CN104005485A - 管形双板装配式钢结构自复位防屈曲支撑 - Google Patents

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张爱林
封晓龙
刘学春
叶全喜
林娜
孙勇
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Abstract

管形双板装配式钢结构自复位防屈曲支撑,该支撑由内部双板型耗能内芯、外围钢管约束构件两部分组成。所述内部双板型耗能内芯为两块并列的双板形条状钢板。为使耗能内芯易于进入塑性耗能，削弱内芯板中部，呈圆弧形。双板型耗能内芯一端连有一块与之垂直的方形连接板，焊接连接。在工厂将所述内部双板型耗能内芯、外围钢管约束构件两部分组装连接在一起。在现场将所述工字型装配式钢结构自复位防屈曲支撑用高强螺栓与框架相连接。当水平力作用于结构时，所述管形双板装配式钢结构自复位防屈曲支撑的水平力分量减小甚至抵消作用于结构的水平力，使结构的层间位移为较小值，满足规范的要求。

Description

管形双板装配式钢结构自复位防屈曲支撑
技术领域
本发明涉及一种新型的支撑结构形式，特别是建筑领域应用的一种管形双板装配式钢结构自复位防屈曲支撑。 
背景技术
传统支撑因其刚度大，在强震作用下拉应力通常超过弹性极限而屈服，产生不可恢复的残余变形；受压时则容易受发生压屈曲。在地震反复作用下，其耗能效果不大，也难以较好的保护主体结构不受破坏。 
防屈曲支撑构件作为应用于多、高层结构中的抗侧力耗能装置，在中震或大震作用下，防屈曲支撑构件在拉、压时均能实现全截面充分屈服而不出现支撑构件的整体或局部屈曲破坏，使原来通过主体结构梁端塑性铰的耗能方式转变为只在防屈曲支撑部件上集中耗能，从而较好地保护了主体结构。但是传统防屈曲支撑在强震作用下产生的残余变形仍不可恢复，并且传统防屈曲支撑还具有混凝土外围约束构件所导致的加工精度控制困难、湿作业工作量大等诸多问题。 
最近几年，国内外学者对装配式钢结构自复位防屈曲支撑的研究还很少，并未真正实现钢结构自复位防屈曲支撑的工业化快速、集成生产，体现钢结构的优势。 
发明内容
本发明的目的在于克服现有上述缺陷，提供一种新型管形双板装配式钢结构自复位防屈曲支撑，该发明能够实现主体钢结构和支撑构 件的快速、合理安装。并且在小震下具有很强的承载力、通过提高其初始受拉承载力，减小甚至消除其在大震下的残余变形，具有很强的耗能能力。 
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案： 
管形双板装配式钢结构自复位防屈曲支撑包括内部双板型耗能内芯、外围钢管约束构件两部分。 
其特征在于：所述内部双板型耗能内芯为两块并列的双板形条状钢板。为使耗能内芯易于进入塑性耗能，削弱内芯板中部，呈圆弧形。双板型耗能内芯一端连有一块与之垂直的方形连接板，焊接连接。弹簧套在支撑柱上，支撑柱的两端分别与方形连接板和下连接板连接。弹簧两端分别与连接板和挤压板固定，弹簧在受压、拉时均能起到自复位作用。三者截面中心对齐焊接在一起。上连接板带有螺栓孔，由高强螺栓与框架连接在一起；下连接板板面正中有一字型空洞，空洞面积尺寸与双板型耗能内芯相同。耗能内芯另一端构造与此端完全形同。 
所述外围钢管约束构件为方钢管（或圆钢管），底部与下连接板焊接在一起。钢管内部焊有四块角钢钢隔板，四块隔板中间留有双板型空洞，空洞大小与双板型耗能内芯截面相同。隔板间距由计算确定。 
在工厂将所述内部双板型耗能内芯、外围钢管约束构件两部分组装连接在一起。在现场将所述工字型装配式钢结构自复位防屈曲支撑用高强螺栓与框架相连接。当水平力作用于结构时，所述管形双板装配式钢结构自复位防屈曲支撑的水平力分量减小甚至抵消作用于结 构的水平力，使结构的层间位移为较小值，满足规范的要求。 
有益效果 
本发明采用施工阶段能够实现快速装配式并能够有效抵抗水平侧移的管形双板装配式钢结构自复位防屈曲支撑。这种构件形式不仅能够有效地实现钢结构构件加工的工业化而且能够极大地提高施工速度并大幅度降低用钢量。 
附图说明
图1本发明构件侧面图 
图2本发明构件构造图 
图3本发明构件内部双板型耗能内芯图 
图4本发明外部钢管约束构件图 
图5本发明外部钢管约束构件剖面图 
图6本发明外部钢管约束构件截面图 
其中，1-管形双板装配式钢结构自复位防屈曲支撑；2-内部双板型耗能内芯；3-外部钢管约束构件；4-弹簧；5-上连接板；6-下连接板；8-隔板；9-外围钢管约束构件；10-上下连接板加劲肋；11-支撑柱；12-连接板；13-挤压板。 
具体实现方式 
下面结合附图具体说明所述结构体系的实现方式。 
如图1-3所示，本发明为一种管形双板装配式钢结构自复位防屈曲支撑，由内部耗能内芯2、外围钢管约束构件3两部分构成。内部耗能内芯2插入外围钢管约束构件3的中间空隙中。为使内部耗能内 芯2轴向变形耗能，使得内部耗能内芯2比外围框架约束构件3长一个距离D。自复位支撑构件两端构造完全相同。所述外围钢管约束构件9底部与下连接板6焊接在一起。 
如图4所示：所述内部双板型耗能内芯为两块并列的双板形条状钢板。内部耗能内芯的截面宽度与外围钢管约束构件3内径一样大。为使内部耗能内芯2易于进入塑性耗能，内部耗能内芯的中部内凹呈圆弧形。内部耗能内芯一端连有一块与之垂直的方形连接板12，焊接连接。弹簧4套在支撑柱11上，支撑柱11的两端分别与方形连接板12和下连接板6连接，弹簧4两端分别与连接板12和挤压板13固定，弹簧4在受压、拉时均能起到自复位作用。上连接板5带有螺栓孔，由高强螺栓与框架连接在一起；下连接板板面正中有一字型空洞，空洞面积尺寸与内部耗能内芯2端部相同。内部耗能内芯2穿过下连接板6，与上连接板5顶紧，三者截面中心对齐焊接在一起。内部耗能内芯2两端构造完全形同。 
如图5-6所示：所述外围钢管约束构件3为方钢管或圆钢管，底部与下连接板6焊接在一起。钢管9内部焊有六块矩形钢隔板8，六块隔板中间留有双板型空洞，空洞大小与双板型耗能内芯2截面相同。 

