T型裝配式防屈曲支撐構件的制作方法
【專利摘要】本發明是一種T型裝配式防屈曲支撐構件，適用于建構筑物中的軸心受力構件，其特點是，包括：T型裝配式防屈曲支撐內芯和防屈曲外包約束構件，T型裝配式防屈曲支撐內芯由內芯雙角鋼夾持一字型鋼板置于防屈曲外包約束構件內，核心區約束由核心區頂部約束蓋板、核心區翼緣約束墊條和核心區約束角鋼的肢背通過螺栓連接及兩根核心區約束角鋼的肢尖和其間的核心區腹板約束墊條通過螺栓連接，兩個過渡區約束角鋼的肢尖與一字型鋼板和內芯雙角鋼通過螺栓連接，兩個過渡區約束角鋼的肢背與一字型鋼板和內芯雙角鋼及過渡區頂部約束蓋板通過螺栓連接。具有生產施工簡便、生產成本低，生產周期短和性能穩定等優點。
【專利說明】
T型裝配式防屈曲支撐構件
技術領域
[0001]本發明涉及一種全鋼防屈曲支撐構件，具體地說，是一種T型裝配式防屈曲支撐構件，主要用于建構筑物中能夠耗散地震能量并顯著提高結構抗震性能的軸心受力構件。
【背景技術】
[0002]由于全鋼型防屈曲支撐具有自重輕，加工簡便等突出優點，在工程中得到了大量的應用，其中多采用一字型和十字型截面型鋼作為內芯。由于市場上不生產十字型內芯截面，因此需要采用三塊鋼板焊接而成，一字型截面內芯的核心區和過渡區的變截面往往也需要通過焊接完成，這種加工方法存在以下缺點:
(1)內芯的初始幾何缺陷
十字形內芯在加工過程中會產生四條焊縫，焊接所產生的大量高溫熱應力容易導致內芯產生較大的焊接殘余變形，這種殘余變形會導致鋼支撐內芯難以插入鋼管內部，尤其是當支撐長度較長時，對支撐的組裝帶來技術困難。此外，這種焊接殘余變形也會降低鋼材的塑形，還會對支撐的穩定性造成不利影響；
(2)實際性能與設計性能的不一致性
十字型內芯全鋼防屈曲支撐構件的實測屈服軸力比根據材性試驗得到的設計屈服軸力高約40%，分析表明這種結果主要是因為焊縫截面面積的存在使得實際內芯截面面積增加，同時焊縫的屈服應力一般比芯材屈服強度高，從而導致實測性能與設計性能的不一致性。這種實際性能的偏差可能會導致防屈曲支撐不能在設計人員所預計的地震強度中正好發生屈服耗能，進而影響結構的實際抗震性能；
(3)焊接的不利影響
現有的各種約束形式的十字型和一字型內芯防屈曲支撐構件的內芯多采用焊接固連結構，內芯焊接會對其低周疲勞性能產生不利影響從而導致內芯塑形耗能能力發揮不充分，過早發生低周疲勞斷裂。采用焊接加工制作的內芯比無焊接內芯的低周疲勞性能要低，另外，外套管的焊接和加強區的焊接在埋下質量隱患的同時，也增加了施工難度和制作工期；
由于現有采用焊接技術的十字型和一字型內芯構造均會對支撐構件的組裝、穩定性、力學性能及低周疲勞性能產生不利影響，而為了避免焊接而采用的內芯一體機械加工技術造價又比較高昂，因此很有必要對現有技術進行實質性改進和創新，引入全裝配，全型鋼的理念，在保證全鋼防屈曲支撐性能的基礎上，用全裝配技術代替焊接焊接技術，用型鋼組合內芯代替傳統一字型或十字型內芯，使防屈曲支撐構件加工更加方便，造價更為低廉。
【發明內容】
