管形雙板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐的制作方法
【專利摘要】管形雙板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐，由內部耗能內芯、外圍鋼管約束構件和預應力索三部分構成。內部耗能內芯插入外圍鋼管約束構件的中間空隙中。預應力索對稱布置在耗能內芯兩側，穿過橫向加勁肋。為使內部耗能內芯軸向變形耗能，使得內部耗能內芯比外圍框架約束構件長一個距離D。管形雙板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐兩端構造完全相同。所述外圍鋼管約束構件底部與下連接板焊接在一起。本發明采用施工階段能夠實現快速裝配式并能夠有效抵抗水平側移的管形雙板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐。這種構件形式不僅能夠有效地實現鋼結構構件加工的工業化而且能夠極大地提高施工速度并大幅度降低用鋼量。
【專利說明】 管形雙板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型的支撐結構形式，特別是建筑領域應用的一種管形雙板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐。
【背景技術】
[0002]傳統支撐因其剛度大，在強震作用下拉應力通常超過彈性極限而屈服，產生不可恢復的殘余變形；受壓時則容易受發生壓屈曲。在地震反復作用下，其耗能效果不大，也難以較好的保護主體結構不受破壞。
[0003]防屈曲支撐構件作為應用于多、高層結構中的抗側力耗能裝置，在中震或大震作用下，防屈曲支撐構件在拉、壓時均能實現全截面充分屈服而不出現支撐構件的整體或局部屈曲破壞，使原來通過主體結構梁端塑性鉸的耗能方式轉變為只在防屈曲支撐部件上集中耗能，從而較好地保護了主體結構。但是傳統防屈曲支撐在強震作用下產生的殘余變形仍不可恢復，并且傳統防屈曲支撐還具有混凝土外圍約束構件所導致的加工精度控制困難、濕作業工作量大等諸多問題。
[0004]最近幾年，國內外學者對裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐的研究還很少，并未真正實現鋼結構自復位預應力防屈曲支撐的工業化快速、集成生產，體現鋼結構的優勢。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于克服現有上述缺陷，提供一種新型管形雙板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐，該發明能夠實現主體鋼結構和支撐構件的快速、合理安裝。并且在小震下具有很強的承載力、通過提高其初始受拉承載力，減小甚至消除其在大震下的殘余變形，具有很強的耗能能力。
[0006]為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0007]管形雙板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐包括內部雙板型耗能內芯、外圍鋼管約束構件兩部分。
[0008]其特征在于:所述內部雙板型耗能內芯為兩塊并列的雙板形條狀鋼板。為使耗能內芯易于進入塑性耗能，削弱內芯板中部，呈圓弧形。雙板型耗能內芯一端連有一塊與之垂直的方形連接板，焊接連接。彈簧套在支撐柱上，支撐柱的兩端分別與方形連接板和下連接板連接。三者截面中心對齊焊接在一起。上連接板帶有螺栓孔，由高強螺栓與框架連接在一起；下連接板板面正中有一字型空洞，空洞面積尺寸與雙板型耗能內芯相同。耗能內芯另一端構造與此端完全形同。
[0009]預應力索兩端與內部雙板形耗能內芯的兩端下連接板相連，相連。連接點位于兩相鄰短加勁肋區格的中心。
[0010]所述外圍鋼管約束構件為方鋼管(或圓鋼管)，底部與下連接板焊接在一起。鋼管內部焊有四塊角鋼鋼隔板，四塊隔板中間留有雙板型空洞，空洞大小與雙板型耗能內芯截面相同。隔板間距由計算確定。
[0011]在工廠將所述內部雙板型耗能內芯、外圍鋼管約束構件兩部分組裝連接在一起。在現場將所述工字型裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐用高強螺栓與框架相連接。當水平力作用于結構時，所述管形雙板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐的水平力分量減小甚至抵消作用于結構的水平力，使結構的層間位移為較小值，滿足規范的要求。
[0012]有益效果
[0013]本發明采用施工階段能夠實現快速裝配式并能夠有效抵抗水平側移的管形雙板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐。這種構件形式不僅能夠有效地實現鋼結構構件加工的工業化而且能夠極大地提高施工速度并大幅度降低用鋼量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1本發明構件構造圖
