CN101514570B - 一种灌浆套管耗能元件 - Google Patents
一种灌浆套管耗能元件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101514570B CN101514570B CN2009100488989A CN200910048898A CN101514570B CN 101514570 B CN101514570 B CN 101514570B CN 2009100488989 A CN2009100488989 A CN 2009100488989A CN 200910048898 A CN200910048898 A CN 200910048898A CN 101514570 B CN101514570 B CN 101514570B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dissipative element
- outer tube
- ring plate
- grouting
- grouting sleeve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 15
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims description 12
- 239000011405 expansive cement Substances 0.000 claims description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000003190 viscoelastic substance Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011814 protection agent Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
本发明公开了一种灌浆套管耗能元件,包括内管和外管,内管和外管同轴搭接,外管与内管搭接段之间的缝隙处设有膨胀水泥浆,膨胀水泥浆固化后形成膨胀水泥环。膨胀水泥浆的预应力使膨胀水泥环和管体的接触面的摩擦力增大。在正常使用状态下,该发明可以作为普通支撑承受轴向荷载,在地震荷载作用下,该发明通过内外管的相对滑动来消耗和吸收地震能量。该构件在加工精度上没有太高的要求,节省钢材,造价低廉。该发明在震灾中破坏失效后,仅需对灌浆套管耗能元件进行更换即可,非常方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种固定建筑物的支撑构件,特别涉及一种支撑构件的耗能元件,用于降低地震荷载效应对建筑物和构筑物结构的破坏。
背景技术
随着多、高层建筑兴建日益增加,抗震成为结构设计的主要研究对象。传统的抗震设计方法以“抗”为主要思路,由于其经济性和安全性方面都存在问题,故渐渐被结构控制技术所取代。结构控制技术包括主动结构控制技术和被动结构控制技术。耗能支撑技术是被动控制技术中较常见的一种,是新建建筑的抗震设防和既有建筑的抗震加固提高结构抗震性能的一种非常实用的途径。
普通耗能支撑是建筑结构中的非承重构件,有消能支撑组成的体系可以安装在柱间或抗震墙间,其做法是在普通支撑上安装各种作用不同的消能节点或阻尼装置。该装置在正常使用荷载及小震作用下一般不发生作用。在遇到强烈地震时,当结构的主要承重构件尚未发生屈服时,耗能支撑装置开始滑移或转动而发生作用,以增大阻尼或以摩擦功消耗地震输入结构的能量,从而使结构改变动力特性,达到保护主体结构的目的和起到减震的作用。目前,已开发出多种耗能减震支撑,它们可归纳为以下三类:摩擦耗能减震支撑、粘性和粘弹性阻尼器耗能减震支撑、防屈曲金属耗能减震支撑。
摩擦耗能减震支撑通过支撑的滑动来消耗和吸收地震能量;粘性和粘弹性阻尼器耗能减震支撑中的粘弹性阻尼器是由粘弹性材料与约束钢板交替叠合而成的,是一种主要与速度相关的减震装置。它通过粘弹性材料的剪切滞回变形来增加结构的阻尼,耗散输入的地震能量,从而减小结构的振动反应;金属屈曲耗能减震支撑利用金属材料进入塑性范围后的较好滞回性能耗能减震。现有的耗能支撑采用在普通支撑上安装各种作用不同的耗能元件、阻尼装置或者采用大延性金属材料制作的作法,具有造价较高、震后不便于维修更换、加工精度要求高、安装复杂等缺点,限制了耗能支撑的广泛应用。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明要解决的技术问题是提供一种便于维修更换、加工简单、施工简便、性能优越、造价低廉的支撑耗能元件,它能较经济地解决新建建筑的消能减震和既有建筑抗震加固的技术问题,同时,非地震状态时也是建筑结构的承重构件。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种灌浆套管耗能元件,包括内管和外管,所述内管和外管同轴搭接,所述外管与所述内管搭接段之间的缝隙处设有膨胀水泥浆,所述膨胀水泥浆固化后形成膨胀水泥环。
