并在端頭與約束鋼管焊接連接。
[0010]在上述防屈曲支撐中，所述連接方鋼管在構(gòu)件長度方向斜向成對布置，連接方鋼管兩端分別與折曲形方鋼管和約束鋼管焊接。
[0011]本發(fā)明提出的這種桁架約束型防屈曲支撐，在傳統(tǒng)鋼管混凝土外圍約束截面的基礎(chǔ)上增加了在其兩側(cè)對稱布置的折曲形方鋼管，在端頭處折曲形鋼管直接與約束鋼管焊接，在中部較長區(qū)域內(nèi)通過斜向成對布置的連接方鋼管與約束鋼管進行連接，適用于高層結(jié)構(gòu)中跨越多個樓層的超大噸位防屈曲支撐，在弱軸方向與高層結(jié)構(gòu)樓面板進行連接，具有以下優(yōu)點:(1)在弱軸方向上，利用高層結(jié)構(gòu)樓面板的面內(nèi)剛度，相當于對防屈曲支撐提供了多個面外支撐，減小了構(gòu)件的計算長度，增大了構(gòu)件在弱軸方向上的整體彈性屈曲荷載和約束比；(2)在強軸方向上，通過折曲形方鋼管及連接方鋼管的設(shè)置，使得外圍約束截面充分展開，增大約束截面的抗彎剛度，使得約束構(gòu)件的截面尺寸顯著減小，構(gòu)件整體的自重下降，進而便于運輸；(3)構(gòu)件具有更為美觀的外型，有利于建筑造型。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為桁架約束型防屈曲支撐的三維圖；
[0013]圖2為桁架約束型防屈曲支撐的正視圖；
[0014]圖3-1為桁架約束型防屈曲支撐的A-A剖面圖:約束鋼管為圓鋼管；
[0015]圖3-2為桁架約束型防屈曲支撐的A-A剖面圖:約束鋼管為方鋼管；
[0016]圖4為桁架約束型防屈曲支撐十字內(nèi)核鋼板組成圖；
[0017]圖5為桁架約束型防屈曲支撐折曲形方鋼管組成圖；
[0018]圖6為桁架約束型防屈曲支撐在高層結(jié)構(gòu)中的布置示意圖。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖1?6，詳細說明本專利的實施方式。
[0020]如圖1?5所示，一種桁架約束型防屈曲支撐構(gòu)件包括以下部件:
[0021 ] 1--十字內(nèi)核鋼板，其中包括1-1--窄平鋼板一 ；1-2--窄平鋼板二 ；
1_3--寬平鋼板;
[0022]2--填充混凝土 ；
[0023]3一一約束鋼管；
[0024]4——硬質(zhì)橡膠；
[0025]5一一折曲形方鋼管，其中包括5-1—一短直方鋼管一 ；5_2—一短直方鋼管二 ；5-3--長直方鋼管；
[0026]6——連接方鋼管。
[0027]如圖4所示，所述十字內(nèi)核鋼板I長度大于約束鋼(3，由兩塊較窄的平鋼板1-1，1-2與一塊較寬的平鋼板1-3通過焊接組成；如圖3所示，在十字內(nèi)核鋼板I被約束鋼管3及填充混凝土 2包裹的區(qū)域表面粘貼硬質(zhì)橡膠4 ;
[0028]所述約束鋼管3可采用圓鋼管或方鋼管，其內(nèi)部澆注混凝土 2 ;
[0029]如圖5所示，所述折曲形方鋼管5由兩根短直方鋼管5-1，5-2和一根長直方鋼管5-3焊接連接而成；
[0030]如圖1、2所示，所述折曲形方鋼管5共兩根，放置在約束鋼管3兩側(cè)對稱位置，中部較長區(qū)域內(nèi)與約束鋼管3等距，在靠近構(gòu)件端頭處折曲并在端頭與約束鋼管3焊接連接；所述連接方鋼管6在構(gòu)件長度方向斜向成對布置，連接方鋼管6兩端分別與折曲形方鋼管5和約束鋼管3焊接。
[0031]如圖6所示，桁架約束型防屈曲支撐應(yīng)用于高層結(jié)構(gòu)中，可采用“人”字形布置，構(gòu)件跨越多個樓層，弱軸方向與高層結(jié)構(gòu)樓面板相連，相當于若干個等間距的面外支撐。
【權(quán)利要求】
1.一種桁架約束型防屈曲支撐，含有十字內(nèi)核鋼板、約束鋼管、填充混凝土、硬質(zhì)橡膠，其特征在于，所述防屈曲支撐還包括折曲形方鋼管、連接方鋼管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防屈曲支撐，其特征在于，所述十字內(nèi)核鋼板長度大于約束鋼管，由兩塊較窄的平鋼板與一塊較寬的平鋼板通過焊接組成；在十字內(nèi)核鋼板被約束鋼管及填充混凝土包裹的區(qū)域表面粘貼硬質(zhì)橡膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防屈曲支撐，其特征在于，所述約束鋼管可采用圓鋼管或方鋼管，其內(nèi)部澆注混凝土。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防屈曲支撐，其特征在于，所述折曲形方鋼管共兩根，均由兩根短直方鋼管和一根長直方鋼管焊接連接而成；兩根折曲形方鋼管放置在約束鋼管兩側(cè)對稱位置，中部較長區(qū)域內(nèi)與約束鋼管等距，在靠近構(gòu)件端頭處折曲并在端頭與約束鋼管焊接連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防屈曲支撐，其特征在于，所述連接方鋼管在構(gòu)件長度方向斜向成對布置，連接方鋼管兩端分別與折曲形方鋼管和約束鋼管焊接。
【文檔編號】E04B1/98GK104499596SQ201410790802
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】郭彥林, 童精中, 姜子欽 申請人:清華大學(xué)