CN108824916A - 一种装配式圆钢管耗能支撑 - Google Patents
一种装配式圆钢管耗能支撑 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108824916A CN108824916A CN201810646069.XA CN201810646069A CN108824916A CN 108824916 A CN108824916 A CN 108824916A CN 201810646069 A CN201810646069 A CN 201810646069A CN 108824916 A CN108824916 A CN 108824916A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel pipe
- end plate
- supportive body
- bolt
- strength
- 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.)
- Pending
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 67
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 230000003319 supportive effect Effects 0.000 claims abstract description 38
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 18
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims description 5
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002028 premature Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
- E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
Abstract
本发明公开一种装配式圆钢管耗能支撑，包括支撑主体、端板、螺栓、螺帽、耗能构件、挡板、连接板和加劲肋，耗能构件的数量为两个，两个耗能构件分别可拆卸设置于支撑主体的两端，本发明可以克服现有的结构存在内芯耗能过早变形导致内芯在地震中可能过早失去作用，更换维护成本高的问题。
Description
技术领域
本发明属于建筑减震领域，涉及一种装配式耗能支撑。
背景技术
我国是一个多地震国家，地震的发生给人民生命财产和当地经济带来了巨大的损失。
低屈服点钢的力学特点是屈服强度低，屈服应变小，强度稳定，变形能力强。低屈服点钢耗能器利用低屈服点钢良好的塑性变形能力，在地震作用过程中产生滞回变形以消耗输入结构的振动能量，有效衰减结构的地震反应。我国用于建筑抗震领域的低屈服点钢，现已开发出屈服强度为100MPa、160MPa、225MPa三种级别。这为我国开展低屈服点钢在建筑耗能减震领域的应用研究提供了必要的物质基础条件。
现阶段，耗能减振技术成了建筑结构抗震学科领域内的一个新的研究热点，是一种有效、安全、经济的工程减震技术。近来，耗能支撑以其稳定的性能及显著的抗震能力，成为了有良好应用前景的结构体系，其在日本、美国、加拿大等国家都得到了较好的应用。框架结构以其质量轻、延性好等特点，成为常用的建筑结构体系。但框架结构的侧向刚度低、抗震性能差，对框架结构设置耗能支撑可显著减小框架的地震反应。传统的支撑结构在强震作用下受压时易产生屈曲现象，极易造成支撑本身或连接的破坏或失效，且支撑屈曲后滞回性能变差，结构的抗震性能降低。由于可更换的新型装配式圆钢管耗能支撑其优良的滞回性能和施工安装方便、经济、设计灵活且在各向具有良好的抗弯性能等诸多优点，使其不仅成为新建结构抗震设计的较佳选择，也成为了已有结构抗震加固和改造的重要手段，但是现有的可更换的新型装配式圆钢管的主要耗能部件为内芯，例如中国实用新型专利CN201320578067.4所公开的一种组合式防屈曲耗能支撑，仅通过内芯钢板屈曲变形耗能，存在内芯耗能过早变形导致内芯在地震中可能过早失去作用，更换维护成本高的问题。
发明内容
为了解决现有支撑主要依靠内芯耗能变形导致内芯在地震中可能过早失去作用，更换维护成本高的问题，本发明提出如下技术方案：为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种装配式圆钢管耗能支撑，其特征在于：包括耗能构件、支撑主体、螺栓、和连接板，所述耗能构件的数量为两个，两个所述耗能构件分别可拆卸设置于所述支撑主体的两端；
所述支撑主体包括外围钢管和填料，所述填料填充在所述外围钢管内；
所述耗能构件包括高强钢壁板和低屈服点耗能部件，所述高强钢壁板的强度范围为390～460MPA所述低屈服点耗能部件的强度范围为100～225MPA，所述高强钢壁板呈筒状，所述低屈服点耗能部件设置于所述高强钢壁板所围成的腔内；