作为上述方案的一种优选,所述外管与所述内管搭接段的外端设有外环板,所述外管与所述内管搭接段的内端设有内环板,所述外环板和所述内环板与所述外管固定连接,所述内环板、外环板内管和所外管围成一灌浆空腔,所述灌浆空腔外壁上设有灌浆孔,所述膨胀水泥浆位于所述灌浆空腔内。
作为上述方案的一种优选,所述灌浆孔位于所述内环板或所述外环板或所述外管的灌浆空腔段或所述内管的灌浆空腔段上。
作为上述方案的一种优选,所述膨胀水泥浆中混有纤维,所述纤维可以为为钢纤维或碳纤维或玻璃纤维。
作为上述方案的一种优选,所述膨胀水泥浆中混有砂。
本发明的有益效果在于:本发明利用膨胀水泥浆的化学预应力,使膨胀水泥环和钢管的接触面压紧以增大摩擦力。在正常使用状态下,该发明可以承受很大 的轴向荷载,并具备和普通支撑一样的刚度;而在地震荷载作用下,该发明通过内外管的相对滑动来消耗和吸收地震能量。其作用机理,使得构件在加工精度上没有太高的要求,节省钢材,造价低廉。该发明在震灾中破坏失效后,仅需对支撑耗能元件进行更换即可。采用该支撑对结构设计人员无额外工作量,现场安装简便,无特殊技术要求。
采用本发明的耗能支撑可以取代现有的摩擦耗能减震支撑、粘性和粘弹性阻尼器耗能减震支撑和防屈曲金属耗能减震支撑在结构中使用,用途广泛。虽然,灌浆套管连接在建筑工程的构件连接中有所应用,但仅仅停留在钢管连接的层面上,其对多、高层建筑、空间结构、网架结构的消能减震和既有建筑的抗震加固的应用并未被认识到,本发明用一种施工简单、成本低廉的方法解决了新建建筑的消能减震和既有建筑的抗震加固技术问题。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例环板的示意图。
具体实施方式
下面接合附图,对发明的优选实施例进行详细的介绍。
如图1所示,作为本发明的一个实施例,该灌浆套管耗能元件,包括内管1和外管2,内管1沿管轴线插入外管2内同轴搭接,内管1外壁及外管2内壁表面均可进行喷砂或喷丸处理,外管2与内管1搭接段的外端设有环形外环板4,外管2与内管1搭接段的内端设有环形内环板5(如图2所示),外环板4和内环板5只与外管2固定连接,内环板5,外环板4、内管1和所述外管2围成灌浆空腔3,灌浆空腔3壁上设有灌浆孔,灌浆空腔3内通过灌浆孔9注入膨胀水泥浆,并形成膨胀水泥环。
在灌浆空腔3内灌注膨胀水泥浆后,固结后膨胀水泥浆体积膨胀形成水泥环,由于内外套管对水泥环的约束从而使水泥环和钢管之间产生径向预应力,膨胀水泥环和管体之间的摩擦力增大。当内外管在地震力作用下发生往复相对位移时,滑动面上的摩擦力做功消耗地震输入结构的能量,起到消能减震的作用。
水泥浆两端加固定外环板4和内环板5后,膨胀水泥浆受到三向约束,连接段的预应力有所提高,外环板4和内环板5可以根据实际情况同时使用,也可以只使用内环板5或外环板4。由于环板限制了连接段膨胀水泥浆与外管之间的相对位移,破坏面将出现在内管外壁和膨胀水泥浆的接触面上,在往复荷载作用下,这种破坏形式有利于该支撑耗能元件的受力。如果不使用内、外环板,可使用工程上常用的模板代替,但是在受力效果上没有使用内、外环板好。
为了灌浆方便,灌浆孔也可开在灌浆空腔壁上的任何地方,数量可以一个也可以是多个,图2中表示的灌浆孔9开在了环板上。
由于膨胀水泥浆抗压强度高,但受拉力易发生碎裂,因此可在膨胀水泥浆中加入纤维,纤维的加入在极大程度上改善了膨胀水泥浆的受力性能,提高了该种发明的承载力和滞回耗能性能。膨胀水泥浆中添加的纤维包括碳纤维和钢纤维等,纤维种类、掺量需按工程实际情况选取。为了减少水泥浆液化后的收缩,也可在膨胀水泥浆中可混入砂。
本发明的耗能减震性能主要由元件尺寸和膨胀水泥浆的膨胀率决定,膨胀剂的选取,其膨胀水泥浆的配合比很大程度上影响着该种发明的性能。
本发明在正常使用荷载作用下依靠钢管与膨胀水泥浆之间的摩擦力和粘结力传递轴力作用。在大的地震作用下,依靠钢管与膨胀水泥浆之间的滑动摩擦来消耗地震能量。
本发明的制作工艺:根据本发明的元件承载力等级确定内外钢管的具体尺寸和钢管套接段的长度,并根据钢管尺寸确定环板的相应尺寸。如需要混入纤维,内掺纤维的种类及纤维膨胀水泥浆的配比根据需要确定。外环板可加工成整个圆 环或两个半环,可在端部环板上加开灌浆孔。加工内外环板(如不使用内环板或外环板时可采用临时模板代替),完成内外环板和外管的连接,用泡沫塑料卡入外管内至内环板位置以限定灌浆段的长度。将内外管准确定位,确保两管轴线重合。纤维膨胀水泥浆按配比拌和,拌和方法根据纤维种类确定。将拌和完毕的膨胀水泥浆通过灌浆孔灌入灌浆空腔,灌浆后通过敲击等方法对其进行振捣,帮助纤维膨胀水泥浆中的空气排出,保证膨胀水泥浆的密实。然后在连接段用塑料膜封闭养护即可。
