CN112554363A - 一种钢管防屈曲耗能支撑 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢管防屈曲耗能支撑，包括约束管，所述约束管内活动插接有工形芯板，所述工形芯板的两端均固连有连接耳，所述工形芯板包括水平段和竖直段，所述竖直段的两侧对称设有多组防屈曲装置，所述防屈曲装置包括压杆，所述压杆垂直固连在竖直段上；本发明通过设有防屈曲装置，当工形芯板的竖直段在外力作用下发生屈曲时，该屈曲位置处的压杆在竖直段的作用下带动梯形压块和环形压板开始运动，在此过程中，梯形压板通过对应一侧的多个弧形钢板将部分来自梯形压块的压力转化为弧形钢板的内能，而弹簧将一部分来自环形压板的压力转化为了弹簧的弹性势能，从而避免了工形芯板的过度屈曲，进而保护了建筑框架不受损坏。

Description

一种钢管防屈曲耗能支撑
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，特别涉及一种钢管防屈曲耗能支撑。
背景技术
屈曲约束支撑又称防屈曲支撑或BRB，防屈曲支撑的最大优点是其自身的承载力与刚度的分离，普通支撑因需要考虑其自身的稳定性，使截面和支撑刚度过大，从而导致结构的刚度过大，这就间接地造成地震力过大，形成了不可避免的恶性循环；选用防屈曲支撑，即可避免此类现象，在不增加结构刚度的情况下满足结构对于承载力的要求，因此防屈曲支撑常用来为框架或排架结构提供抗侧刚度和承载力。
现有的防屈曲支撑一般包括约束管、填充材料、芯板以及芯板表面的无粘黏材料，其中填充材料一般选用混凝土，由于混凝土重量比较大，从而导致防屈曲支撑的体积和重量也相对增加，进而增加了安装的难度，而且混凝土的质量以及混凝土在约束管内填充密实度的不可控，导致了防屈曲支撑在实际使用中的效果往往不是很理想。
因此，发明一种钢管防屈曲耗能支撑来解决上述问题很有必要，其能够通过防屈曲装置将芯板所受的力均匀的分摊到约束管上，避免芯板屈曲过度，从而保护建筑框架不受损坏。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种钢管防屈曲耗能支撑，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钢管防屈曲耗能支撑，包括约束管，所述约束管内活动插接有工形芯板，所述工形芯板的两端均固连有连接耳，所述工形芯板包括水平段和竖直段，所述竖直段的两侧对称设有多组防屈曲装置；
所述防屈曲装置包括压杆，所述压杆垂直固连在竖直段上，所述压杆上活动套接有套管，所述套管的顶部和底部管壁上均贯穿开设有条形孔，条形孔对应位置的所述压杆上固连有梯形压块，所述梯形压块一部分穿过条形孔位于套管外，且梯形压块向远离竖直段的方向逐渐变薄，所述套管远离竖直段的一端固连有条形压板，所述条形压板上固连有限位管，所述限位管位于套管内，且限位管活动套接在压杆远离竖直段的一端，所述限位管上套接有弹簧；
所述套管的顶部和底部均固连有两个固定板，位于套管同侧的两个所述固定板分别位于条形孔的两侧，且当前两个所述固定板相对的一侧均开设有滑槽，两个所述滑槽之间设有梯形压板，且梯形压板的斜面与梯形压块的斜面相对，所述梯形压板的两侧均固连有滑块，且两个滑块分别位于对应一侧的滑槽中，两个所述梯形压板相离的一侧均活动连接有多个弧形钢板，所述弧形钢板远离梯形压板的一端与条形压板活动连接。
优选的，位于套管同侧的多个所述弧形钢板之间活动插接有同一支撑杆，所述支撑杆的一端与最短的弧形钢板活动连接，支撑杆的另一端活动连接有连板，所述支撑杆上固定套接有多个套板，所述套板位于除最短弧形钢板外的其他弧形钢板靠近竖直段的一侧，所述连板呈竖直状态，且连板靠近竖直段的一侧沿竖直方向固连有多个U形板，所述U形板的两端均与竖直段固连。
优选的，多个所述U形板与多个弧形钢板均位于同一竖直平面内，且U形板两端的距离大于压杆的直径。
优选的，所述压杆上固定套接有环形压板，且环形压板位于弹簧和梯形压块之间。
优选的，所述梯形压板斜面的倾斜角度与梯形压块斜面的倾斜角度相同，且梯形压板与梯形压块始终能够接触。
优选的，所述位于套管同侧的多个所述弧形钢板呈均匀分布，且该侧的多个弧形钢板相互平行。
优选的，所述限位管的内径与压杆的直径相匹配，且压杆位于限位管内的一端不与限位管的管壁接触。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过设有防屈曲装置，当工形芯板的竖直段在外力作用下发生屈曲时，该屈曲位置处的压杆在竖直段的作用下带动梯形压块和环形压板开始运动，在此过程中，梯形压板通过对应一侧的多个弧形钢板将部分来自梯形压块的压力转化为弧形钢板的内能，而弹簧将一部分来自环形压板的压力转化为了弹簧的弹性势能，从而避免了工形芯板的过度屈曲，进而保护了建筑框架不受损坏；
2、本发明通过设有U形板，当弧形钢板发生弯曲时，支撑杆在弧形钢板以及套板的作用下开始向连板所在方向运动，从而对连板和U形板产生压力，随着弧形钢板的不断弯曲，支撑杆对连板的压力也不断增大，从而使得支撑杆对U形板的压力持续增大，而U形板的两端持续对工形芯板屈曲处的两侧进行支撑，从而减小工形芯板屈曲的程度，避免了工形芯板的过度屈曲。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的正面剖视图；