所述支撑主体的两端设置有第一端板，所述耗能构件朝向所述支撑主体的一侧上设置有第二端板，所述第一端板略大于所述外围钢管的横截面，所述第二端板略大于所述耗能构件的横截面，所述第一端板避开所述支撑主体的位置上设置有螺栓孔，所述第二端板避开所述耗能构件的位置上设置有螺栓孔，所述螺栓穿设于对应的所述第一端板的螺栓孔和所述第二端板的螺栓孔，所述螺栓的两端分别栓接有螺母；
所述耗能构件远离所述支撑主体的一侧上设置有挡板，所述连接板设置在所述挡板上；
所述支撑主体与所述第一端板的相接处以及所述耗能构件与所述第二端板的相接处均设置有加劲肋，所述加劲肋沿所述支撑主体的长度方向进行设置。
所述螺栓孔为椭圆形螺栓孔，所述螺栓孔的数量为6～8个
所述螺栓为摩擦型螺栓。
所述支撑主体与所述第一端板的相接处以及所述耗能构件与所述第二端板的相接处山设置的加劲肋的数量均为8～10个。
所述高强钢壁板的材料屈服强度为390MPa、420MPa或460MPa，所述低屈服点耗能部件的横截面呈网格状，所述低屈服点耗能部件的材料屈服强度为100MPa、160MPa或225MPa。
所述填料为砂浆填料或混凝土填料。
所述外围钢管为碳素钢钢管，所述加劲肋为碳素钢加劲肋。
采用上述结构后，本发明一种装配式圆钢管耗能支撑具有以下有益效果：耗能构件包括高强钢壁板和低屈服点耗能部件，可充分发挥高强钢材料的力学性能，高强钢壁板具有较大的极限弹性应变值，为低屈服点钢耗能部件屈服耗能提供保证；且高强钢壁板起到受力骨架作用，可提供足够的承载能力和刚度，充分发挥低屈服点钢耗能部件的屈服耗能能力。低屈服点钢较其他材料有更低的屈服强度和抗拉强度,并且屈服点波动范围很窄，具有良好的低周疲劳抗力，从而提高结构的延性、耗能能力、抗震性能；且低屈服点钢耗能部件设置于高强钢壁板内部能有效约束高强钢壁板的屈曲变形，提高承载力，比如在中小震时，耗能构件的高强钢壁壁板可以保持弹性为结构提供侧向刚度，而在大震作用下，耗能构件的低屈服点耗能部件依靠自身良好的耗能能力消耗大量的地震输入能量，对主体结构起保护作用。
两个耗能构件分别可拆卸设置于支撑主体的两端；耗能构件和支撑主体均可在工厂内加工制作，通过螺栓或铰连接到节点板，可避免现场焊接及检测，施工方便快捷，结构简单；震后可快速评定支撑结构的抗震性能，根据支撑破坏情况更换支撑部件。一般，中小震后支撑破坏情况不严重的可只更换耗能构件，而大震后可将支撑主体与耗能部件一同更换并重新投入使用，对结构的灾后重建具有至关重要的作用。
附图说明
图1为可更换的新型装配式圆钢管耗能支撑的立面结构示意图。
图2为图1的A-A处截面结构示意图
图3为图1的支撑主体的截面结构示意图。
图4为图1的B-B处横截面结构示意图。
图5为第一端板的横截面结构示意图。
图中：1.耗能构件、2.支撑主体、31.螺栓、32螺帽、41.第一端板、42.第二端板、5.加劲肋、6.外围钢管、7.填料、8.高强钢壁板、9.低屈服点钢耗能部件、10.连接板、11.挡板
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
如图1-5所示的一种装配式圆钢管耗能支撑，包括耗能构件1、支撑主体2、螺栓31、螺帽32、第一端板41、第二端板42、加劲肋5、挡板11和连接板10，耗能构件1的数量为两个，两个耗能构件1分别可拆卸设置于支撑主体2的两端；
支撑主体2包括外围钢管6和填料7，填料7填充在所述外围钢管内；具体的，外围钢管6材料选用普通碳素钢Q235钢管，形状为中空的圆钢管结构，且外围钢管6内部均匀灌注填料7，填料7采用的是混凝土填料或砂浆填料，目的是约束中小震作用下外围钢管6屈曲变形而避免外围钢管6过早失去作用。
耗能构件1包括高强钢壁板8和低屈服点耗能部件9，高强钢壁板8的强度范围为390～460MPA低屈服点耗能部件9的强度范围为100～225MPA，,高强钢壁板8为筒状，低屈服点耗能部件9设置于高强钢壁板8所围成的腔内，具体的，高强钢壁板8横截面的外围直径与外围钢管6横截面的外围直径大小相等，高度为5cm，高强钢壁板8材料屈服强度为390MPa、420MPa或460MPa；低屈服点钢耗能部件9材料屈服强度为100MPa、160MPa或225MPa，低屈服点耗能部件9的横截面呈网状结构，低屈服点耗能部件9焊接于高强钢壁板8内壁，高强钢壁板8的极限弹性应变值较大，为低屈服点钢耗能部件9屈服耗能提供保证。
第一端板41和第二端板42的形状相同均为横截面直径为比外围钢管6横截面直径大10～15cm的圆形板，第一端板41的数量为2片，第二端板42的数量为2片，2片第一端板41分别设置在支撑主体2的两端，2片第二端板42分别设置在两个耗能构件1朝向支撑主体2的一侧上，较佳的第一端板41和第二端板42均通过焊接的方式进行固定，第一端板41避开支撑主体2的位置上设置有螺栓孔，第二端板避开耗能构件1的位置上设置有螺栓孔，,所述螺栓孔为椭圆形螺栓孔，所述螺栓孔的数量为6～8个
为防止长期使用过程中产生松动，螺栓31为高强摩擦型螺栓，上述高强摩擦型螺栓为公知技术可直接从市面上购得，螺栓31穿设于相靠近的第一端板41和第二端板42的对应所述螺栓孔，两个螺帽32分别锁紧于每根螺栓31露出于两片端板4外的位置上将耗能构件1与支撑主体2进行连接。
挡板11设置在耗能构件1远离支撑主体2的一侧上，连接板10焊接设置在挡板11上，连接板10为预留有圆孔的板状结构，便于与外部节点板相连接，上述外部节点板为公知技术中与耗能支撑相连接的原件；