以上对本发明实施例所提供的一种灌浆套管耗能元件进行了详细介绍,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处(如纤维膨胀水泥浆中纤维的种类等)。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制,凡依本发明设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种灌浆套管耗能元件,其特征在于:包括内管(1)和外管(2),所述内管(1)和外管(2)同轴搭接,所述外管(2)与所述内管(1)搭接段之间的缝隙处设有膨胀水泥浆,所述膨胀水泥浆固化后形成膨胀水泥环。
2.根据权利要求1所述的一种灌浆套管耗能元件,其特征在于:所述外管(2)与所述内管(1)搭接段的外端设有外环板(4),所述外管(2)与所述内管(1)搭接段的内端设有内环板(5),所述外环板(4)和所述内环板(5)与所述外管(2)固定连接,所述内环板(5)、外环板(4)、内管(1)和所述外管(2)围成一灌浆空腔(3),所述灌浆空腔(3)外壁上设有灌浆孔,所述膨胀水泥浆位于所述灌浆空腔(3)内。
3.根据权利要求2所述的一种灌浆套管耗能元件,其特征在于:所述灌浆孔位于所述内环板(5)或所述外环板(4)上。
4.根据权利要求2所述的一种灌浆套管耗能元件,其特征在于:所述灌浆孔位于所述外管(2)的灌浆空腔(3)段或所述内管(1)的灌浆空腔(3)段上。
5.根据权利要求1至4任意一项权利要求所述的一种灌浆套管耗能元件,其特征在于:所述膨胀水泥浆中混有纤维。
6.根据权利要求5所述的一种灌浆套管耗能元件,其特征在于:所述纤维为钢纤维或碳纤维或玻璃纤维。
7.根据权利要求1至4或6任意一项权利要求所述的一种灌浆套管耗能元件,其特征在于:所述膨胀水泥浆中混有砂。
8.根据权利要求5所述的一种灌浆套管耗能元件,其特征在于:所述膨胀水泥浆中混有砂。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009100488989A CN101514570B (zh) | 2009-04-07 | 2009-04-07 | 一种灌浆套管耗能元件 |
JP2011507783A JP2011520047A (ja) | 2009-04-07 | 2010-03-10 | グラウチング二重管エネルギー吸収部材 |
PCT/CN2010/070948 WO2010115356A1 (zh) | 2009-04-07 | 2010-03-10 | 一种灌浆套管耗能元件 |
US12/863,896 US8353134B2 (en) | 2009-04-07 | 2010-03-10 | Grouted tubular energy-dissipation unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009100488989A CN101514570B (zh) | 2009-04-07 | 2009-04-07 | 一种灌浆套管耗能元件 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101514570A CN101514570A (zh) | 2009-08-26 |
CN101514570B true CN101514570B (zh) | 2011-01-19 |
Family
ID=41039178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2009100488989A Expired - Fee Related CN101514570B (zh) | 2009-04-07 | 2009-04-07 | 一种灌浆套管耗能元件 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101514570B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109356298A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-19 | 江苏蓝科减震科技有限公司 | 一阶摩擦型屈曲约束支撑 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8353134B2 (en) | 2009-04-07 | 2013-01-15 | Tongji University | Grouted tubular energy-dissipation unit |
CN102505770B (zh) * | 2011-11-10 | 2014-04-09 | 上海同育建筑科技有限公司 | 一种灌浆套管耗能元件 |
CN102704700B (zh) * | 2012-05-24 | 2015-09-30 | 上海同育建筑科技有限公司 | 一种钢构件局部加固灌浆套管 |
