三重圓鋼管防屈曲支撐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種開孔或槽型三重圓鋼管防屈曲支撐，包括作為受力部件的核芯管，兩個分別設在核芯管內(nèi)、外用于防止核芯管屈曲的內(nèi)套管和外套管。核芯管管壁中部開孔或槽，核芯管兩端連接節(jié)點板，內(nèi)套管、外套管的兩端通過螺栓分別與核芯管的兩端連接在一起；節(jié)點板通過螺栓與外部結(jié)構(gòu)連接。其全部由鋼材制成，具有重量輕、防屈曲能力強、強節(jié)點弱構(gòu)件的優(yōu)點。在地震作用下，通過節(jié)點板使得核芯管承受拉壓往復交變荷載，內(nèi)套管、外套管用以約束核芯管的受壓屈曲，這使得核芯管在受拉和受壓下均能進入屈服，因而滯回性能優(yōu)良；核芯管管壁開孔或槽使得核芯管兩端承載力強于中部，破壞優(yōu)先發(fā)生于中部，實現(xiàn)強節(jié)點弱構(gòu)件。
【專利說明】三重圓鋼管防屈曲支撐

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及建筑工程領域，具體涉及一種開孔或槽型三重圓鋼管防屈曲支撐。

【背景技術(shù)】
[0002]防屈曲支撐是近年來在我國逐漸得到廣泛應用的一種建筑消能減震新技術(shù)，由于這種支撐在受拉和受壓時都可屈服而不屈曲，克服了傳統(tǒng)支撐受壓時屈曲強度明顯低于受拉時的拉伸強度、滯回環(huán)面積過小等缺點，能極大提高建筑物在地震下的抗倒塌能力。目前，國內(nèi)防屈曲支撐防止芯板屈曲的構(gòu)造形式主要采用的是“鋼套管加砂漿填充”的構(gòu)造形式，即“灌漿型”。該構(gòu)造形式約束強度高，但重量較大，不利于安裝，特別是在抗震加固中使用受限。另外，也出現(xiàn)了全部采用鋼材制造、約束強度高的屈曲約束支撐，但是并沒有充分利用其防屈曲能力強、強節(jié)點弱構(gòu)件的優(yōu)點。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，為便于屈曲約束支撐在鋼結(jié)構(gòu)和大跨空間結(jié)構(gòu)中的應用，擴大其適用范圍，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種全部采用鋼材制造、約束強度高的鋼管防屈曲支撐，并充分考慮其防屈曲能力強、強節(jié)點弱構(gòu)件的優(yōu)點。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種三重圓鋼管防屈曲支撐，具體涉及到一種開孔或槽型三重圓鋼管防屈曲支撐，包括作為受力部件核芯管，分別套設在核芯管內(nèi)、外用于防止核芯管屈曲的內(nèi)套管和外套管，核芯管的兩端分別設有節(jié)點板，核芯管的兩段分別與兩端節(jié)點板焊接在一起，內(nèi)套管、外套管的兩端通過螺栓與核芯管的兩端連接在一起，節(jié)點板通過螺栓與外部結(jié)構(gòu)連接。
[0005]本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐的實施例中，核芯管比內(nèi)套管和外套管的長度長。
[0006]本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐優(yōu)選的一個實施例中，核芯管管壁中部開設有沿核芯管的圓周分布和軸向分布的多個孔。
[0007]本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐優(yōu)選的另外一個實施例中，核芯管管壁中部開設有沿核芯管的圓周分布和軸向分布的多個短槽。
[0008]本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐優(yōu)選的另外一個實施例中，核芯管管壁中部開設有沿核芯管的圓周分布多個長槽，長槽沿核芯管的軸向只設有一個。
[0009]本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐的一個優(yōu)選實施例中，內(nèi)套管、外套管和核芯管之間留有孔隙。
[0010]本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐優(yōu)選的另外一個實施例中，內(nèi)套管、夕卜套管和核芯管之間設有滑移層，滑移層優(yōu)選為硬質(zhì)橡膠。
[0011]有益效果