[0003]本發明為了解決現有鋼管混凝土約束防屈曲支撐中混凝土的現澆和振搗施工過程容易造成特殊松軟材料板移位和無粘結材料的局部損壞及生產周期長的問題，同時解決現有全鋼防屈曲支撐由于焊接導致的加工成本高和無法確保其具有可靠的低周疲勞性能等問題，提出了一種T型裝配式防屈曲支撐構件。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種T型裝配式防屈曲支撐構件，其特征是，它包括:T型裝配式防屈曲支撐內芯和防屈曲外包約束構件，所述的T型裝配式防屈曲支撐內芯的結構是，內芯雙角鋼夾持一字型鋼板;所述的防屈曲外包約束構件的結構是，包括核心區頂部約束蓋板，在核心區頂部約束蓋板下平面的兩側各置有一塊核心區翼緣約束墊條，在核心區翼緣約束墊條下平面均設置核心區約束角鋼，在兩根核心區約束角鋼下部內側夾持核心區腹板約束墊條，在核心區頂部約束蓋板的前、后端分別設置過渡區頂部約束蓋板，過渡區頂部約束蓋板的下方兩側均設置過渡區約束角鋼;T型裝配式防屈曲支撐內芯的內芯雙角鋼夾持一字型鋼板置于防屈曲外包約束構件內，核心區頂部約束蓋板、核心區翼緣約束墊條和核心區約束角鋼的肢背通過螺栓連接，兩根核心區約束角鋼的肢尖和其間的核心區腹板約束墊條通過螺栓連接，兩個過渡區約束角鋼的肢尖與一字型鋼板和內芯雙角鋼通過螺栓連接;兩個過渡區約束角鋼的肢背與一字型鋼板和雙角鋼及過渡區頂部約束蓋板通過螺栓連接。
[0005]本發明的優點具體體現在:1、本發明采用全裝配式，即防屈曲支撐構件上無焊縫，避免了焊接的殘余應力和殘余變形對支撐性能的不利影響的同時，也方便運輸;2、本發明的防屈曲支撐內芯和約束構件均為常見的角鋼和形狀規則的鋼板等型材，便于購買，且僅需簡單切割加工，無需焊接和機加工，加工工藝簡單，性能穩定，造價低廉;3、本發明為全鋼型防屈曲支撐，避免了濕作業，生產施工簡便、生產成本較低，生產周期短，性能穩定。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發明的T型裝配式防屈曲支撐構件立體示意圖；
圖2是本發明的T型裝配式防屈曲支撐構件主視示意圖；
圖3是2的俯視不意圖；
圖4是2的仰視視不意圖；
圖5是2中A-A剖面示意圖；
圖6是2中B-B剖面示意圖；
圖7是2中C-C剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0007]下面利用附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0008]參照圖1-7，本發明的T型裝配式防屈曲支撐構件，包括:T型裝配式防屈曲支撐內芯和防屈曲外包約束構件。所述的T型裝配式防屈曲支撐內芯的結構是，內芯雙角鋼5夾持一字型鋼板2。所述的防屈曲外包約束構件的結構是，包括核心區頂部約束蓋板1，在核心區頂部約束蓋板I下平面的兩側各置有一塊核心區翼緣約束墊條3，在核心區翼緣約束墊條3下平面均設置核心區約束角鋼4，在兩根核心區約束角鋼4下部內側夾持核心區腹板約束墊條6，在核心區頂部約束蓋板I的前、后端分別設置過渡區頂部約束蓋板8，過渡區頂部約束蓋板8的下方兩側均設置過渡區約束角鋼73型裝配式防屈曲支撐內芯的內芯雙角鋼5夾持一字型鋼板2置于防屈曲外包約束構件內，核心區頂部約束蓋板1、核心區翼緣約束墊條3和核心區約束角鋼4的肢背通過螺栓連接，用以約束T型裝配式防屈曲支撐核心區內芯的翼緣;兩根核心區約束角鋼4的肢尖和其間的核心區腹板約束墊條6通過螺栓連接，用以約束T型裝配式防屈曲支撐核心區內芯的腹板，兩個過渡區約束角鋼7的肢尖與一字型鋼板2和內芯雙角鋼5通過螺栓連接，以加強過渡區截面的腹板;兩個過渡區約束角鋼7的肢背與內芯雙角鋼5及過渡區頂部約束蓋板8通過螺栓連接，以加強過渡區截面的翼緣。