CN102704701B (zh) * | 2012-05-24 | 2015-09-30 | 上海同育建筑科技有限公司 | 一种钢构件整体加固灌浆套管 |
CN102704702B (zh) * | 2012-05-24 | 2015-09-30 | 上海同育建筑科技有限公司 | 一种提高钢构件承载力的加固灌浆套管 |
NO337777B1 (no) * | 2014-03-03 | 2016-06-20 | Svein Berg Holding As | En jordskjelvbestandig bygningsforbindelse og et jordskjelvbestandig trappesystem. |
WO2017181712A1 (zh) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 淄博环能海臣环保技术服务有限公司 | 保温耐张力外壳内置预应力膨胀水泥复合防腐非金属内胆 |
WO2017181714A1 (zh) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 淄博环能海臣环保技术服务有限公司 | 一种耐张力外壳内置预应力膨胀水泥复合防腐非金属内胆 |
WO2017181715A1 (zh) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 淄博环能海臣环保技术服务有限公司 | 一种耐张力外壳内置预应力膨胀水泥复合防腐非金属管道 |
-
2009
- 2009-04-07 CN CN2009100488989A patent/CN101514570B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109356298A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-19 | 江苏蓝科减震科技有限公司 | 一阶摩擦型屈曲约束支撑 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101514570A (zh) | 2009-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101514570B (zh) | 一种灌浆套管耗能元件 | |
CN101525911B (zh) | 一种带抗剪键的套管耗能元件 | |
CN101525910B (zh) | 一种带保护件的灌浆套管耗能元件 | |
WO2010115356A1 (zh) | 一种灌浆套管耗能元件 | |
CN104032856B (zh) | 一种预制剪力墙水平连接节点 | |
KR101522900B1 (ko) | 압력식 그라우팅 마이크로 파일과 그의 시공방법 | |
CN101025034A (zh) | 异形钢管混凝土芯柱 | |
CN102127975A (zh) | 混凝土预成孔静态破碎技术 | |
CN108643396A (zh) | 装配式内置保温层发泡混凝土复合墙-轻钢框架连接节点 | |
CN101525912B (zh) | 一种配筋灌浆套管耗能元件 | |
CN105714678B (zh) | 一种复合式重力锚碇 | |
CN201883562U (zh) | 铝合金套筒约束防屈曲钢管支撑结构 | |
CN102635246A (zh) | 一种承重墙加固体及利用其对承重墙加固的方法 | |
CN108005311B (zh) | 一种纤维复材筋的连接件 | |
JP5615015B2 (ja) | 耐震補強構造及び耐震補強方法 | |
CN108643346A (zh) | 装配式内置保温层发泡混凝土复合墙-轻钢框架-楼板连接节点 | |
CN210712520U (zh) | 一种用于改善桥梁抗震性能的装配式防屈曲支撑装置 | |
CN202689338U (zh) | 一种钢管frp管混凝土组合柱 | |
CN213358683U (zh) | 预制一体式钢筋混凝土检查井 | |
CN103981977A (zh) | 人造挂板保温复合外墙系统 | |
CN203284801U (zh) | 拼装检查井 | |
CN114108810A (zh) | Frp管材桁架拼装用复合增强型钢套管节点及安装方法 | |
Ya et al. | Shaking table test on a frame structure model of SCOPE system | |
CN206143930U (zh) | 一种可拆卸装配式钢筋混凝土柱与钢梁连接节点 | |
CN114033417B (zh) | 环保混凝土预制墙壁、其建造方法及隧道 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110119 |