專利名稱：帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋼管梁柱，特別是一種帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱，具有很高的結構穩定性，結構簡單，成本低，可廣泛應用于對穩定性要求高的桁架結構。
背景技術：
鋼管梁柱結構主要應用于建筑、橋梁等大型桁架結構中，主要用于各種桁架結構主體框架的構成，組成的桁架結構主要作為支撐平臺，實現特有的支撐功能。隨著科學技術的不斷發展，對支撐桁架結構的技術要求也不斷提高，尤其是用于支撐精密光學調整元件的支撐桁架結構，不但要滿足傳統的靜態穩定性要求，還要滿足動態穩定性要求，如在隨機基礎激勵作用下的動態響應大小，沖擊載荷作用后恢復至穩態的時間長短等。而作為桁架結構主要組成部件的鋼管梁柱結構，其動態穩定性直接影響桁架結構的動態穩定性，從而決定精密光學調整元件的動態穩定性。而傳統的鋼管梁柱結構組成的桁架結構主要考慮的是功能實現和靜態穩定性要求，對動態穩定性考慮較少，因此，設計一種動態穩定性好、結構簡單和性價比好的鋼管梁柱結構是很有必要的，以滿足精密光學調整元件的動態穩定性要求。
發明內容
本實用新型的目的是，為解決傳統鋼管梁柱結構組成的桁架結構較少考慮動態穩定性的技術缺陷，提供一種帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱，該鋼管梁柱應具有的結構簡單、性價比好和動態穩定性好的特點，可以滿足精密光學調整元件的動態穩定性要求。
為實現上述目的，本實用新型的技術解決方案如下
一種帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱，其特點是該梁柱結構由方形空心鋼管、阻尼體和約束加強筋組成，所述的方形空心鋼管由普通方形空心鋼管加工而成，該鋼管的兩對側壁上沿長度方向均勻間隔地、交錯地開設有相對的小孔，所述的約束加強筋的兩端固定在所述的方形空心鋼管的相對側壁的相對的小孔中，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筋之間的混凝土。
3所述的約束加強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，其截面尺寸及長度可視具體情況而定，具體可參照機械設計手冊，鋼管側壁沿長度方向交錯開有小孔，小孔之間的間隔可自定，保持間隔均勻性，并且平行兩側面的小孔需完全對稱。小孔用于約束加強筋的焊接安裝。
約束加強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，從而使方形空心鋼管抗彎、抗扭特性增強，提高了靜態穩定性。
阻尼體是在方形空心鋼管與約束加強筋安裝焊接完成后，由開口處澆注混凝土成型，由于阻尼體由混凝土材料構成，混凝土材料具有很好的材料阻尼特性，因此能提高結構的動態穩定性。另外，阻尼體與方形空心鋼管內表面及約束加強筋外表面通過化學作用粘在一起，形成約束層界面，當結構振動時，由于約束層界面兩側為兩種不同性質的材料，使約束層界面產生剪切滑移，從而耗散振動能量，提高了結構的動態穩定性。
本實用新型的優點-
本實用新型帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱具有結構簡單、緊湊、工藝性好、性價比好、靜態穩定性和動態穩定性好等優點。應用約束加強筋提高結構的靜態穩定性；注入混凝土做為阻尼體提高結構阻尼，從而提高了結構的動態穩定性；阻尼體與方形空心鋼管內壁及約束加強筋外壁形成約束層界面，約束層界面在振動過程中產生剪切滑移，耗散振動能量，從而提高結構動態穩定性；約束加強筋焊接安裝后，其小孔可用于安裝其它輔助部件。與普通鋼管梁柱結構相比，本實用新型具有很大的優越性及推廣價值。
圖1為本實用新型帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱的正視簡圖
圖2為本實用新型帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱的方形空心鋼管示意圖
圖3為本實用新型帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱的約束加強筋示意圖
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作詳細說明，但不應以此限制本實用新型的保護范圍。
圖1為本實用新型帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱的正視簡圖，由圖可知，本實用新型帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱包括三個部分方形空心鋼管l、阻尼體2和約束加強筋3。
圖2為本實用新型帶約束加強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由標準方形空心型鋼加工而成，方形空心型鋼側壁開有間隔均布的小孔，小孔用于焊接安裝約束加強筋3。
圖3為本實用新型帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱的約束加強筋的示意圖，約束加強筋3由標準空心圓形鋼管切割而成，約束加強筋3通過焊接方式安裝于方形
空心鋼管的小孔內，從而提高結構的靜態穩定性。 '
本實用新型帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱的具體實施方式
為將約束加強筋
3焊接安裝于方形空心鋼管1的小孔內，通過時效處理消除焊接應力，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內表面及約束加強筋3外表面通過化學作用形成約束層界面，在結構振動過程中，阻尼體2耗散振動能量，約束層界面因發生剪切滑移也耗散振動能量，從而提高結構的動態穩定性。
利用有限元分析軟件ansys對本實用新型帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱與普通鋼管梁柱進行靜態穩定性分析，分析結果表明，在相同邊界條件和受力條件下，本實用新型帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱的靜態穩定性明顯優于普通鋼管梁柱，靜態位移量分別為4.28X 10—6m和5.197X 10_6m。
利用有限元分析軟件ansys對本實用新型帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱與普通鋼管梁柱進行基礎激勵作用下的隨機響應分析，分析結果表明，在相同條件下，本實用新型帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱的動態穩定性明顯優于普通鋼管梁柱，隨機位移響應分別為0.227 X 10—7m禾B 0.448X 10—7m。
利用有限元分析軟件ansys對本實用新型帶約束加強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程分析，在相同條件下，本實用新型帶約束加強
筋的鋼管混凝土梁柱在沖擊激勵作用下恢復至穩態的時間比普通鋼管梁柱短，分別
為L2秒和4.5秒，因而具有更好的阻尼特性。
本實用新型帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱在相同條件下，具有比普通鋼管梁
柱更好的靜態穩定性和動態穩定性，結構簡單、工藝性好、性價比好，以此結構組
成的光學桁架結構具有很好的結構穩定性，因此，本實用新型具有較高的推廣價值
和使用價值。
權利要求1、一種帶約束加強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)的兩對側壁上沿長度方向均勻間隔地、交錯地開設有相對的小孔，所述的約束加強筋(3)的兩端固定在所述的方形空心鋼管(1)的相對側壁的相對的小孔中，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)和約束加強筋(3)之間的混凝土。
2、 根據權利要求1所述的帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱，其特征在于所述的 約束加強筋(3)是由普通圓形空心鋼管。
專利摘要一種帶約束加強筋的鋼管混凝土梁柱，該梁柱結構由方形空心鋼管、阻尼體和約束加強筋組成，所述的方形空心鋼管由普通方形空心鋼管加工而成，該鋼管的兩對側壁上沿長度方向均勻間隔地、交錯地開設有相對的小孔，所述的約束加強筋的兩端焊接在所述的方形空心鋼管的相對側壁的相對的小孔中，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筋之間的混凝土構成的。本實用新型具有結構簡單、性價比好和動態穩定性好的特點，可以滿足精密光學調整元件的動態穩定性要求。
文檔編號E04C3/29GK201268917SQ20082015190
公開日2009年7月8日 申請日期2008年8月13日 優先權日2008年8月13日
發明者劉志剛, 濤 張, 朱健強, 樊全堂, 蔡志堅, 黃宏彪 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所