既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及了防屈曲支撐裝置，特別是一種既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀90年代以前，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震方法是通過主體結(jié)構(gòu)局部屈服耗散地震能量，如梁鉸機制等，這種抗震耗能方式導(dǎo)致結(jié)構(gòu)主體破壞，嚴重增加了震后修復(fù)難度和成本，不利于結(jié)構(gòu)的震后修復(fù)。自日本阪神地震與美國北嶺地震后，防屈曲支撐作為一種性能優(yōu)越的消能減震構(gòu)件，在日本、美國等多震的發(fā)達國家得到了快速的推廣應(yīng)用，在我國的研究也處于發(fā)展階段。防屈曲支撐通過在核心部件外包裹約束部件來限制核心部件的彎曲變形，由核心部件拉壓塑性變形耗散地震能量，在小震作用下相當(dāng)于普通的中心支撐，給結(jié)構(gòu)提供足夠的側(cè)向剛度，在中等和較大地震作用下相當(dāng)于金屬阻尼器而耗散能量，如此既提高了結(jié)構(gòu)的延性又充分發(fā)揮了支撐的耗能作用，使主體結(jié)構(gòu)在地震作用下不會破壞或者破壞較小，是一種較為理想的抗震耗能方式。
[0003]目前，防屈曲支撐的截面種類按照外圍約束部件以及組合情況可以分為三類:鋼筋混凝土外圍約束截面，鋼與混凝土組合外圍約束截面和全鋼外圍約束截面。采用鋼筋混凝土外圍約束截面或鋼與混凝土組合外圍約束截面，其存在的問題有:(1)構(gòu)件制作精度要求高，導(dǎo)致制作費用增加，特別在澆注混凝土?xí)r，很難保證內(nèi)核構(gòu)件與外圍約束構(gòu)件之間的預(yù)留間隙滿足精度方面的要求；(2)澆注混凝土等濕作業(yè)給構(gòu)件制作與施工帶來了影響，其精度控制難度大；(3)涂裝在內(nèi)核構(gòu)件表面的隔離材料多采用環(huán)氧樹脂，品種單一，其耐久性差，易于從內(nèi)核表面脫離。對于約束部件精度要求較高的防屈曲支撐，一般采用全鋼外圍約束截面。
[0004]防屈曲支撐的核心受力部件一般是由屈服點較低的鋼材制成，截面形式有一字型、十字型和圓管型截面等。
[0005]現(xiàn)階段，采用圓管作為核心受力部件的防屈曲支撐，考慮到約束精度、自重和外觀的要求，一般也采用圓管作為約束部件，但這會影響到防屈曲支撐的加工和性能:
[0006]首先，防屈曲支撐核心部件和約束部件之間一般會預(yù)留一定的間隙，而間隙的大小是由構(gòu)件受壓膨脹等決定。然而，對于圓管作為約束部件的防屈曲支撐，市場上現(xiàn)有的圓鋼管很難滿足核心受力管和約束管之間良好匹配關(guān)系，如果定制鋼管，則代價會更大。
[0007]其次，作為軸向受壓的核心受力圓管，不僅會有因軸向壓縮而產(chǎn)生的壓應(yīng)變，還有因扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的剪應(yīng)變，約束圓管不能抑制核心受力圓管的扭轉(zhuǎn)變形，而剪應(yīng)變的存在將導(dǎo)致核心受力部件局部應(yīng)變增大，降低防屈曲支撐的疲勞性能。
[0008]此外，采用雙重、三重圓管防屈曲支撐與主體結(jié)構(gòu)的連接方式，一般在核心管端部焊接一塊端板，通過端板與主體結(jié)構(gòu)相連，連接方式較為單一。
[0009]而現(xiàn)有的防屈曲支撐裝置，重量大，其變形不能自動恢復(fù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本實用新型的發(fā)明目的是克服現(xiàn)有問題，而提供一種既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置。
[0011]為了完成本實用新型的實用新型目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0012]本實用新型的一種既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置，它包括??方形外管、十字架、擋板和端板，其中:所述十字架為記憶合金，十字架裝在方形外管內(nèi)并從方形外管伸出，十字架與方形外管的對角線重合，十字架的兩端穿過擋板并固定在端板上，擋板固定在方形外管的兩端，在方形外管、十字架和兩個擋板所圍成的空間內(nèi)充有填充物，端板徑向?qū)挾却笥诜叫瓮夤艿闹睆剑?br>[0013]本實用新型的一種既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置，其中:所述方形外管為FRP材料的管子；
[0014]本實用新型的一種既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置，其中:所述FRP材料為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維或芳綸纖維；
[0015]本實用新型的一種既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置，其中:所述方形外管的橫截面形狀為圓形或正方形或長方形；
[0016]本實用新型的一種既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置，其中:所述端板為十字形鋼板，十字架通過焊接固定在端板上，端板上有連接孔；
[0017]本實用新型的一種既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置，其中:所述擋板通過螺釘固定在方形外管的兩端；
[0018]本實用新型的一種既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置，其中:所述填充物為EPS材料；