加劲肋5为用于增强端板4与支撑主体2连接处以及耗能构件1与端板4的相接处的刚度的短钢板，具体的，加劲肋5设置于支撑主体2与第一端板41的相接处以及耗能构件1与第二端板42的相接处，加劲肋5沿支撑主体2的长度方向进行设置，支撑主体2与第一端板41的相接处以及耗能构件1与第二端板42的相接处上设置的加劲肋的数量均为8～10个，较佳的加劲肋5为碳素钢加劲肋。
挡板11为横截面直径略大于外围钢管横截面直径的圆形板。焊接连接板10与挡板11。
上述实施例和附图并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (7)
1.一种装配式圆钢管耗能支撑，其特征在于：包括耗能构件、支撑主体、螺栓、和连接板，所述耗能构件的数量为两个，两个所述耗能构件分别可拆卸设置于所述支撑主体的两端；
所述支撑主体包括外围钢管和填料，所述填料填充在所述外围钢管内；
所述耗能构件包括高强钢壁板和低屈服点耗能部件，所述高强钢壁板的强度范围为390～460MPA所述低屈服点耗能部件的强度范围为100～225MPA，所述高强钢壁板呈筒状，所述低屈服点耗能部件设置于所述高强钢壁板所围成的腔内；
所述支撑主体的两端设置有第一端板，所述耗能构件朝向所述支撑主体的一侧上设置有第二端板，所述第一端板略大于所述外围钢管的横截面，所述第二端板略大于所述耗能构件的横截面，所述第一端板避开所述支撑主体的位置上设置有螺栓孔，所述第二端板避开所述耗能构件的位置上设置有螺栓孔，所述螺栓穿设于对应的所述第一端板的螺栓孔和所述第二端板的螺栓孔，所述螺栓的两端分别栓接有螺母；
所述耗能构件远离所述支撑主体的一侧上设置有挡板，所述连接板设置在所述挡板上；
所述支撑主体与所述第一端板的相接处以及所述耗能构件与所述第二端板的相接处均设置有加劲肋，所述加劲肋沿所述支撑主体的长度方向进行设置。
2.根据权利要求1所述的一种装配式圆钢管耗能支撑，其特征在于：所述螺栓孔为椭圆形螺栓孔，所述螺栓孔的数量为6～8个。
3.根据权利要求1所述的一种装配式圆钢管耗能支撑，其特征在于：所述螺栓为摩擦型螺栓。
4.根据权利要求1所述的一种装配式圆钢管耗能支撑，其特征在于：所述支撑主体与所述第一端板的相接处以及所述耗能构件与所述第二端板的相接处山设置的加劲肋的数量均为8～10个。
5.根据权利要求1所述的一种装配式圆钢管耗能支撑，其特征在于：所述高强钢壁板的材料屈服强度为390MPa、420MPa或460MPa，所述低屈服点耗能部件的横截面呈网格状，所述低屈服点耗能部件的材料屈服强度为100MPa、160MPa或225MPa。
6.根据权利要求1所述的一种装配式圆钢管耗能支撑，其特征在于：所述填料为砂浆填料或混凝土填料。
7.根据权利要求1所述的一种装配式圆钢管耗能支撑，其特征在于：所述外围钢管为碳素钢钢管，所述加劲肋为碳素钢加劲肋。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810646069.XA CN108824916A (zh) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 一种装配式圆钢管耗能支撑 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810646069.XA CN108824916A (zh) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 一种装配式圆钢管耗能支撑 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108824916A true CN108824916A (zh) | 2018-11-16 |
Family
ID=64143121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810646069.XA Pending CN108824916A (zh) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 一种装配式圆钢管耗能支撑 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108824916A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112523377A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-19 | 华侨大学 | 一种可更换的钢管耗能支撑 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003034983A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-07 | Kawasaki Steel Metal Products & Engineering Inc | 二重鋼管型耐震性構造材 |
| CN100999916A (zh) * | 2007-01-12 | 2007-07-18 | 清华大学 | 钢管防屈曲耗能支撑 |
| CN103774548A (zh) * | 2014-01-08 | 2014-05-07 | 华侨大学 | 一种根部设置加劲耗能壁板的箱形钢桥墩 |