[0009]本【具體實施方式】的T型裝配式防屈曲支撐構件的過渡區約束角鋼7與內芯雙角鋼5截面相同，不切肢;過渡區頂部約束蓋板8與核心區頂部約束蓋板I厚度相同；核心區約束角鋼4的截面要大于內芯雙角鋼5的截面;一字型鋼板2厚度與防屈曲支撐的連接節點板厚度相同；核心區翼緣約束墊條3厚度應比核心區約束角鋼4的肢厚大1-2_，核心區腹板約束墊條6的厚度應比T型內芯腹板厚度(內芯雙角鋼5的肢厚的二倍與一字型鋼板2的厚度之和)大2-3mm，以保證T型裝配式防屈曲支撐內芯與防屈曲外包約束構件之間留有一定空隙。一字型鋼板2自由放置于內芯雙角鋼5之間，長度為整個核心區加過渡區的總長。使用時，內芯雙角鋼5兩端的節點連接區縫隙內插入防屈曲支撐的連接節點板，并與內芯雙角鋼5焊接固連。內芯雙角鋼5與核心區約束角鋼4的交界面涂刷無粘結材料。本發明支撐的內芯均采用Q235鋼，并盡量選用實際屈服點較低的鋼材，全部約束構件均采用Q345鋼。核心區頂部約束蓋板1、核心區翼緣約束墊條3和核心區約束角鋼4的肢背通過螺栓連接，用以約束T型內芯的翼緣;兩根核心區約束角鋼4的肢尖和其間的核心區腹板約束墊條6通過螺栓連接，用以約束T型內芯的腹板。兩個過渡區約束角鋼7的肢尖與T型裝配式防屈曲支撐內芯的雙角鋼5和一字型鋼板2通過螺栓連接，以加強過渡區截面的腹板;兩個過渡區約束角鋼7的肢背與T型裝配式防屈曲支撐內芯的內芯雙角鋼5和一字型鋼板2及過渡區頂部約束蓋板I通過螺栓連接，以加強過渡區截面的翼緣。
[0010]本【具體實施方式】的雙角鋼T型防屈曲支撐構件按照所述的零件進行鋼材的加工和下料。并按照附圖所示將零件組裝成成品。制造和組裝是本領域技術人員所熟悉的技術。
【主權項】
1.一種T型裝配式防屈曲支撐構件，其特征是，它包括:T型裝配式防屈曲支撐內芯和防屈曲外包約束構件，所述的T型裝配式防屈曲支撐內芯的結構是，內芯雙角鋼夾持一字型鋼板;所述的防屈曲外包約束構件的結構是，包括核心區頂部約束蓋板，在核心區頂部約束蓋板下平面的兩側各置有一塊核心區翼緣約束墊條，在核心區翼緣約束墊條下平面均設置核心區約束角鋼，在兩根核心區約束角鋼下部內側夾持核心區腹板約束墊條，在核心區頂部約束蓋板的前、后端分別設置過渡區頂部約束蓋板，過渡區頂部約束蓋板的下方兩側均設置過渡區約束角鋼;T型裝配式防屈曲支撐內芯的內芯雙角鋼夾持一字型鋼板置于防屈曲外包約束構件內，核心區頂部約束蓋板、核心區翼緣約束墊條和核心區約束角鋼的肢背通過螺栓連接，兩根核心區約束角鋼的肢尖和其間的核心區腹板約束墊條通過螺栓連接，兩個過渡區約束角鋼的肢尖與一字型鋼板和內芯雙角鋼通過螺栓連接;兩個過渡區約束角鋼的肢背與一字型鋼板和雙角鋼及過渡區頂部約束蓋板通過螺栓連接。
【文檔編號】E04H9/02GK105888092SQ201610225373
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月13日
【發明人】曾聰, 馮詠柳, 吳斌, 嚴瑾
【申請人】東北電力大學