CN104532979B - 一种梭形防屈曲支撑 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种梭形防屈曲支撑，属于结构工程技术领域，由十字形内核构件和外围梭形钢管混凝土约束构件组成。梭形约束钢管在支撑端头处截面最小，远离端头各处截面逐渐均匀增大，在支撑中部截面尺寸最大；梭形约束钢管可采用圆钢管或方钢管，由两个锥台形钢管对扣焊接而成，其内部浇注混凝土。本发明所提出的梭形防屈曲支撑，当外围构件受到内核挤压力作用时，构件中部截面弯矩比较大而端头截面较小，于此同时梭形约束构件中部抗弯刚度大，与其内力分布规律相一致；相比于等截面外围约束，虽然梭形约束构件的中部截面可能略有增大，但靠近端头的截面尺寸显著减小，可有效降低构件整体自重，便于运输；构件具有更为美观的外型，有利于建筑造型。

Description

一种梭形防屈曲支撑

技术领域

本发明涉及一种梭形防屈曲支撑构件，属于结构工程技术领域。

背景技术

自日本阪神地震与美国北岭地震以来，防屈曲支撑构件以其优秀的消能减震性能，逐渐在一些大型建筑结构中得以应用，并在一些发达国家得到极大的推广。传统的防屈曲支撑构件由内核构件和外围约束构件两部分组成，在小震作用下，防屈曲支撑构件的内核构件保持弹性，作为主体结构的抗侧力构件使用；在中震和大震作用下，防屈曲支撑的内核构件率先进入屈服，起到保护主体框架的作用，同时消耗大量的地震输入能量，拥有非常饱满的滞回曲线。正是由于其兼具“支撑”和“耗能”两方面的功能，使得其作为最好的消能减震构件之一，被逐渐广泛使用于我国的高层建筑结构当中。

防屈曲支撑构件的外围约束构件一般可分为以下三类：钢筋混凝土外围约束、钢管混凝土组合外围约束和全钢外围约束。其内核构件则一般采用低屈服点、高延性的钢材，并通过在内核构件表面粘贴硬质橡胶，以防止防屈曲支撑构件受力过程中内核与外围约束构件之间的硬接触产生的构件损伤。防屈曲支撑的设计过程中，会在外围约束构件与内核构件之间留有一定的间隙，以防止内核构件受压发生横向膨胀时被塞死。

传统的钢管混凝土约束防屈曲支撑中，外围约束通常采用沿构件长度等截面设计。由于防屈曲支撑构件通过内核屈服后的反复拉压进行耗能，为使外围约束构件对内核产生足够的约束，一般将外围约束截面做得很大，尤其对于较大吨位的防屈曲支撑构件。于是产生以下几个缺点：(1)约束截面过大导致材料浪费严重；(2)约束构件中混凝土体量大导致构件整体自重过大，对防屈曲支撑构件的整体运输造成困难；(3)构件截面尺寸过大可能占用过多的建筑空间，构件外露时则可能影响建筑效果。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种新型梭形防屈曲支撑，当外围构件受到内核挤压力作用时，构件中部截面弯矩比较大而端头截面较小，于此同时梭形约束构件中部抗弯刚度大，与其内力分布规律相一致，使得外围约束的材料得到充分利用；相比于等截面外围约束，虽然梭形约束构件的中部截面可能略有增大，但是靠近端头的截面尺寸可显著减小，总体来讲可以有效减小构件整体自重，便于运输；构件具有更为美观的外型，有利于建筑造型。

一种梭形防屈曲支撑，含有：十字内核钢板、约束钢管、填充混凝土、硬质橡胶，其特征在于，所述约束钢管为梭形约束钢管。

在上述梭形防屈曲支撑中，所述十字内核钢板长度大于梭形约束钢管，由两块较窄的平钢板与一块较宽的平钢板通过焊接组成；在十字内核钢板被梭形约束钢管及填充混凝土包裹的区域表面粘贴硬质橡胶。

在上述梭形防屈曲支撑中，所述梭形约束钢管在支撑端头处截面最小，远离端头各处截面逐渐均匀增大，在支撑中部截面尺寸最大；梭形约束钢管可采用圆钢管或方钢管，由两个锥台形钢管对扣焊接而成，其内部浇注混凝土。

本发明提出的这种梭形防屈曲支撑，具有以下优点：(1)外围构件受到内核挤压力作用时，构件中部截面弯矩比较大而端头截面较小，于此同时梭形约束构件中部抗弯刚度大，与其内力分布规律相一致，使得外围约束的材料得到充分利用；(2)相比于等截面外围约束，虽然梭形约束构件的中部截面可能略有增大，但是靠近端头的截面尺寸可大大降低，总体来讲可以有效减小构件整体自重，便于运输；(3)构件具有更为美观的外型，有利于建筑造型。

附图说明

图1为梭形防屈曲支撑的三维图；

图2为梭形防屈曲支撑的正视图；

图3-1为梭形防屈曲支撑的剖面图：梭形约束钢管为圆钢管，其中按从左往右的顺序，第一个为A-A剖面图，第二个为B-B剖面图；

图3-2为梭形防屈曲支撑的剖面图：梭形约束钢管为方钢管，其中按从左往右的顺序，第一个为A-A剖面图，第二个为B-B剖面图；

图4为梭形防屈曲支撑十字内核钢板组成图；

图5为梭形防屈曲支撑梭形约束钢管组成图；

图6为梭形防屈曲支撑在框架结构中的布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图1～6，详细说明本专利的实施方式。

如图1～6所示，一种梭形防屈曲支撑构件包括以下部件：

1——十字内核钢板，其中包括1-1——窄平钢板一；1-2——窄平钢板二；1-3——宽平钢板；

2——填充混凝土；

3——梭形约束钢管，其中包括3-1——锥台形钢管一；3-2——锥台形钢管二；

4——硬质橡胶；

如图4所示，所述十字内核钢板1长度大于梭形约束钢管3，由两块较窄的平钢板1-1,1-2与一块较宽的平钢板1-3通过焊接组成；

如图3所示，在十字内核钢板1被梭形约束钢管3及填充混凝土2包裹的区域表面粘贴硬质橡胶4；

如图1～3所示，所述梭形约束钢管3在支撑端头处截面最小，远离端头各处截面逐渐均匀增大，在支撑中部截面尺寸最大；梭形约束钢管3可采用圆钢管或方钢管；

如图5所示，所述梭形约束钢管3由两个锥台形钢管3-1,3-2对扣焊接而成，其内部浇注混凝土2；

如图6所示，预应力索撑型防屈曲支撑应用于框架结构中，可采用“人”字形布置。

Claims (1)

1.一种梭形防屈曲支撑，含有：十字内核钢板、约束钢管、填充混凝土、硬质橡胶，其特征在于，所述约束钢管为梭形约束钢管；所述十字内核钢板长度大于梭形约束钢管，由两块较窄的平钢板与一块较宽的平钢板通过焊接组成；在十字内核钢板被梭形约束钢管及填充混凝土包裹的区域表面粘贴硬质橡胶；所述梭形约束钢管在支撑端头处截面最小，远离端头各处截面逐渐均匀增大，在支撑中部截面尺寸最大；梭形约束钢管可采用圆钢管或方钢管，由两个锥台形钢管对扣焊接而成，其内部浇注混凝土。