| CN105019353A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-04 | 华侨大学 | 一种根部设置防屈曲耗能结构的方法及圆钢管桥墩 |
| CN208718140U (zh) * | 2018-06-21 | 2019-04-09 | 华侨大学 | 一种装配式圆钢管耗能支撑 |
-
2018
- 2018-06-21 CN CN201810646069.XA patent/CN108824916A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003034983A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-07 | Kawasaki Steel Metal Products & Engineering Inc | 二重鋼管型耐震性構造材 |
| CN100999916A (zh) * | 2007-01-12 | 2007-07-18 | 清华大学 | 钢管防屈曲耗能支撑 |
| CN103774548A (zh) * | 2014-01-08 | 2014-05-07 | 华侨大学 | 一种根部设置加劲耗能壁板的箱形钢桥墩 |
| CN105019353A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-04 | 华侨大学 | 一种根部设置防屈曲耗能结构的方法及圆钢管桥墩 |
| CN208718140U (zh) * | 2018-06-21 | 2019-04-09 | 华侨大学 | 一种装配式圆钢管耗能支撑 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 江韩等: "《装配式建筑结构体系与案例》", 东南大学出版社, pages: 109 - 110 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112523377A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-19 | 华侨大学 | 一种可更换的钢管耗能支撑 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105256913B (zh) | 一种形状记忆合金绞线自复位摩擦防屈曲支撑 | |
| CN201809994U (zh) | 超弹性防屈曲耗能支撑 | |
| WO2019205336A1 (zh) | 一种可恢复功能耗能钢筋混凝土剪力墙及其建造方法 | |
| CN201924479U (zh) | 低屈服点钢连梁剪力墙结构 | |
| CN101701485A (zh) | 中空钢管-钢筋混凝土叠合构件 | |
| CN104005490B (zh) | 一种加强屈服后刚度的防屈曲限位支撑构件 | |
| CN206298991U (zh) | 一种加强型耗能减震组合剪力墙 | |
| CN105155684A (zh) | 用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件及其装配方法 | |
| CN202672400U (zh) | 一种新型竹节式钢管屈曲约束耗能支撑 | |
| CN208718140U (zh) | 一种装配式圆钢管耗能支撑 | |
| CN108824916A (zh) | 一种装配式圆钢管耗能支撑 | |
| CN108756409B (zh) | 一种提高钢筋混凝土框架侧移刚度及耗能的抗震结构 | |
| CN204919825U (zh) | 用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件 | |
| CN202380574U (zh) | 底部带软钢套管钢管混凝土边框内藏钢板核心筒 | |
| CN207553342U (zh) | 一种防屈曲约束支撑 | |
| CN206071093U (zh) | 一种震后钢管混凝土框架柱的加固结构 | |
| CN103243832A (zh) | 一种钢管内灌聚氨酯高效支撑 | |
| CN108678480A (zh) | Gfrp管填充混凝土型屈曲约束支撑 | |
| CN205822459U (zh) | 一种仿古建筑的装配式柱‑梁结构 | |
| CN101974958A (zh) | 一种工字型frp型材的钢管混凝土柱 | |
| CN104895214B (zh) | 一种钢筋区域分散型防屈曲支撑及其施工方法 | |
| CN204715540U (zh) | 一种圆钢管约束型钢混凝土柱与钢梁节点结构 | |
| CN209408886U (zh) | 一种装配式多腔钢管混凝土构件 | |
| CN204491826U (zh) | 可恢复功能筒体结构体系 | |
| CN103711224B (zh) | 一种四钢管外贴缀板式十字形变截面钢芯消能限位防屈曲支撑构件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181116 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |