加勁套管混凝土屈曲約束支撐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種加勁套管混凝土屈曲約束支撐，包括核心部件、無黏結(jié)材料、加勁部件和約束部件；所述約束部件設(shè)置在核心部件外圍，約束部件由套管填充混凝土或砂漿組成；所述無黏結(jié)材料包裹在核心部件的表面；所述無黏結(jié)材料外表面上增設(shè)有加勁部件，加勁部件的平側(cè)面或翼緣外側(cè)面沿核心部件長度方向與無黏結(jié)材料表面緊貼，包裹核心部件的無黏結(jié)材料和貼緊的加勁部件一起放置于約束部件內(nèi)。本發(fā)明屈曲約束支撐構(gòu)件通過加勁部件，將核心板傳來的擠壓力由加勁部件或加勁部件和混凝土或砂漿塊組合來承擔(dān)，同時加勁部件能夠?qū)D壓力更均勻地傳遞到加勁部件另外一側(cè)更大面積的混凝土或砂漿塊面層上。
【專利說明】加勁套管混凝土屈曲約束支撐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，涉及用于減小工程結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的一種屈曲約束支撐。
【背景技術(shù)】
[0002]屈曲約束支撐是一種新型抗側(cè)力構(gòu)件，同時也是一種利用金屬屈服耗散地震能量的消能減震構(gòu)件，兼具普通支撐和金屬阻尼器雙重功能。在小震作用下，屈曲約束支撐的各個部分均保持彈性，與主體結(jié)構(gòu)共同組成整體抗側(cè)力體系，保證結(jié)構(gòu)的側(cè)移滿足要求。在中震或大震作用下，屈曲約束支撐核心板的部分截面在軸向拉力或壓力作用下能夠進(jìn)入屈月艮，形成核心板屈服段，利用核心板屈服段的金屬屈服耗散大部分地震能量，從而極大衰減主體結(jié)構(gòu)的振動反應(yīng)，達(dá)到保護(hù)主體結(jié)構(gòu)的目標(biāo)。因其具有性能穩(wěn)定、制作方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前，被廣泛研究和應(yīng)用的套管混凝土屈曲約束支撐主要由以下三部分構(gòu)成:承受軸心荷載的核心消能部件，防止核心部件產(chǎn)生整體或局部屈曲的側(cè)向約束部件以及減小摩擦阻力的無黏結(jié)材料。其中核心部件多為一塊一字形鋼板或由多塊一字形鋼板形成的組合截面形式，而側(cè)向約束部件則是由鋼管里填充混凝土或砂漿塊而成，無黏結(jié)材料包裹核心部件避免與砂漿層直接接觸。此種形式的屈曲約束支撐在軸向壓力作用時，核心部件會對與其接觸的混凝土或砂漿層產(chǎn)生很大的擠壓力，試驗(yàn)表明會造成混凝土或砂漿層的局部壓碎，從而引起核心部件局部屈曲過大，進(jìn)而嚴(yán)重影響屈曲約束支撐的性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)套管混凝土屈曲約束支撐在往復(fù)荷載作用下核心部件對約束部件的擠壓力全部直接由混凝土或砂漿承擔(dān)，混凝土或砂漿被壓碎而導(dǎo)致核心部件的局部屈曲過大而失效，進(jìn)而提出了一種利用加勁部件與混凝土或砂漿組合來約束核心部件的加勁套管混凝土屈曲約束支撐。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種加勁套管混凝土屈曲約束支撐，包括核心部件、無黏結(jié)材料、加勁部件和約束部件；
[0006]所述約束部件設(shè)置在核心部件外圍，約束部件由套管填充混凝土或砂漿組成；所述無黏結(jié)材料包裹在核心部件的表面；
[0007]所述無黏結(jié)材料外表面上增設(shè)有加勁部件，加勁部件的平側(cè)面或翼緣外側(cè)面沿核心部件長度方向與包裹有無黏結(jié)材料的核心部件外表面緊貼，加勁部件的長度大于核心板屈服段長度，無黏結(jié)材料和加勁部件一起放置于約束部件內(nèi)。
[0008]作為優(yōu)選，所述約束部件的套管截面是方形、矩形、多邊形或圓形。
[0009]作為優(yōu)選，所述核心部件的截面是一字形、十字形、T字形或工字形。
[0010]作為優(yōu)選，所述加勁部件為平板，平板寬度為一字形核心部件寬度或T字形與工字形翼緣寬度的0.5?I倍。[0011]作為優(yōu)選，所述加勁部件為槽形件，槽形件的一邊或兩邊或三邊與包裹核心部件的無黏結(jié)材料表面緊貼。
[0012]作為優(yōu)選，所述加勁部件為L形件，L形件的一肢或兩肢與包裹核心部件的無黏結(jié)材料表面緊貼。
[0013]作為優(yōu)選，所述加勁部件為矩形管，矩形管的一邊或兩邊或三邊與包裹核心部件的無黏結(jié)材料表面緊貼。
[0014]作為優(yōu)選，所述加勁部件為折板，所述折板翼緣邊與包裹核心部件的無黏結(jié)材料表面緊貼。
