專利名稱：裝配式外約束防屈曲支撐構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工程結(jié)構(gòu)抗震耗能部件，尤其是指一種防屈曲支撐的外約束套管為裝配式構(gòu)件，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
防屈曲支撐是近年來應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)中的一種新型的支撐形式，同時(shí)也是一種高效的耗能減震裝置(阻尼器)，它主要由鋼支撐內(nèi)芯、外包約 束構(gòu)件以及在上述兩者之間所設(shè)置的無粘結(jié)材料或間隙二部分組成。在風(fēng)荷載或地震作用下，防屈曲支撐框架中的支撐軸力只由鋼支撐內(nèi)芯來承擔(dān)，而外包約束構(gòu)件理論上并不分擔(dān)其軸力，只是通過對(duì)內(nèi)芯的側(cè)向屈曲變形進(jìn)行約束來防止支撐構(gòu)件受壓時(shí)發(fā)生整體屈曲或局部屈曲破壞，因此兩者既是分工合作又是共同工作的。支撐內(nèi)芯與外包約束構(gòu)件的上述相互作用使其在中震或大震作用下，內(nèi)芯屈服段無論受拉還是受壓均能實(shí)現(xiàn)全截面充分屈服耗散地震能量而不會(huì)出現(xiàn)支撐構(gòu)件的整體屈曲或局部屈曲破壞，因此這種支撐不僅解決了普通支撐在大震下受壓屈曲的問題，而且還起到損傷控制的作用，使原來通過主體結(jié)構(gòu)梁端形成塑性鉸的耗能方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹辉诜狼尾考霞泻哪埽黧w結(jié)構(gòu)大部分保持彈性，從而能夠較好地保護(hù)主體結(jié)構(gòu)(梁、柱)，使其在大震當(dāng)中免受嚴(yán)重?fù)p傷，給震后修復(fù)帶來方便。目前常用的截面形狀和組成方式有多種，但存在以下問題(1)十字形、一字形及工字形截面芯材通過焊接加工成形，造成殘余應(yīng)力過大使得防屈曲支撐的耗能能力降低；
(2)非封閉截面形式的芯材，所能承受的屈服荷載有限，難以滿足工程上的要求；(3)外約束和芯材之間的間隙受構(gòu)件制作精度的影響較大，無法調(diào)節(jié)；(4)內(nèi)部芯材是否損傷不方便探測(cè)和檢查；(5)防屈曲支撐構(gòu)件一旦出現(xiàn)外套管損壞，需要整體更換，涉及到防屈曲支撐與主體結(jié)構(gòu)的連接拆卸與再次安裝。而事實(shí)上，實(shí)際工程中防屈曲支撐構(gòu)件的損傷有可能出現(xiàn)僅僅外套管損傷，而芯材并未損傷的情況。如外力導(dǎo)致局部?jī)?nèi)凹陷，局部限制了芯材的橫向變形，反而會(huì)導(dǎo)致芯材更早的屈曲損傷。同時(shí)外套管出現(xiàn)如出現(xiàn)嚴(yán)重銹蝕，而芯材處于內(nèi)部有可能并未損傷。故在實(shí)際工程中，可能僅需要更換外套管。但現(xiàn)有的防屈曲支撐形式，外套管大多是整體式的。如果要更換，則必須是整體更換，需要對(duì)整個(gè)防屈曲支撐構(gòu)件進(jìn)行節(jié)點(diǎn)拆卸與再次安裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種裝配式外約束防屈曲支撐，在保證具有較好的抗震耗能性能的情況下，考慮更換和安裝方便，外約束鋼管采用裝配式。為實(shí)現(xiàn)以上的技術(shù)目的，本發(fā)明將采取以下的技術(shù)方案
一種裝配式外約束防屈曲支撐構(gòu)件，包括外約束鋼管和芯材鋼管，所述外約束鋼管和芯材鋼管之間設(shè)置無粘結(jié)材料層，所述外約束鋼管等分設(shè)置為兩片外約束鋼管分體，該兩片外約束鋼管分體通過連接螺栓拼接成一體，且兩外約束鋼管分體的拼接端之間均設(shè)置有墊片；另外，所述外約束鋼管和芯材鋼管之間的間距為1_2_，無粘結(jié)材料層的厚度與外約束鋼管和芯材鋼管之間的間距相適配。所述芯材鋼管通過卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)與外約束鋼管連接。所述卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)為兩組，每組卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)均包括四個(gè)卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)，每組卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)的各卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)相對(duì)于芯材鋼管的軸線環(huán)形均布；每個(gè)卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)均包括相配合的卡塊、卡槽，其中卡塊安裝在芯材鋼管的端面，而外約束鋼管對(duì)應(yīng)于卡塊開設(shè)卡槽。所述無粘結(jié)材料層通過涂覆在芯材鋼管外壁面的硅膠而形成；或者無粘結(jié)材料層通過粘結(jié)在芯材鋼管外壁面的硬質(zhì)橡膠片而形成。
外約束鋼管和芯材鋼管的截面形式均為矩形或者均為圓形。根據(jù)以上的技術(shù)方案，相應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)
一、可較高地控制安裝精度通過鋼墊片可以控制外約束構(gòu)件與芯材之間的間隙，避免了因制作精度而導(dǎo)致的間隙大小控制不精確。二、方便芯材的維護(hù)檢查芯材上的粘結(jié)材料或本身出現(xiàn)損壞，可以直接擰開螺栓，打開外約束構(gòu)件進(jìn)行相關(guān)維護(hù)，完成后再次安裝便可。三、方便外約束構(gòu)件維護(hù)更換實(shí)際工程中如僅僅要更換外約束構(gòu)件，則只要擰開螺栓進(jìn)行外約束構(gòu)件的更換，避免了現(xiàn)有非裝配式防屈曲支撐的整體拆卸和整體更換。四、制作安裝方便可在工廠加工各部分構(gòu)件，然后運(yùn)至施工場(chǎng)地，迅速完成拼裝。


圖1-1是本發(fā)明所述裝配式外約束防屈曲支撐構(gòu)件的一種結(jié)構(gòu)示意 圖2_1是圖1-1的俯視 圖2是本發(fā)明所述裝配式外約束防屈曲支撐構(gòu)件的另一種結(jié)構(gòu)示意 其中外約束鋼管I ;芯材鋼管2 ;無粘結(jié)材料層3 ;連接螺栓4 ;墊片5 ;卡塊6。
具體實(shí)施例方式附圖非限制性地公開了本發(fā)明所涉及優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；以下將結(jié)合附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖1-1、1_2、2所示，本發(fā)明所述裝配式外約束防屈曲支撐構(gòu)件，包括外約束鋼管和芯材鋼管，所述外約束鋼管和芯材鋼管之間設(shè)置無粘結(jié)材料層，所述外約束鋼管等分設(shè)置為兩片外約束鋼管分體，該兩片外約束鋼管分體通過連接螺栓拼接成一體，且兩外約束鋼管分體的拼接端之間均設(shè)置有墊片；另外，所述外約束鋼管和芯材鋼管之間的間距為1-2_，無粘結(jié)材料層的厚度與外約束鋼管和芯材鋼管之間的間距相適配。其中所述芯材鋼管通過卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)與外約束鋼管連接，以有效地防止兩者發(fā)生相對(duì)滑移。所述卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)為兩組，每組卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)均包括兩個(gè)以上的卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)，每組卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)的各卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)相對(duì)于芯材鋼管的軸線環(huán)形均布；每個(gè)卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)均包括相配合的卡塊、卡槽，其中卡塊安裝在芯材鋼管的端面，而外約束鋼管對(duì)應(yīng)于卡塊開設(shè)卡槽。因此，本發(fā)明通過選取厚度適合的鋼墊片，較為準(zhǔn)確地控制外約束鋼管與芯材鋼管之間的空隙。芯材鋼管與外約束構(gòu)件之間留有間隙，填充無粘結(jié)材料。
本發(fā) 明所述無粘結(jié)材料層通過涂覆在芯材鋼管外壁面的硅膠而形成；或者無粘結(jié)材料層通過粘結(jié)在芯材鋼管外壁面的硬質(zhì)橡膠片而形成。為滿足不同需要，本發(fā)明所述外約束鋼管和芯材鋼管的截面形式可以均為矩形，也可以均為圓形。
權(quán)利要求
1.一種裝配式外約束防屈曲支撐構(gòu)件，包括外約束鋼管和芯材鋼管，所述外約束鋼管和芯材鋼管之間設(shè)置無粘結(jié)材料層，其特征在于所述外約束鋼管等分設(shè)置為兩片外約束鋼管分體，該兩片外約束鋼管分體通過連接螺栓拼接成一體，且兩外約束鋼管分體的拼接端之間均設(shè)置有墊片；另外，所述外約束鋼管和芯材鋼管之間的間距為1_2_，無粘結(jié)材料層的厚度與外約束鋼管和芯材鋼管之間的間距相適配。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述裝配式外約束防屈曲支撐構(gòu)件，其特征在于所述芯材鋼管通過卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)與外約束鋼管連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述裝配式外約束防屈曲支撐構(gòu)件，其特征在于所述卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)為兩組，每組卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)均包括四個(gè)卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)，每組卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)的各卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)相對(duì)于芯材鋼管的軸線環(huán)形均布；每個(gè)卡塊-卡槽配合結(jié)構(gòu)均包括相配合的卡塊、卡槽，其中卡塊安裝在芯材鋼管的端面，而外約束鋼管對(duì)應(yīng)于卡塊開設(shè)卡槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述裝配式外約束防屈曲支撐構(gòu)件，其特征在于所述無粘結(jié)材料層通過涂覆在芯材鋼管外壁面的硅膠而形成；或者無粘結(jié)材料層通過粘結(jié)在芯材鋼管外壁面的硬質(zhì)橡膠片而形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述裝配式外約束防屈曲支撐構(gòu)件，其特征在于外約束鋼管和芯材鋼管的截面形式均為矩形或者均為圓形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種裝配式外約束防屈曲支撐構(gòu)件，包括外約束鋼管和芯材鋼管，所述外約束鋼管和芯材鋼管之間設(shè)置無粘結(jié)材料層，所述外約束鋼管等分設(shè)置為兩片外約束鋼管分體，該兩片外約束鋼管分體通過連接螺栓拼接成一體，且兩外約束鋼管分體的拼接端之間均設(shè)置有墊片；另外，所述外約束鋼管和芯材鋼管之間的間距為1-2mm，無粘結(jié)材料層的厚度與外約束鋼管和芯材鋼管之間的間距相適配。因此，本發(fā)明在保證具有較好的抗震耗能性能的情況下，考慮更換和安裝方便，外約束鋼管采用裝配式。
文檔編號(hào)E04B1/98GK102767250SQ20121023490
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者傅中秋, 吉伯海, 程苗 申請(qǐng)人:河海大學(xué)