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一种内核为圆管外套钢管混凝土的屈曲约束支撑.pdf

  • 上传人:1****2
  • 文档编号:606432
  • 上传时间:2018-02-26
  • 格式:PDF
  • 页数:8
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201110031974.2

    申请日:

    2011.01.28

    公开号:

    CN102619292A

    公开日:

    2012.08.01

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):E04B 1/98申请公布日:20120801|||公开

    IPC分类号:

    E04B1/98; E01D19/00

    主分类号:

    E04B1/98

    申请人:

    上海丹木钢结构技术有限公司

    发明人:

    贾建坡; 王木

    地址:

    201801 上海市嘉定区嘉新公路835弄25号6幢367室

    优先权:

    专利代理机构:

    上海世贸专利代理有限责任公司 31128

    代理人:

    严新德

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    内容摘要

    一种内核为圆管外套钢管混凝土的屈曲约束支撑,由内核钢支撑构件、无粘结材料层和外包钢管混凝土构件构成,内核钢支撑构件为圆柱形钢管,无粘结材料层覆盖在圆柱形钢管外壁上,外包钢管混凝土构件为管状构件,无粘结材料层与外包钢管混凝土构件的内侧壁之间设置有间隙,圆柱形钢管的两端内各自固定焊接有十字型连接钢板,十字型连接钢板沿圆柱形钢管的轴向向外延伸,延伸段直径大于圆柱形钢管内径。本发明中内管中间部分为约束屈服段,内管端部由十字型连接钢板加强的部位为约束非屈服段,外伸段为不约束非屈服段。内管选材、加工方便,焊接工作量小,外管支模、浇灌方便、自重轻,综合造价低,可用于民用建筑、工业建筑、公共建筑和桥梁工程等。

    权利要求书

    1: 一种内核为圆管外套钢管混凝土的屈曲约束支撑, 由内核钢支撑构件、 无粘结材料 层和外包钢管混凝土构件构成, 其特征在于 : 所述的内核钢支撑构件由一个圆柱形钢管构 成, 所述的无粘结材料层覆盖在所述的圆柱形钢管的外圆周壁上, 所述的外包钢管混凝土 构件为管状构件, 圆柱形钢管设置在外包钢管混凝土构件的内部, 无粘结材料层与外包钢 管混凝土构件的内侧壁之间设置有间隙, 圆柱形钢管的两端内各自固定焊接有一个十字型 连接钢板, 任意一个所述的十字型连接钢板的径向截面均呈十字形, 任意一个十字型连接 钢板均沿圆柱形钢管的轴向、 向圆柱形钢管的两端外延伸, 十字型连接钢板延伸段的径向 截面的直径大于圆柱形钢管的内径, 圆柱形钢管的两端和外包钢管混凝土构件的两端焊接 有封头板, 十字型连接钢板延伸段上设置有两个以上数目的连接螺栓孔。
    2: 如权利要求 1 所述的内核为圆管外套钢管混凝土的屈曲约束支撑, 其特征在于 : 所 述的外包钢管混凝土构件的径向截面呈圆形或矩形, 所述的圆柱形钢管的中心轴线与外包 钢管混凝土构件的中心轴线重合。
    3: 如权利要求 1 所述的内核为圆管外套钢管混凝土的屈曲约束支撑, 其特征在于 : 所 述的无粘结材料层由聚四氟乙烯薄膜、 聚氯乙烯薄膜、 聚乙烯薄膜或油脂脱模剂复合构成。
    4: 如权利要求 1 所述的内核为圆管外套钢管混凝土的屈曲约束支撑, 其特征在于 : 无 粘结材料层与外包钢管混凝土构件的内侧壁之间的间隙为 1 ~ 3mm。
    5: 如权利要求 1 所述的内核为圆管外套钢管混凝土的屈曲约束支撑, 其特征在于 : 圆 柱形钢管和外包钢管混凝土构件的轴向的中部设置有径向圆孔, 所述的径向圆孔内设置有 一个钢圆柱体, 所述的钢圆柱体沿圆柱形钢管和外包钢管混凝土构件的直径贯穿圆柱形钢 管和外包钢管混凝土构件, 钢圆柱体的两端与外包钢管混凝土构件的外壁焊接固定。