[0015]作為優(yōu)選，所述加勁部件上開設(shè)有孔洞或在背向無黏結(jié)材料側(cè)焊接栓釘，以阻止加勁部件與混凝土或砂漿塊之間的相對滑移。
[0016]本發(fā)明支撐構(gòu)件在包裹核心部件的無黏結(jié)材料層表面增設(shè)一加勁部件，然后一起被填充混凝土或砂漿的套管所約束，該加勁部件通?？蔀橐蛔中武摪?、槽形件、L形件、矩形管、折板或其組合形式，而形成新型加勁套管屈曲約束支撐。該新型屈曲約束支撐構(gòu)件通過加勁部件，將核心板傳來的擠壓力全部或者部分通過加勁部件均勻傳遞到更大面積的混凝土或砂漿塊面層上，加勁部件的平側(cè)面或翼緣外側(cè)面的寬度約為包裹有無黏結(jié)材料的核心部件對應(yīng)表面寬度的0.3?I倍，可改變混凝土或砂漿與核心部件接觸表面的壓應(yīng)力傳遞路徑，從而有效避免混凝土或砂漿被壓碎而導(dǎo)致的屈曲約束支撐性能降低。此外，通過增設(shè)加勁部件，將核心部件與約束部件的接觸面形式由原來的鋼與混凝土或砂漿面層接觸改變?yōu)殇撆c鋼和鋼與混凝土或砂漿面層的混合接觸，因鋼與鋼的接觸摩擦系數(shù)低于鋼與混凝土或砂漿面層的接觸摩擦系數(shù)，所以可減小核心部件與約束部件之間的摩擦，從而有效改善屈曲約束支撐的性能。
[0017]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0018]1.本發(fā)明在傳統(tǒng)屈曲約束支撐的核心部件與約束部件之間增設(shè)一加勁部件，可以將核心部件在受壓時產(chǎn)生的對約束部件的擠壓力部分或者全部通過加勁部件均勻地傳遞到較大面積的混凝土或砂漿塊面層上，加勁部件的平側(cè)面或翼緣外側(cè)面的寬度約為包裹無有黏結(jié)材料的核心部件對應(yīng)表面寬度的0.3?I倍，可改變混凝土或砂漿塊表面的局部壓應(yīng)力傳遞路徑，從而避免了常見的由混凝土或砂漿塊被局部壓碎而引起的屈曲約束支撐構(gòu)件的失效，使屈曲約束支撐的性能得以更加充分有效的發(fā)揮。
[0019]2.本發(fā)明通過在傳統(tǒng)屈曲約束支撐的核心部件與約束部件之間增設(shè)的加勁部件，將與屈曲約束支撐構(gòu)件核心部件的接觸面形式由原來的鋼與混凝土或砂漿面層接觸改變?yōu)殇撆c鋼和鋼與混凝土或砂漿面層的混合接觸，可有效減小接觸面之間的摩擦力，有利于提高屈曲約束支撐的整體性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1支撐核心部件、無黏結(jié)材料及槽形加勁部件分解示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1支撐核心部件、無黏結(jié)材料及槽形加勁部件示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1支撐示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1加勁部件為平板且開設(shè)孔洞的剖面圖；
[0024]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1加勁部件為平板且焊接栓釘?shù)钠拭鎴D；[0025]圖6為本發(fā)明實(shí)施例1加勁部件為槽形件的剖面圖；
[0026]圖7為本發(fā)明實(shí)施例1加勁部件為槽形件且焊接栓釘?shù)钠拭鎴D；
[0027]圖8為本發(fā)明實(shí)施例1加勁部件為L形件(背靠布置)的剖面圖；
[0028]圖9為本發(fā)明實(shí)施例1加勁部件為L形件(背離布置)的剖面圖；
[0029]圖10為本發(fā)明實(shí)施例1加勁部件為矩形管的剖面圖；
[0030]圖11為本發(fā)明實(shí)施例2加勁部件為L形件的剖面圖；
[0031]圖12為本發(fā)明實(shí)施例2加勁部件為矩形管的剖面圖；
[0032]圖13為本發(fā)明實(shí)施例2加勁部件為折板的剖面圖；
[0033]圖14為本發(fā)明實(shí)施例2加勁部件為折板且焊接栓釘?shù)钠拭鎴D；
[0034]圖15為本發(fā)明實(shí)施例3加勁部件為L形件和平板組合的剖面圖；
[0035]圖16為本發(fā)明實(shí)施例3加勁部件為折板和平板組合的剖面圖；
[0036]圖17為本發(fā)明實(shí)施例3加勁部件為折板和平板組合且焊接栓釘?shù)钠拭鎴D；
[0037]圖18為本發(fā)明實(shí)施例4加勁部件為槽形件和平板的組合且焊接栓釘?shù)钠拭鎴D；
[0038]圖19為本發(fā)明實(shí)施例4加勁部件為L形件的剖面圖；
[0039]圖20為本發(fā)明實(shí)施例4加勁部件為矩形管和平板組合的剖面圖；
[0040]圖21為本發(fā)明實(shí)施例4加勁部件為折板和平板組合的剖面圖；