Claims (1)

1.一种管形双板装配式钢结构自复位防屈曲支撑，其特征在于：该支撑由内部耗能内芯（2）、外围钢管约束构件（3）两部分构成；内部耗能内芯（2）插入外围钢管约束构件（3）的中间空隙中；为使内部耗能内芯（2）轴向变形耗能，使得内部耗能内芯（2）比外围框架约束构件（3）长一个距离D；自复位支撑构件两端构造完全相同；所述外围钢管约束构件（9）底部与下连接板（6）焊接在一起；
所述内部双板型耗能内芯为两块并列的双板形条状钢板；内部耗能内芯的截面宽度与外围钢管约束构件（3）内径一样大；为使内部耗能内芯（2）易于进入塑性耗能，内部耗能内芯的中部内凹呈圆弧形；内部耗能内芯一端连有一块与之垂直的方形连接板（12），焊接连接；弹簧（4）套在支撑柱（11）上，支撑柱（11）的两端分别与方形连接板（12）和下连接板（6）连接，弹簧（4）两端分别与连接板（12）和挤压板（13）固定，弹簧（4）在受压、拉时均能起到自复位作用；上连接板（5）带有螺栓孔，由高强螺栓与框架连接在一起；下连接板板面正中有一字型空洞，空洞面积尺寸与内部耗能内芯（2）端部相同；内部耗能内芯（2）穿过下连接板（6），与上连接板（5）顶紧，三者截面中心对齐焊接在一起；内部耗能内芯（2）两端构造完全形同；
所述外围钢管约束构件（3）为方钢管或圆钢管（9），底部与下连接板（6）焊接在一起；钢管（9）内部焊有六块矩形钢隔板（8），六块隔板中间留有双板型空洞，空洞大小与双板型耗能内芯（2）截面相同。
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