CN103981975B - 竹木填充屈曲约束支撑 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竹木填充屈曲约束支撑，包括金属核心部件、竹木纤维填充部件和外围约束部件；所述竹木纤维填充部件位于金属核心部件和外围约束部件之间，并将两者隔离，从而避免形成电化学腐蚀。本发明金属核心部件和外围约束部件之间填充竹木纤维，竹木纤维填充部件位于金属核心部件和外围约束部件之间，并将两者隔离从而避免形成化学腐蚀。竹木纤维构件截面形式可根据金属核心部件形式选用平板和矩形等，而采用竹木作为填充材料替代传统混凝土，不仅质量较轻，而且易于回收利用，符合环境保护要求。
Description
技术领域
本发明属于土木工程领域，涉及一种用于减小工程结构地震灾害影响的屈曲约束支撑。
背景技术
屈曲约束支撑是一种利用金属屈服滞回耗能的装置，由于其性能稳定、制作方便、成本低廉等优点，近年来得到了广泛的研究和应用。
目前，我国在工程上普遍应用的屈曲约束支撑根据约束部件主要分为两种：①内填混凝土或砂浆钢管约束部件；②由型钢制作的全钢约束部件。约束部件不直接承受轴向荷载，在外压力作用下可以抑制核心部件的低阶屈曲，核心部件在拉力和压力作用下全截面屈服，屈曲约束支撑滞回曲线饱满。
但是如果采用铝合金作为核心部件时，上述屈曲约束支撑的方案存在如下问题：①铝合金核心部件和外围约束部件之间可能发生电化学腐蚀的问题，如铝合金与钢接触腐蚀，或者铝合金与混凝土在潮湿环境下的接触腐蚀，严重影响了屈曲约束支撑的使用性能和寿命。②当屈曲约束支撑较长时，内填混凝土或砂浆钢管作为约束部件自重较大，特别是当屈曲约束支撑应用于大型结构时，其约束部件的整体抗弯能力需求会随着跨度增大而提高，导致约束部件截面尺寸和内填混凝土或砂浆用量增加，不利于施工中的安装与拆卸。③在地震后屈曲约束支撑如需更换，其内填的混凝土或砂浆将形成建筑垃圾，无法重复利用，不利于环境保护。
发明内容
本发明为了解决屈曲约束支撑金属核心部件与外围约束部件之间可能产生电化学腐蚀、内填混凝土钢管约束部件自重大、混凝土无法重复利用不利于环境保护等问题，提供了一种竹木填充屈曲约束支撑。
本发明采用的技术方案为：一种竹木填充屈曲约束支撑，包括金属核心部件、竹木纤维填充部件和外围约束部件；所述竹木纤维填充部件位于金属核心部件和外围约束部件之间，并将两者隔离，从而避免形成电化学腐蚀。
作为优选，所述金属核心部件可以是一字形或十字形或工字形或T字形。
作为优选，所述金属核心部件采用一字形构件，外围约束部件为外围约束平板，竹木纤维填充部件包括填充平板和填充板条；
所述金属核心部件设置在两块填充平板之间，填充平板的宽度大于金属核心部件一字形构件的宽度，两块填充平板之间的空隙设置有填充板条；所述填充平板、填充板条与一字形构件表面紧靠，并留有间隙；所述外围约束平板紧贴在填充平板的外侧，并由螺栓穿过外围约束平板、填充平板、填充板条对拉固接形成约束。
作为优选，所述金属核心部件采用十字形构件，竹木纤维填充部件包括填充体和填充板条；
所述金属核心部件十字形构件的四个角分别设置有四块填充体，每个填充体的宽度均大于相邻十字形构件的长度，四个填充体之间空隙设置有填充板条；所述填充体、填充板条与十字形构件表面紧靠，并留有间隙；所述外围约束部件紧贴在填充体和填充板条的外围；外围约束部件采用钢板和槽钢通过螺栓对拉固接形成箱型约束结构，或采用钢板之间焊接形成箱型约束结构。
作为优选，所述金属核心部件采用T字形构件，竹木纤维填充部件包括填充体和填充板条；
所述金属核心部件T字形构件的两个角和一个外侧面分别设置有三块填充体，每个填充体的宽度均大于相邻T字形构件的长度，三个填充体之间空隙设置有填充板条；所述填充体、填充板条与T字形构件表面紧靠，并留有间隙；所述外围约束部件紧贴在填充体和填充板条的外围；外围约束部件采用钢板和槽钢通过螺栓对拉固接形成箱型约束结构，或采用钢板之间焊接形成箱型约束结构。
本发明竹木纤维填充部件位于金属核心部件和外围约束构件形成的空白区域内，表面紧靠并留有微小空隙，外围约束部件可采用钢板或型钢及其组合。
本发明具有以下有益效果：
1.竹木纤维填充构件将金属核心部件和外围约束部件隔离，避免了两者之间可能存在的电化学腐蚀，如当采用铝合金核心部件和钢外围约束部件时铝合金核心板的腐蚀以及铝合金与混凝土在潮湿环境下的接触腐蚀，提高了屈曲约束支撑的使用性能和耐久性，使其可应用于易腐蚀环境中。
2.竹木填充屈曲约束支撑采用竹木纤维填充构件代替传统套管混凝土屈曲约束支撑的填充物混凝土，且可以使用低密度的铝合金核心板代替钢核心板，有效减轻了屈曲约束支撑的重量，实现屈曲约束支撑的轻量化，方便实际工程尤其是大型结构工程施工中屈曲约束支撑的安装与拆卸。
