CN102912884A

CN102912884A - 套筒约束防屈曲耗能支撑

Info

Publication number: CN102912884A
Application number: CN2012104387103A
Authority: CN
Inventors: 汪青杰; 张延年; 刘阳; 郑怡; 徐春一
Original assignee: Shenyang Jianzhu University
Current assignee: Shenyang Jianzhu University
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2013-02-06

Abstract

本发明涉及套筒约束防屈曲耗能支撑，包括有耗能钢管、内隔离薄壁钢管、外隔离薄壁钢管、外约束钢管、内约束混凝土、外约束混凝土、端板、加强钢管、安装板和加强肋，所述的内隔离薄壁钢管、耗能钢管、外隔离薄壁钢管和外约束钢管依次由内向外设置且中心相同；外隔离薄壁钢管和外约束钢管之间浇筑外约束混凝土；内隔离薄壁钢管内部浇筑内约束混凝土，在耗能钢管的两端分别设置加强钢管；耗能钢管和加强钢管的两端均与安装板连接并且采用加强肋加强连接，安装板上设置螺孔。本发明采用有效隔离的方式，避免约束混凝土破坏，使其耗能能力显著提升。具有耗能能力强、加工简单、安装方便等优点，拥有良好的抗震性能、延性和滞回耗能能力。

Description

套筒约束防屈曲耗能支撑

技术领域

本发明涉及一种建筑结构的耗能支撑，特别是涉及一种建筑结构振动控制的套筒约束防屈曲耗能支撑。

背景技术

地震灾害具有突发性和毁灭性，严重威胁着人类生命、财产的安全。世界上每年发生破坏性地震近千次，一次大地震可引起上千亿美元的经济损失，导致几十万人死亡或严重伤残。我国地处世界上两个最活跃的地震带上，是遭受地震灾害最严重的国家之一，地震造成的人员伤亡居世界首位，经济损失也十分巨大。地震中建筑物的大量破坏与倒塌，是造成地震灾害的直接原因。地震发生时，地面振动引起结构的地震反应。对于基础固接于地面的建筑结构物，其反应沿着高度从下到上逐层放大。由于结构物某部位的地震反应(加速度、速度或位移)过大，使主体承重结构严重破坏甚至倒塌；或虽然主体结构未破坏，但建筑饰面、装修或其它非结构配件等毁坏而导致严重损失；或室内昂贵仪器、设备破坏导致严重的损失或次生灾害。为了避免上述灾害的发生，人们必须对结构体系的地震反应进行控制，并消除结构体系的“放大器”作用。

结构消能减振技术是把结构的某些非承重构件(如支撑、剪力墙、连接件等)设计成消能杆件，或在结构的某些部位(层间空间、节点、连接缝等)安装消能装置。在小风或小震时，这些消能杆件(或消能装置)和结构本身具有足够的侧向刚度以满足使用要求，结构处于弹性状态；当出现大震或大风时，随着结构侧向变形的增大，消能构件或消能装置率先开始工作，产生较大阻尼，大量消耗输入结构的地震或风振能量，使结构的动能或弹性势能等能量转化成热能等形式耗散掉，迅速衰减结构的地震或风振反应(位移、速度、加速度等)，使主体结构避免出现明显的非弹性状态，保护主体结构及构件在强震或大风中免遭破坏。因为地震等原因传输给建筑结构的外部能量，是结构产生振动的根源，所以在结构中设置耗能装置，增加耗能量，将会减少结构的振动反应。将消能部件用于支撑中可形成各种耗能支撑，如交叉支撑、斜撑支撑、K形支撑等。

目前研究开发的防屈曲耗能支撑有中国专利号200710062637.3公开了一种名称为“钢管防屈曲耗能支撑”发明专利；中国专利号200810204340.0公开了一种名称为“防屈曲耗能支撑”发明专利；中国专利号200910081817.5公开了一种名称为“一种全钢结构防屈曲耗能支撑”发明专利；中国专利号200910226690.1公开了一种名称为“自动恢复轴线居中功能的复合型耗能支撑构件”发明专利等。然而一些防屈曲耗能支撑的约束混凝土容易被压碎而失去了约束与防屈曲作用，致使其耗能能力大幅降低。因此，一些耗能支撑制造工艺，耗能性能等仍需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供套筒约束防屈曲耗能支撑，采用有效隔离的方式，避免约束混凝土破坏，以提高其耗能能力。利用套筒约束防屈曲耗能支撑的耗能作用能够减少建筑结构的地震反应，对建筑结构起到很好的保护作用。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

套筒约束防屈曲耗能支撑，包括有耗能钢管、内隔离薄壁钢管、外隔离薄壁钢管、外约束钢管、内约束混凝土、外约束混凝土、端板、加强钢管、安装板和加强肋，所述的内隔离薄壁钢管、耗能钢管、外隔离薄壁钢管和外约束钢管依次由内向外设置且中心相同；外隔离薄壁钢管和外约束钢管之间浇筑外约束混凝土；内隔离薄壁钢管内部浇筑内约束混凝土，在耗能钢管的两端分别设置加强钢管；耗能钢管和加强钢管的两端均与安装板连接并且采用加强肋加强连接，安装板上设置螺孔。

