圓管內加勁十字形核心純鋼防屈曲支撐的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及建筑結構抗震防災技術領域，屬于結構減震被動控制范疇，具體涉及一種圓管內加勁十字形核心純鋼防屈曲支撐。
【背景技術】
[0002]防屈曲支撐又稱屈曲約束支撐，或者無粘結支撐。由于其核心受力單元有外部約束單元提供側向連續支持，可使核心單元受壓時不發生屈曲失穩破壞，支撐軸向受拉與受壓都可達到其核心截面屈服力，構件的拉壓承載能力接近，從而極大地提高了材料的利用率。在地震中，防屈曲支撐核心單元拉壓屈服后，可以發生塑性變形消耗地震輸入能量，結構主體損傷耗能將減小，這樣就可以保護主體結構，控制地震中建筑物的破壞程度，對結構抗震極為有利。
[0003]目前，防屈曲支撐的主要構造形式有兩種:(I)鋼管混凝土型防屈曲支撐，其將核心受力單元置于鋼套管之中，在核心單元與鋼套筒之間填充混凝土等填充材料，起到約束核心單元受壓失穩破壞的作用。對于超長型的防屈曲支撐，內部填充混凝土重量將很大，導致支撐的吊裝、施工安裝、性能都有較大問題。支撐由于自重較大，會發生下燒，這相當于增加了支撐的初始缺陷，會進一步增加制作成本；(2)純鋼型防屈曲支撐，一般通過內部加勁措施約束核心單元。目前常見的采用十字形核心的純鋼防屈曲一般采用方形外鋼管，由于方形外鋼管約束核心主要依靠鋼管壁的抗彎承載力，其約束效率較低，因而也造成了用鋼量較大的缺陷，同時方鋼管組立時的四角部焊接質量不易保證，在核心單元往復受力的情況下，方鋼管角部焊縫也處于疲勞受力與應力集中狀態，極容易發生撕裂而失去其約束作用。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題就是針對現有技術中防屈曲支撐存在的上述不足，提供一種圓管內加勁十字形核心純鋼防屈曲支撐，避免了填充型防屈曲支撐重量較大，方形管純鋼防屈曲支撐易發生局部屈曲破壞的特點，尤其適用于超長支撐的需求。
[0005]為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種圓管內加勁十字形核心純鋼防屈曲支撐，包括橫截面為十字形的軸力承載單元以及套設在所述軸力承載單元上的圓形約束套筒，所述圓形約束套筒的內壁上周向均勻固定四個軸向延伸的半圓形約束件，所述半圓形約束件的開口面朝外，所述軸力承載單元的四個側邊分別卡設在相鄰半圓形約束件之間構成的槽型空間內。
[0006]進一步地，所述圓形約束套筒由兩個對稱的半圓形鋼管焊接構成。
[0007]進一步地，所述圓形約束套筒的長度大于十米。
[0008]通過以上技術方案，本實用新型相較于現有技術具有以下技術效果:本實用新型采用圓形約束套筒作為整體穩定承載構件；四個半圓形約束件作為約束內部十字形鋼核心的防局部失穩承載構件，由于半圓約束件受壓時，其受力狀態接近于受壓拱，這種受力狀態將極大地提高材料的利用率，能為約束核心單元局部屈曲提供足夠的剛度和強度。本實用新型可使核心單元的局部失穩破壞設計與支撐整體失穩破壞設計相互獨立；并且省去了兩個套管之間的填充混凝土，使得支撐自重大幅度降低，提高了材料的利用率，具有很好的經濟性與適用性，有很好的推廣應用前景。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0010]圖2為沿圖1中A-A的截面示意圖；
[0011]圖3為沿圖1中B-B的截面示意圖；
[0012]元件標號說明:
[0013]I 軸力承載單元
[0014]2 圓形約束套筒
[0015]3 半圓形約束件
【具體實施方式】
[0016]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。