[0012]本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐，具體涉及到一種開孔或槽型三重圓鋼管防屈曲支撐，主要由三根圓形鋼管組成，其中一根為核芯管，兩根為套管。套管分別在核芯管內(nèi)部、外部，分別為內(nèi)套管和外套管。核芯管受力，內(nèi)、外套管防止核芯管受壓屈曲。核芯管比內(nèi)、外套管長，內(nèi)、外套管與核芯管之間分別留出一定空隙，可填充硬質(zhì)橡膠；防屈曲支撐整體通過節(jié)點板與外部結(jié)構(gòu)連接，核芯管兩端連接節(jié)點板；核芯管中部開槽或者開孔，使得屈服破壞優(yōu)先發(fā)生在中部，實現(xiàn)強節(jié)點弱構(gòu)件，具體分為開孔，開短槽，開長槽三種類型。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是三重圓鋼管防屈曲支撐示意圖。圖中100為三重圓鋼管防屈曲支撐，I為核芯管，3為外套管，4為節(jié)點板，5為螺栓。
[0014]圖2是三重圓鋼管防屈曲支撐剖面圖。圖中I為核芯管，2為內(nèi)套管，3為外套管，4為節(jié)點板，5為螺栓。
[0015]圖3是圖2的A-A剖面示意圖。圖中I為核芯管，2為內(nèi)套管，3為外套管，5為螺栓。
[0016]圖4是圖2的B-B剖面示意圖。圖中I為核芯管，4為節(jié)點板，6為螺栓孔。
[0017]圖5是開孔核芯管剖面圖及C-C剖面示意圖。圖中101為開孔核芯管，7為核芯管管壁中部開的孔。
[0018]圖6是開短槽核芯管剖面圖及D-D剖面示意圖。圖中102為開短槽核芯管，8為核芯管管壁中部開的短槽。
[0019]圖7是開長槽核芯管剖面圖及E-E剖面示意圖。圖中103為開長槽核芯管，9為核芯管管壁中部開的長槽。
[0020]圖8是圖1和圖2所示的三重圓鋼管防屈曲支撐與型鋼連接(螺栓連接)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中100為三重圓鋼管防屈曲支撐，200為型鋼，300為連接板，400為加勁螺釘，5為螺栓。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。
[0022]如圖1_4、8所示，本實用新型的一個實施例中的三重圓鋼管防屈曲支撐100。包括作為受力部件核芯管1，分別套設在核芯管I內(nèi)、外用于防止核芯管I屈曲的內(nèi)套管2和外套管3，核芯管I的兩端分別設有節(jié)點板4，核芯管I的兩段都與兩端節(jié)點板4焊接在一起，內(nèi)套管2、外套管3的兩端通過螺栓5與核芯管I的兩端連接在一起，節(jié)點板4通過螺栓5與外部結(jié)構(gòu)連接。
[0023]如圖1和2所述，作為優(yōu)選，本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐100的實施例中，核芯管I比內(nèi)套管2和外套管3的長度長。
[0024]如圖3-4所示，為了能夠消耗地震時的能量，本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐100的一個實施例中，內(nèi)套管2、外套管3和核芯管I之間留有孔隙。本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐100的另外一個優(yōu)選實施例中，內(nèi)套管2、外套管3和核芯管I之間設有滑移層，滑移層優(yōu)選為硬質(zhì)橡膠，保證核芯管I能夠自由滑移變形消耗能量，具有較強的耗能能力。
[0025]如圖5所示，本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐100優(yōu)選的一個實施例中，核芯管I管壁中部開設有沿核芯管I的圓周分布和軸向分布的多個孔7。
[0026]如圖7所示，本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐100優(yōu)選的另外一個實施例中，核芯管I管壁中部開設有沿核芯管I的圓周分布和軸向分布的多個短槽8。
[0027]如圖8所示，本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐優(yōu)選的另外一個實施例中，核芯I管管壁中部開設有沿核芯管I的圓周分布多個長槽9，長槽9沿核芯管I的軸向只設有一個。
[0028]本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐100全部由鋼材制成，具有重量輕，抗屈曲能力強的優(yōu)點，在地震作用下，節(jié)點板4有核芯管I承受拉壓往復交變荷載，內(nèi)套管2和外套管3用以防止核芯管I的受壓屈曲，特別是在核芯管I管壁中部優(yōu)選開孔7、開短槽8和開長槽9的實施例中，這樣使得核芯管I在受壓和受拉下均能進一步首先進入屈曲，因而其滯回性能更加優(yōu)良。三重圓鋼管防屈曲支撐100具有金屬阻尼器的耗能能力，可以在結(jié)構(gòu)中充當“保險絲”的作用，保護主體結(jié)構(gòu)。