[0041]圖22為本發(fā)明實(shí)施例4加勁部件為折板和L形件的組合且焊接栓釘?shù)钠拭鎴D。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0043]實(shí)施例1:
[0044]如圖1?10所示:本實(shí)施例中的加勁套管混凝土屈曲約束支撐由核心部件1、無黏結(jié)材料2、加勁部件3和約束部件4構(gòu)成，其中核心部件I由平板1-1和加勁肋1-2組成，加勁肋1-2焊接于平板1-1的兩端；無黏結(jié)材料2包裹在核心部件I的表面；約束部件4由套管和混凝土或砂漿塊組成；本實(shí)施例中加勁部件3為平板或槽形件或L形件或矩形管，其一面與無黏結(jié)材料2表面緊貼，其上可開設(shè)孔洞3-1或焊接栓釘3-2，以阻止加勁部件3與約束部件4的相對滑移。本實(shí)施例中核心部件1、無黏結(jié)材料2與加勁部件3放置于約束部件4內(nèi)。
[0045]實(shí)施例2:
[0046]如圖11?14所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于:核心部件I的截面為十字形，加勁部件3為L形件或矩形管或折板。
[0047]實(shí)施例3:
[0048]如圖15?17所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于:核心部件I的截面為T字形，加勁部件3為L形件或折板與平板的組合形式。
[0049]實(shí)施例4:
[0050]如圖18?22所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于:核心部件I的截面為工字形，加勁部件3為槽形件或L形件或折板與平板或L形件的組合形式。
[0051]應(yīng)當(dāng)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(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種加勁套管混凝土屈曲約束支撐，其特征在于:包括核心部件、無黏結(jié)材料、加勁部件和約束部件； 所述約束部件設(shè)置在核心部件外圍，約束部件由套管填充混凝土或砂漿組成；所述無黏結(jié)材料包裹在核心部件的表面； 所述無黏結(jié)材料外表面上增設(shè)有加勁部件，加勁部件的平側(cè)面或翼緣外側(cè)面沿核心部件長度方向與包裹有無黏結(jié)材料的核心部件外表面緊貼，無黏結(jié)材料和加勁部件共同放置在約束部件內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加勁套管混凝土屈曲約束支撐，其特征在于:所述約束部件的套管截面是方形、矩形、多邊形或圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加勁套管混凝土屈曲約束支撐，其特征在于:所述核心部件的截面是一字形、十字形、T字形或工字形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加勁套管混凝土屈曲約束支撐，其特征在于:所述加勁部件為平板，平板寬度為一字形核心部件寬度或T字形與工字形翼緣寬度的0.5?I倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加勁套管混凝土屈曲約束支撐，其特征在于:所述加勁部件為槽形件，槽形件的一邊或兩邊或三邊與包裹核心部件的無黏結(jié)材料表面緊貼。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加勁套管混凝土屈曲約束支撐，其特征在于:所述加勁部件為L形件，L形件的一肢或兩肢與包裹核心部件的無黏結(jié)材料表面緊貼。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加勁套管混凝土屈曲約束支撐，其特征在于:所述加勁部件為矩形管，矩形管的一邊或兩邊或三邊與包裹核心部件的無黏結(jié)材料表面緊貼。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加勁套管混凝土屈曲約束支撐，其特征在于:所述加勁部件為折板，所述折板翼緣邊與包裹核心部件的無黏結(jié)材料表面緊貼。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加勁套管混凝土屈曲約束支撐，其特征在于:所述加勁部件上開設(shè)有孔洞或在背向無黏結(jié)材料側(cè)焊接栓釘，以阻止加勁部件與混凝土或砂漿塊之間的相對滑移。
【文檔編號】E04B1/98GK103774768SQ201410015952
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】王春林, 李濤, 吳京, 曾濱, 葛漢彬 申請人:東南大學(xué)