[0017]請參閱圖1至圖3。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0018]參閱圖1所示，本實用新型提供一種圓管內加勁十字形核心純鋼防屈曲支撐，包括橫截面為十字形的軸力承載單元I以及套設在所述軸力承載單元上的圓形約束套筒2。如圖2及圖3所示，圓形約束套筒2的內壁上周向均勻固定四個軸向延伸的半圓形約束件3，半圓形約束件3的開口面朝外，軸力承載單元I的四個側邊分別卡設在相鄰半圓形約束件之間構成的槽型空間內，形成線接觸對面的約束作用。
[0019]以下結合具體實施過程作進一步詳述:
[0020]I)制作圓形約束套筒2，將一個長度大于十米的圓形鋼管切割成兩個對稱的半圓形鋼管，或者直接采用鋼板冷彎成型技術形成兩個上述半圓型鋼管；
[0021]2)制作半圓形約束件3，將一個圓鋼管切割成四個內部半圓形鋼管，或者直接采用鋼板冷彎成型技術形成上述四個半圓型鋼管；
[0022]3)將上述四個內部半圓形鋼管分別焊接在兩個半圓形鋼管的內壁之上；
[0023]4)將一個十字形軸力承載單元I置于四個內部半圓形鋼管形成的槽型空間之內并卡緊；
[0024]5)采用對接焊縫將兩個半圓形鋼管焊接成一整體，本實用新型制作完畢。
[0025]綜上所述，本實用新型采用圓形約束套筒作為整體穩定承載構件；四個半圓形約束件作為約束內部十字形鋼核心的防局部失穩承載構件，由于半圓約束件受壓時，其受力狀態接近于受壓拱，這種受力狀態將極大地提高材料的利用率，能為約束核心單元局部屈曲提供足夠的剛度和強度。本實用新型可使核心單元的局部失穩破壞設計與支撐整體失穩破壞設計相互獨立；并且省去了兩個套管之間的填充混凝土，使得支撐自重大幅度降低，提高了材料的利用率，所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具有很好的經濟性與適用性，有很好的推廣應用前景。
[0026]上述實施例僅例示性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。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1.一種圓管內加勁十字形核心純鋼防屈曲支撐，其特征在于，包括橫截面為十字形的軸力承載單元以及套設在所述軸力承載單元上的圓形約束套筒，所述圓形約束套筒的內壁上周向均勻固定四個軸向延伸的半圓形約束件，所述半圓形約束件的開口面朝外，所述軸力承載單元的四個側邊分別卡設在相鄰半圓形約束件之間構成的槽型空間內。
2.根據權利要求1所述的圓管內加勁十字形核心純鋼防屈曲支撐，其特征在于，所述圓形約束套筒由兩個對稱的半圓形鋼管焊接構成。
3.根據權利要求1所述的圓管內加勁十字形核心純鋼防屈曲支撐，其特征在于，所述圓形約束套筒的長度大于十米。
【專利摘要】本實用新型提供一種圓管內加勁十字形核心純鋼防屈曲支撐，包括橫截面為十字形的軸力承載單元以及套設在所述軸力承載單元上的圓形約束套筒，所述圓形約束套筒的內壁上周向均勻固定四個軸向延伸的半圓形約束件，所述半圓形約束件的開口面朝外，所述軸力承載單元的四個側邊分別卡設在相鄰半圓形約束件之間構成的槽型空間內。本實用新型可使核心單元的局部失穩破壞設計與支撐整體失穩破壞設計相互獨立；并且省去了兩個套管之間的填充混凝土，使得支撐自重大幅度降低，提高了材料的利用率，具有很好的經濟性與適用性，有很好的推廣應用前景。
【IPC分類】E04B1-98
【公開號】CN204298980
【申請號】CN201420765568
【發明人】郭小康, 閆曉雷
【申請人】郭小康, 閆曉雷
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月5日