[0029]本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐100具有較強的耗能能力，在強震中能率先進入耗能狀態(tài)，消耗地震能量及衰減結(jié)構(gòu)的地震反應，保護主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件免遭損壞，從而確保結(jié)構(gòu)的安全。一般來說，結(jié)構(gòu)越高、越柔、跨度越大，消耗減震效果就越顯著，因此，本實施例的三重圓鋼管防屈曲支撐100技術(shù)先進，能夠順應現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。
[0030]圖8示出了本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐100與型鋼200通過螺栓5連接的結(jié)構(gòu)。如圖8所示，型鋼200上設有連接板300，三重圓鋼管防屈曲支撐100通過高強度螺栓5與連接板300連接，為了提高連接強度，連接板300的兩側(cè)分別通過加勁螺釘400與型鋼200連接。
[0031]本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐100，在強震中能率先進入耗能狀態(tài)，消耗地震能量及衰減結(jié)構(gòu)的地震反應，保護主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件免遭損壞，從而確保結(jié)構(gòu)的安全。同時，由于通過“柔性耗能”來減少結(jié)構(gòu)地震反應，可以減少結(jié)構(gòu)中抗側(cè)力構(gòu)件的數(shù)量、減小構(gòu)件斷面，節(jié)約工程造價，經(jīng)濟性顯著。此外，傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系是通過加強結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度來滿足抗震要求，但結(jié)構(gòu)越強、剛度越大，地震作用也越大。這對于要求高強輕質(zhì)的高層結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)及橋梁結(jié)構(gòu)等，會制約其發(fā)展和應用。而本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐100是充分利用結(jié)構(gòu)變形迅速消耗地震能量，保護主體結(jié)構(gòu)的安全。一般來說，結(jié)構(gòu)越高、越柔、跨度，消耗減震的效果就也顯著。所以而本實用新型公開的三重圓鋼管防屈曲支撐100具有十分先進的技術(shù)進步性，順應現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。
[0032]最后應說明的是:顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.三重圓鋼管防屈曲支撐，具體涉及到一種開孔或槽型三重圓鋼管防屈曲支撐，其特征在于:包括作為受力部件核芯管，分別套設在核芯管內(nèi)、外用于防止所述核芯管屈曲的內(nèi)套管和外套管，所述核芯管的兩端分別設有節(jié)點板，所述核芯管的兩端分別與所述兩端節(jié)點板焊接在一起，所述內(nèi)套管、外套管的兩端通過螺栓分別與所述核芯管的兩端連接在一起，所述節(jié)點板通過螺栓與外部結(jié)構(gòu)連接，所述核芯管管壁中部優(yōu)選開設有沿所述核芯管的圓周分布和軸向分布的多個孔，所述內(nèi)、外套管和所述核芯管之間留有孔隙，所述內(nèi)套管、外套管和所述核芯管之間設有滑移層。
2.如權(quán)利要求1所述的三重圓鋼管防屈曲支撐，其特征在于:所述核芯管比所述內(nèi)套管和外套管的長度長。
3.如權(quán)利要求1所述的三重圓鋼管防屈曲支撐，其特征在于:所述核芯管管壁中部還可優(yōu)選開設有沿所述核芯管的圓周分布和軸向分布的多個短槽。
4.如權(quán)利要求1所述的三重圓鋼管防屈曲支撐，其特征在于:所述核芯管管壁中部還可優(yōu)選開設有沿所述核芯管的圓周分布多個長槽，所述長槽沿所述核芯管的軸向只設有一個。
【文檔編號】E04B1/98GK204163223SQ201420194136
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】胡孔國, 譚壯, 谷曉 申請人:中國電子工程設計院