所述的安装板和加强肋的端面呈米字型。

所述的耗能钢管、内隔离薄壁钢管和外隔离薄壁钢管之间的间距为5~20mm。

所述的耗能钢管、内隔离薄壁钢管、外隔离薄壁钢管、外约束钢管与加强钢管的截面均为圆形。

所述的耗能钢管、内隔离薄壁钢管、外隔离薄壁钢管、外约束钢管与加强钢管的截面均为方形。

3、优点及有益效果：

本发明的效果和优点是采用有效隔离的方式，避免约束混凝土破坏，使其耗能能力显著提升。具有耗能能力强、加工简单、安装方便等优点，它能使结构拥有良好的抗震性能、延性和滞回耗能能力。

附图说明

图1为本发明圆筒式套筒约束防屈曲耗能支撑的正立面示意图；

图2为图1的A-A剖面示意图；

图3为本发明圆筒式套筒约束防屈曲耗能支撑的侧立面示意图；

图4为本发明方筒式套筒约束防屈曲耗能支撑的正立面示意图；

图5为图4的B-B剖面示意图；

图6为本发明方筒式套筒约束防屈曲耗能支撑的侧立面示意图。

图中，1为耗能圆钢管；2为内隔离薄壁圆钢管；3为外隔离薄壁圆钢管；4为外约束圆钢管；5为内约束混凝土；6为外约束混凝土；7为耗能方钢管；8为内隔离薄壁方钢管；9为外隔离薄壁方钢管；10为外约束方钢管；11为端板；12为加强圆钢管；13为安装板；14为加强肋；15为加强方钢管；16为螺孔。

具体实施方式

下面结合技术方案和参照附图对本发明进行详细说明。

实施例1：

如图1~图3所示，套筒约束防屈曲耗能支撑包括有耗能圆钢管1、内隔离薄壁圆钢管2、外隔离薄壁圆钢管3、外约束圆钢管4、内约束混凝土5、外约束混凝土6、端板11、加强圆钢管12、安装板13、加强肋14和螺孔16。

所述的内隔离薄壁圆钢管2、耗能圆钢管1、外隔离薄壁圆钢管3和外约束圆钢管4依次由内向外设置且中心相同；外隔离薄壁圆钢管3和外约束圆钢管4之间浇筑外约束混凝土6；内隔离薄壁圆钢管2内部浇筑内束混凝土5。在耗能圆钢管1的两端分别设置加强圆钢管12；耗能圆钢管1和加强圆钢管12的两端均与安装板13连接，且采用加强肋14加强连接。安装板13上设置螺孔16，与梁、柱等采用螺栓连接。安装板13和加强肋14的端面呈米字型。耗能圆钢管1与内隔离薄壁圆钢管2之间的间距为5~20mm，耗能圆钢管1与外隔离薄壁圆钢管3之间的间距为5~20mm。

实施例2：

如图4-6所示，套筒约束防屈曲耗能支撑包括有耗能方钢管7、内隔离薄壁方钢管8、外隔离薄壁方钢管9、外约束方钢管10、内约束混凝土5、外约束混凝土6、端板11、安装板13、加强肋14、加强方钢管15和螺孔16。所述的内隔离薄壁方钢管8、耗能方钢管7、外隔离薄壁方钢管9和外约束方钢管10依次由内向外设置且中心相同。外隔离薄壁方钢管9和外约束方钢管10之间浇筑外约束混凝土6；内隔离薄壁方钢管8内部浇筑内约束混凝土5。在耗能方钢管7的两端分别设置加强方钢管15。耗能方钢管7和加强方钢管15的两端均与安装板13连接，且采用加强肋14加强连接。安装板13上设置螺孔16，与梁、柱等采用螺栓连接。安装板13和加强肋14的端面呈米字型。耗能方钢管7与内隔离薄壁方钢管8的间距为5~20mm。耗能方钢管7与外隔离薄壁方钢管9的间距为5~20mm。

Claims

1.套筒约束防屈曲耗能支撑，其特征在于：包括有耗能钢管、内隔离薄壁钢管、外隔离薄壁钢管、外约束钢管、内约束混凝土、外约束混凝土、端板、加强钢管、安装板和加强肋，所述的内隔离薄壁钢管、耗能钢管、外隔离薄壁钢管和外约束钢管依次由内向外设置且中心相同；外隔离薄壁钢管和外约束钢管之间浇筑外约束混凝土；内隔离薄壁钢管内部浇筑内约束混凝土，在耗能钢管的两端分别设置加强钢管；耗能钢管和加强钢管的两端均与安装板连接并且采用加强肋加强连接，安装板上设置螺孔。

2. 根据权利要求1所述的套筒约束防屈曲耗能支撑，其特征在于：所述的安装板和加强肋的端面呈米字型。

3. 根据权利要求1所述的套筒约束防屈曲耗能支撑，其特征在于：所述的耗能钢管与内隔离薄壁钢管和外隔离薄壁钢管之间的间距为5~20mm。

4.根据权利要求1-3所述的套筒约束防屈曲耗能支撑，其特征在于：所述的耗能钢管、内隔离薄壁钢管、外隔离薄壁钢管、外约束钢管与加强钢管的截面均为圆形。

5.根据权利要求1--3所述的套筒约束防屈曲耗能支撑，其特征在于：所述的耗能钢管、内隔离薄壁钢管、外隔离薄壁钢管、外约束钢管与加强钢管的截面均为方形。