[0019]本實用新型的一種既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置，其中:所述EPS材料為聚乙烯泡沫材料。
[0020]本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0021]1、當(dāng)支撐受到軸向壓力的時候，在方形外管發(fā)生微小扭轉(zhuǎn)后，記憶十字架限制了方形外管的進一步扭轉(zhuǎn)，避免了方形外管由于嚴重的扭轉(zhuǎn)引起過大的剪應(yīng)變導(dǎo)致局部應(yīng)變過大，變形可以自動恢復(fù)，支撐的疲勞性能降低。
[0022]2、端板布置在端部，讓防屈曲支撐與主體結(jié)構(gòu)的連接方式可以靈活多變，方便設(shè)
i+o
[0023]3、所有鋼部件均可在工廠制作，加工精度更易控制。
[0024]4、方形外管為FRP材料，填充物為聚乙烯泡沫的EPS材料，減少了支撐裝置的重量。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型的既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置的局部剖面示意圖，其中方形外管外部的端板和十字架沒有剖開；
[0026]圖2為圖1A-A處尚]面不意圖；
[0027]圖3為擋板的側(cè)向示意圖；
[0028]圖4為圖1B-B處側(cè)向剖面示意圖；
[0029]在圖1至圖4中，標號1為方形外管；標號2為十字架；標號3為擋板；標號4為填充物；標號5為端板，標號6為連接孔。
【具體實施方式】
[0030]如圖1至圖4所示，本實用新型的一種既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置包括:方形外管1、十字架2、擋板3和端板5，方形外管1為FRP材料的管子，F(xiàn)RP材料為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維或芳綸纖維。十字架2為記憶合金，十字架2裝在方形外管1內(nèi)并從方形外管1伸出，十字架2與方形外管1的對角線重合，端板5為十字形鋼板，端板5上有連接孔6。十字架2的兩端穿過擋板3并焊接在端板5上，擋板3通過螺釘固定在方形外管1的兩端。在方形外管1、十字架2和兩個擋板3所圍成的空間內(nèi)充有填充物4，填充物4為聚乙烯泡沫的EPS材料，端板5的徑向?qū)挾却笥诜叫瓮夤?的直徑。
[0031]上述實施方式說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本實用新型的精神及范疇下，可以對上述實施方式進行任何修飾與改變。因此，本實用新型的權(quán)利保護范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
【主權(quán)項】
1.一種既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置，它包括:方形外管(1)、十字架(2)、擋板(3)和端板(5)，其特征在于:所述十字架(2)為記憶合金，十字架(2)裝在方形外管(1)的內(nèi)并從方形外管(1)伸出，十字架(2)與方形外管(1)的對角線重合，十字架(2)的兩端穿過擋板(3)并固定在端板(5)上，擋板(3)固定在方形外管(1)的兩端，在方形外管(1)、十字架(2)和兩個擋板(3)所圍成的空間內(nèi)充有填充物(4)，端板(5)徑向?qū)挾却笥诜叫瓮夤?1)的直徑。2.如權(quán)利要求1所述的既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置，其特征在于:所述方形外管(1)為FRP材料的管子。3.如權(quán)利要求2所述的既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置，其特征在于:所述FRP材料為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維或芳綸纖維。4.如權(quán)利要求3所述的既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置，其特征在于:所述端板(5)為十字形鋼板，十字架(2)通過焊接固定在端板(5)上，端板(5)上有連接孔⑶。5.如權(quán)利要求4所述的既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置，其特征在于:所述擋板(3)通過螺釘固定在方形外管(1)的兩端。6.如權(quán)利要求5所述的既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置，其特征在于:所述填充物⑷為EPS材料。
【專利摘要】本實用新型涉及一種既有空間結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)可恢復(fù)防屈曲方形支撐裝置，它包括：方形外管(1)、十字架(2)、擋板(3)和端板(5)，十字架(2)為記憶合金，十字架(2)裝在方形外管(1)內(nèi)并從方形外管(1)伸出，十字架(2)與方形外管(1)的對角線重合，十字架(2)的兩端穿過擋板(3)并固定在端板(5)上，擋板(3)固定在方形外管(1)的兩端，在方形外管(1)、十字架(2)和兩個擋板(3)所圍成的空間內(nèi)充有填充物(4),端板(5)的徑向?qū)挾却笥诜叫瓮夤?1)的直徑，方形外管為FRP材料，填充物為聚乙烯泡沫的EPS材料，減少了支撐裝置的重量。
【IPC分類】E04B1/98
【公開號】CN205100385
【申請?zhí)枴緾N201520522738
【發(fā)明人】劉德軍, 曾濱, 許慶
【申請人】中冶建筑研究總院有限公司, 中國京冶工程技術(shù)有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年7月17日