3.竹木纤维填充构件使得外围约束构件横截面惯性矩增大，从而增大了外围约束构件的抗弯刚度，提高了外围约束构件约束核心板屈曲的能力，从而提升了屈曲约束支撑的使用性能。
4.竹木纤维填充构件作为有机材料，在屈曲约束支撑使用拆卸过后可以重复利用，与传统屈曲约束支撑使用混凝土或砂浆作为填充物相比更符合环保要求。
附图说明
图1为本发明实施例1结构分解示意图；
图2为本发明实施例1结构组装示意图；
图3为图2的A-A剖面图；
图4为本发明实施例2结构示意图；
图5为图4的A-A剖面图；
图6为本发明实施例3结构示意图；
图7为图6的A-A剖面图；
图8为实施例4横截面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1
如图1-3所示，一种竹木填充屈曲约束支撑，包括金属核心部件1、竹木纤维填充部件和外围约束部件；
所述金属核心部件1采用一字形构件，外围约束部件为外围约束平板2，竹木纤维填充部件包括填充平板3-1和填充板条3-2；
所述金属核心部件1设置在两块填充平板3-1之间，填充平板3-1的宽度大于金属核心部件1一字形构件的宽度，两块填充平板3-1之间的空隙设置有填充板条3-2；所述填充平板3-1、填充板条3-2与一字形构件表面紧靠，并留有间隙；所述外围约束平板2紧贴在填充平板3-1的外侧，并由螺栓4穿过外围约束平板2、填充平板3-1、填充板条3-2对拉固接形成约束。
实施例2
如图4-5所示，一种竹木填充屈曲约束支撑，包括金属核心部件1、竹木纤维填充部件和外围约束部件；
所述金属核心部件1采用十字形构件，竹木纤维填充部件包括填充体3-3和填充板条3-2；
所述金属核心部件1十字形构件的四个角分别设置有四块填充体3-3，每个填充体3-3的宽度均大于相邻十字形构件的长度，四个填充体3-3之间空隙设置有填充板条3-2；所述填充体3-3、填充板条3-2与十字形构件表面紧靠，并留有间隙；所述外围约束部件紧贴在填充体3-3和填充板条3-2的外围；外围约束部件采用钢板2-1和槽钢2-2通过螺栓4对拉固接形成箱型约束结构。
实施例3
如图6-7所示：本实施例与实施例2其余部分相同，不同之处在于：所述外围约束部件采用钢板2-1之间焊接形成箱型约束结构。
实施例4
如图8所示：一种竹木填充屈曲约束支撑，包括金属核心部件1，竹木纤维填充部件和外围约束部件；
所述金属核心部件1采用T字形构件，竹木纤维填充部件包括填充体3-3和填充板条3-2；
所述金属核心部件T字形构件的两个角和一个外侧面分别设置有三块填充体3-3，每个填充体3-3的宽度均大于相邻T字形构件的长度，三个填充体3-3之间空隙设置有填充板条3-2；所述填充体3-3、填充板条3-2与T字形构件表面紧靠，并留有间隙；所述外围约束部件紧贴在填充体3-3和填充板条3-2的外围；外围约束部件采用钢板2-1之间焊接形成箱型约束结构。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (1)
1.一种竹木填充屈曲约束支撑，其特征在于：包括铝合金核心部件、竹木纤维填充部件和外围约束部件；所述竹木纤维填充部件位于铝合金核心部件和外围约束部件之间，并将两者隔离；
所述铝合金核心部件是一字形或十字形或T字形；
所述铝合金核心部件采用一字形构件，外围约束部件为外围约束平板，竹木纤维填充部件包括填充平板和填充板条；所述铝合金核心部件设置在两块填充平板之间，填充平板的宽度大于铝合金核心部件一字形构件的宽度，两块填充平板之间的空隙设置有填充板条；所述填充平板、填充板条与一字形构件表面紧靠，并留有间隙；所述外围约束平板紧贴在填充平板的外侧，并由螺栓穿过外围约束平板、填充平板、填充板条对拉固接形成约束；
或者所述铝合金核心部件采用十字形构件，竹木纤维填充部件包括填充体和填充板条；所述铝合金核心部件十字形构件的四个角分别设置有四块填充体，每个填充体的宽度均大于相邻十字形构件的长度，四个填充体之间空隙设置有填充板条；所述填充体、填充板条与十字形构件表面紧靠，并留有间隙；所述外围约束部件紧贴在填充体和填充板条的外围；外围约束部件采用钢板和槽钢通过螺栓对拉固接形成箱型约束结构，或采用钢板之间焊接形成箱型约束结构；
或者所述铝合金核心部件采用T字形构件，竹木纤维填充部件包括填充体和填充板条；所述铝合金核心部件T字形构件的两个角和一个外侧面分别设置有三块填充体，每个填充体的宽度均大于相邻T字形构件的长度，三个填充体之间空隙设置有填充板条；所述填充体、填充板条与T字形构件表面紧靠，并留有间隙；所述外围约束部件紧贴在填充体和填充板条的外围；外围约束部件采用钢板和槽钢通过螺栓对拉固接形成箱型约束结构，或采用钢板之间焊接形成箱型约束结构。
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