    说明书


    一种内核为圆管外套钢管混凝土的屈曲约束支撑

        技术领域 :
         本发明涉及建筑领域, 尤其涉及土木工程中支撑构件, 特别涉及新建或加固建筑 工程中所用的支撑件, 特别是一种内核为圆管外套钢管混凝土的屈曲约束支撑。 背景技术 :
         在土木工程中, 抗风抗震设计中通过增强支撑结构本身的抗风抗震性能来保证刚 度、 强度和延性, 但这种支撑结构受压时容易发生屈曲使部分结构退出工作, 降低结构抗侧 刚度, 造成其它部分的荷载增加, 结构变形增大, 对结构十分不利。屈曲约束支撑结构是一 种受压不会屈曲、 从而受拉和受压均能屈服的支撑结构, 具有稳定、 饱满的滞回性能。屈曲 约束支撑构件的应用, 能改善传统支撑构件受轴向压力时会发生屈曲的缺点, 有效解决了 普通支撑一旦屈曲后结构刚度迅速退化的问题, 保证了结构在大震作用下的抗震性能。此 外, 利用钢材于屈服后具有吸收能量的特性, 使得屈曲约束支撑不仅是支撑构件, 也是一种 性能优越的耗能构件, 可以有效地降低结构受地震时的反应。
         美国自 1994 年加州北岭地震后, 开始逐渐采用屈曲约束支撑, 对屈曲约束支撑框 架系统制订了设计方法及规范, 以作为此种结构系统的抗震设计依据。日本 1995 年阪神 大地震后, 也开始广泛地将屈曲约束支撑作为结构抗震之耗能构件。我国的上海、 北京、 台 湾等地现有多栋建筑也采用了屈曲约束支撑。屈曲约束支撑在美国和日本称之为无粘结 支撑 (Unbonded Brace), 在国内称之为屈曲约束支撑或防屈曲支撑 (BucklingRestrained Brace)。
         现有技术中, 屈曲约束支撑构件由内核钢支撑构件和外包钢管混凝土组成, 内核 钢支撑构件多采用一字型或十字形钢板, 外包钢管混凝土中的混凝土部分是待内核钢支撑 构件和外包钢管固定好位置后, 再浇灌、 振捣。由于自身的构造相对复杂, 传统的屈曲约束 支撑构件存在一些不足 : (1) 采用混凝土或砂浆作为填充材料, 灌浆操作比较困难。实际工 程中, 屈曲约束支撑构件长度一般都在 4 米以上。此时, 既要保证混凝土或砂浆密实, 又要 保证外钢管和内核钢支撑构件的相对位置不能偏移, 是比较困难的, 验收、 检验更是不易 ; (2) 自重大, 运输、 安装相对困难。吨位较大的构件, 由于其自身截面较大, 自重往往会达到 1 吨以上, 甚至几吨, 不便于运输和工程现场安装。(3) 加工制作成本较高。 发明内容 :
         本发明的目的在于提供一种内核为圆管外套钢管混凝土的屈曲约束支撑, 所述的 这种内核为圆管外套钢管混凝土的屈曲约束支撑要解决现有技术中屈曲约束支撑构件施 工不方便、 不容易检验、 重量大、 成本高的技术问题。
         本发明的这种内核为圆管外套钢管混凝土的屈曲约束支撑由内核钢支撑构件、 无 粘结材料层和外包钢管混凝土构件构成, 其中, 所述的内核钢支撑构件由一个圆柱形钢管 构成, 所述的无粘结材料层覆盖在所述的圆柱形钢管的外圆周壁上, 所述的外包钢管混凝 土构件为管状构件, 圆柱形钢管设置在外包钢管混凝土构件的内部, 无粘结材料层与外包钢管混凝土构件的内侧壁之间设置有间隙, 圆柱形钢管的两端内各自固定焊接有一个十字 型连接钢板, 任意一个所述的十字型连接钢板的径向截面均呈十字形, 任意一个十字型连 接钢板均沿圆柱形钢管的轴向、 向圆柱形钢管的两端外延伸, 十字型连接钢板延伸段的径 向截面的直径大于圆柱形钢管的内径, 圆柱形钢管的两端和外包钢管混凝土构件的两端焊 接有封头板, 十字型连接钢板延伸段上设置有两个以上数目的连接螺栓孔。
         进一步的, 所述的外包钢管混凝土构件的径向截面呈圆形或矩形, 所述的圆柱形 钢管的中心轴线与外包钢管混凝土构件的中心轴线重合。
         进一步的, 所述的无粘结材料层由聚四氟乙烯薄膜、 聚氯乙烯薄膜、 聚乙烯薄膜或 油脂脱模剂复合构成。
         进一步的, 无粘结材料层与外包钢管混凝土构件的内侧壁之间的间隙为 1 ~ 3mm。
         进一步的, 圆柱形钢管和外包钢管混凝土构件的轴向的中部设置有径向圆孔, 所 述的径向圆孔内设置有一个钢圆柱体, 所述的钢圆柱体沿圆柱形钢管和外包钢管混凝土构 件的直径贯穿圆柱形钢管和外包钢管混凝土构件, 钢圆柱体的两端与外包钢管混凝土构件 的外壁焊接固定。
         进一步的, 所述的圆柱形钢管和外包钢管混凝土构件中的钢管牌号为 Q235、 Q345、 Q390、 Q420、 10、 15 或 20。
         本发明和已有技术相比较, 其效果是积极和明显的。本发明采用圆柱形钢管作为 内核支撑, 内管端部为外伸段, 外伸段由十字型连接钢板组成, 十字型连接钢板在靠近外管 端部位置变截面, 并延伸至内管内。 内管中间部分为约束屈服段, 内管端部由十字型连接钢 板加强的部位为约束非屈服段, 外伸段为不约束非屈服段。内管选材方便, 采购方便, 加工 方便, 加工周期短, 加工时只需下料切割就好, 焊接工作量小 ; 外管为空心的钢管混凝土, 支 模、 浇灌方便 ; 综合造价低, 加工快捷, 自重较轻, 运输安装方便, 综合造价比传统屈曲约束 支撑构件低。 本发明构造简单、 承载力高、 外形美观、 加工方便、 造价低廉, 可用于民用建筑、 工业建筑、 公共建筑和桥梁工程等。 附图说明 :
         图 1 是本发明一种内核为圆管外套钢管混凝土的屈曲约束支撑的结构示意图。
         图 2 是图 1 中 A-A 方向的剖面示意图。
         图 3 是图 1 中的 B-B 方向的剖面示意图。
         图 4 是图 1 中的 C-C 方向的剖面示意图。
         图 5 是图 1 中的 D-D 方向的剖面示意图。
         图 6 是本发明一种内核为圆管外套钢管混凝土的屈曲约束支撑的安装示意图。 具体实施方式 :
         实施例 1 :
         如图 1、 图 2、 图 3、 图 4、 图 5 和图 6 所示, 本发明的一种内核为圆管外套钢管混凝 土的屈曲约束支撑, 由内核钢支撑构件、 无粘结材料层 3 和外包钢管混凝土构件 4 构成, 其 中, 所述的内核钢支撑构件由一个圆柱形钢管 1 构成, 所述的无粘结材料层 3 覆盖在所述的 圆柱形钢管 1 的外圆周壁上, 所述的外包钢管混凝土构件 4 为管状构件, 圆柱形钢管 1 设置在外包钢管混凝土构件 4 的内部, 无粘结材料层 3 与外包钢管混凝土构件 4 的内侧壁之间 设置有间隙, 圆柱形钢管 1 的两端内各自固定焊接有一个十字型连接钢板 2, 任意一个所述 的十字型连接钢板 2 的径向截面均呈十字形, 任意一个十字型连接钢板 2 均沿圆柱形钢管 1 的轴向、 向圆柱形钢管 1 的两端外延伸, 十字型连接钢板 2 延伸段的径向截面的直径大于 圆柱形钢管 1 的内径, 圆柱形钢管 1 的两端和外包钢管混凝土构件 4 的两端焊接有封头板 7, 十字型连接钢板 2 延伸段上设置有两个以上数目的连接螺栓孔 8。
         进一步的, 所述的外包钢管混凝土构件 4 的径向截面呈圆形或矩形, 所述的圆柱 形钢管 1 的中心轴线与外包钢管混凝土构件 4 的中心轴线重合。
         进一步的, 所述的无粘结材料层 3 由聚四氟乙烯薄膜、 聚氯乙烯薄膜、 聚乙烯薄膜 或油脂脱模剂复合构成。
         进一步的, 无粘结材料层 3 与外包钢管混凝土构件 4 的内侧壁之间的间隙为 1 ~ 3mm。
         进一步的, 圆柱形钢管 1 和外包钢管混凝土构件 4 的轴向的中部设置有径向圆孔, 所述的径向圆孔内设置有一个钢圆柱体 6, 所述的钢圆柱体 6 沿圆柱形钢管 1 和外包钢管混 凝土构件 4 的直径贯穿圆柱形钢管 1 和外包钢管混凝土构件 4, 钢圆柱体 6 的两端与外包钢 管混凝土构件 4 的外壁焊接固定。 进一步的, 所述的圆柱形钢管 1 和外包钢管混凝土构件 4 中的钢管 41 的牌号为 Q235、 Q345、 Q390、 Q420、 10、 15 或 20。
         本发明的加工过程中, 首先根据具体工程对支撑强度和刚度的要求, 确定圆柱形 钢管 1、 十字型连接钢板 2 延伸段、 无粘结材料层 3 和外套钢管混凝土构件 4 的截面及长 度, 根据钢结构构件的截面和长度下料, 在需要钻孔的位置钻孔, 对钢结构构件进行除锈、 喷漆 ; 然后完成外套钢管混凝土构件 4 中混凝土部分的支模、 浇灌、 振捣、 养护 ; 第三步, 在 内管 1 端部开槽, 在圆柱形钢管 1 外壁延全长粘贴无粘结材料层 3 ; 第四步, 把圆柱形钢管 1 装进外套钢管混凝土构件 4 中, 把外伸段的十字型连接钢板 2 插进圆柱形钢管 1 开的槽中 并焊接 ; 第五步, 把内外管中部的圆孔对正, 用钢圆柱体 6 穿过圆孔, 把钢圆柱体 6 塞焊在外 套钢管混凝土构件 4 外壁, 把焊缝打磨平整 ; 第六步, 焊接内外管的封头板 7, 第六步, 补漆, 完成整个屈曲约束支撑构件的制作。
         具体的, 如图 6 所示, 外伸段的十字型连接钢板 2 由连接螺栓 9 与连接板 10 连接, 连接板 10 的外端与柱 11、 梁 12 间的节点板 13 连接在一起。 安装时, 根据结构需要在柱 11、 梁 12 的交接处或梁 12 的中部设置节点板 13, 然后通过连接板 10 和螺栓 9 将支撑连接在节 点板 13 上, 完成安装。
        

    关 键  词:
    一种 内核 圆管 外套 钢管 混凝土 屈曲 约束 支撑
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