[0015]圖2本發明構件側面圖
[0016]圖3本發明構件平面圖
[0017]圖4本發明構件內部雙板型耗能內芯圖
[0018]圖5本發明外部鋼管約束構件圖
[0019]圖6本發明外部鋼管約束構件剖面圖
[0020]圖7本發明外部鋼管約束構件截面圖
[0021]圖8本發明構件預應力索圖
[0022]其中，1-管形雙板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐；2_內部雙板型耗能內芯；3_外部鋼管約束構件；4_彈簧；5_上連接板；6_下連接板；8_隔板；9_外部鋼管；10-上下連接板加勁肋；11-支撐柱；12_連接板；13-擠壓板；14-預應力筋
[0023]具體實現方式
[0024]下面結合附圖具體說明所述結構體系的實現方式。
[0025]如圖1-3所示，本發明為一種管形雙板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐，該支撐由內部耗能內芯2、外圍鋼管約束構件3和預應力索14三部分構成。內部耗能內芯2插入外圍鋼管約束構件3的中間空隙中。預應力索14對稱布置在耗能內芯兩側，穿過橫向加勁肋7，數量由計算確定。為使內部耗能內芯2軸向變形耗能，使得內部耗能內芯2比外圍框架約束構件3長一個距離D，D值有計算確定。管形雙板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐2兩端構造完全相同。所述外圍鋼管約束構件9底部與下連接板6焊接在一起。
[0026]如圖4所示:所述內部雙板型耗能內芯2為兩塊并列的雙板形條狀鋼板。雙板型耗能內芯的截面寬度與圍鋼管約束構件3內徑一樣大。為使耗能內芯2易于進入塑性耗能，削弱內芯板中部，呈圓弧形。雙板型耗能內芯一端連有一塊與之垂直的方形連接板12，焊接連接。彈簧4套在支撐柱11上，支撐柱11的兩端分別與方形連接板12和下連接板6連接。兩板之間的距離由計算確定。上連接板5帶有螺栓孔，由高強螺栓與框架連接在一起；下連接板板面正中有一字型空洞，空洞面積尺寸與雙板型耗能內芯2端部相同。雙板型耗能內芯2穿過下連接板6，與上連接板5頂緊，三者截面中心對齊焊接在一起。雙板型耗能內芯2兩端構造完全形同。[0027]如圖5-7所示:所述外部鋼管約束構件3為方鋼管或圓鋼管，底部與下連接板6焊接在一起。鋼管9內部焊有六塊矩形鋼隔板8，六塊隔板中間留有雙板型空洞，空洞大小與雙板型耗能內芯2截面相同。隔板8間距由計算確定。
[0028]如圖8所示:預應力索14穿過橫向加勁肋7，兩端與內部耗能內芯2的兩個下連接板6相連，連接點位于兩相鄰短加勁肋10區格的中心。預應力索14的數量由計算確定。
【權利要求】
1.管形雙板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐，其特征在于:該支撐由內部耗能內芯(2)、外圍鋼管約束構件(3)和預應力索(14)三部分構成；內部耗能內芯(2)插入外圍鋼管約束構件(3)的中間空隙中；預應力索(14)對稱布置在耗能內芯兩側，穿過橫向加勁肋(7)，數量由計算確定；為使內部耗能內芯(2)軸向變形耗能，使得內部耗能內芯(2)比夕卜圍框架約束構件(3)長一個距離D，D值有計算確定；管形雙板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐(2)兩端構造完全相同；所述外圍鋼管約束構件(9)底部與下連接板(6)焊接在一起; 所述內部雙板型耗能內芯(2)為兩塊并列的雙板形條狀鋼板；雙板型耗能內芯的截面寬度與圍鋼管約束構件(3)內徑一樣大；為使耗能內芯(2)易于進入塑性耗能，削弱內芯板中部，呈圓弧形；雙板型耗能內芯一端連有一塊與之垂直的方形連接板(12)，焊接連接；彈簧(4)套在支撐柱(11)上，支撐柱(11)的兩端分別與方形連接板(12)和下連接板(6)連接；兩板之間的距離由計算確定；上連接板(5)帶有螺栓孔，由高強螺栓與框架連接在一起；下連接板板面正中有一字型空洞，空洞面積尺寸與雙板型耗能內芯(2)端部相同；雙板型耗能內芯(2 )穿過下連接板(6 )，與上連接板(5 )頂緊，三者截面中心對齊焊接在一起；雙板型耗能內芯(2)兩端構造完全形同； 所述外部鋼管約束構件(3)為方鋼管或圓鋼管，底部與下連接板(6)焊接在一起；鋼管(9)內部焊有六塊矩形鋼隔板(8)，六塊隔板中間留有雙板型空洞，空洞大小與雙板型耗能內芯(2)截面相同；隔板(8)間距由計算確定； 預應力索(14)穿過橫向加勁肋(7)，兩端與內部耗能內芯(2)的兩個下連接板(6)相連，連接點位于兩相鄰短加勁肋(10)區格的中心；預應力索(14)的數量由計算確定。
【文檔編號】E04B1/98GK103967156SQ201410147191
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月11日 優先權日:2014年4月11日
【發明者】張愛林, 葉全喜, 劉學春, 封曉龍, 林娜 申請人:北京工業大學