图2是本发明的侧面剖视图；
图3是本发明中图2的A部放大图；
图4是本发明中图2的B部放大图；
图5是本发明的俯面剖视图。
图中：约束管1、工形芯板2、连接耳3、竖直段4、防屈曲装置5、压杆501、套管502、梯形压块503、条形压板504、限位管505、弹簧506、固定板507、滑槽508、梯形压板509、滑块510、弧形钢板511、支撑杆6、连板7、套板8、U形板9、环形压板10。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-5所示的一种钢管防屈曲耗能支撑，包括约束管1，所述约束管1内活动插接有工形芯板2，所述工形芯板2的两端均固连有连接耳3，所述工形芯板2包括水平段和竖直段4，所述竖直段4的两侧对称设有多组防屈曲装置5；
所述防屈曲装置5包括压杆501，所述压杆501垂直固连在竖直段4上，所述压杆501上活动套接有套管502，所述套管502的顶部和底部管壁上均贯穿开设有条形孔，条形孔对应位置的所述压杆501上固连有梯形压块503，所述梯形压块503一部分穿过条形孔位于套管502外，且梯形压块503向远离竖直段4的方向逐渐变薄，所述套管502远离竖直段4的一端固连有条形压板504，所述条形压板504上固连有限位管505，所述限位管505位于套管502内，且限位管505活动套接在压杆501远离竖直段4的一端，所述限位管505上套接有弹簧506；
所述套管502的顶部和底部均固连有两个固定板507，位于套管502同侧的两个所述固定板507分别位于条形孔的两侧，且当前两个所述固定板507相对的一侧均开设有滑槽508，两个所述滑槽508之间设有梯形压板509，且梯形压板509的斜面与梯形压块503的斜面相对，所述梯形压板509的两侧均固连有滑块510，且两个滑块510分别位于对应一侧的滑槽508中，两个所述梯形压板509相离的一侧均活动连接有多个弧形钢板511，所述弧形钢板511远离梯形压板509的一端与条形压板504活动连接。
作为本发明的一种具体实施方式，位于套管502同侧的多个所述弧形钢板511之间活动插接有同一支撑杆6，所述支撑杆6的一端与最短的弧形钢板511活动连接，支撑杆6的另一端活动连接有连板7，所述支撑杆6上固定套接有多个套板8，所述套板8位于除最短弧形钢板511外的其他弧形钢板511靠近竖直段4的一侧，所述连板7呈竖直状态，且连板7靠近竖直段4的一侧沿竖直方向固连有多个U形板9，所述U形板9的两端均与竖直段4固连；当弧形钢板511发生弯曲时，支撑杆6在弧形钢板511以及套板8的作用下开始向连板7所在方向运动，从而对连板7和U形板9产生压力，随着弧形钢板511的不断弯曲，支撑杆6对连板7的压力也不断增大，从而使得支撑杆6对U形板9的压力持续增大，而U形板9的两端持续对工形芯板2屈曲处的两侧进行支撑，从而减小工形芯板2屈曲的程度，避免了工形芯板2的过度屈曲。
作为本发明的一种具体实施方式，多个所述U形板9与多个弧形钢板511均位于同一竖直平面内，且U形板9两端的距离大于压杆501的直径；当压杆501所在的竖直段4发生屈曲时，U形板9能够对该屈曲的竖直段4进行支撑，从而避免该竖直段4过度屈曲。
作为本发明的一种具体实施方式，所述压杆501上固定套接有环形压板10，且环形压板10位于弹簧506和梯形压块503之间；当压杆501向相对应限位管505所在方向运动时，环形压板10能够增大两个梯形压块503与弹簧506之间的受力面积，从而更均匀地对弹簧506进行压缩。
作为本发明的一种具体实施方式，所述梯形压板509斜面的倾斜角度与梯形压块503斜面的倾斜角度相同，且梯形压板509与梯形压块503始终能够接触；当梯形压块503在压杆501的带动下向限位管505内运动时，梯形压块503的斜面能够与梯形压板509的斜面更好的贴合，从而保证梯形压块503施加给梯形压板509的力更均匀。
作为本发明的一种具体实施方式，位于套管502同侧的多个所述弧形钢板511呈均匀分布，且该侧的多个弧形钢板511相互平行；当弧形钢板511受到梯形压板509的挤压时，均匀分布的弧形钢板511能够将梯形压板509所受的力均匀分摊到条形压板504上。
作为本发明的一种具体实施方式，所述限位管505的内径与压杆501的直径相匹配，且压杆501位于限位管505内的一端不与限位管505的管壁接触；当压杆501受力时，压杆501能够在限位管505的作用下沿直线运动，从而保证套管502两侧的弧形钢板511受力均匀。
工作原理：由于现有的防屈曲支撑一般包括约束管1、填充材料、芯板以及芯板表面的无粘黏材料，其中填充材料一般选用混凝土，由于混凝土重量比较大，从而导致防屈曲支撑的体积和重量也相对增加，进而增加了安装的难度，而且混凝土的质量以及混凝土在约束管1内填充密实度的不可控，导致了防屈曲支撑在实际使用中的效果往往不是很理想，因此本发明主要解决的是如何芯板所受的力均匀的分摊到约束管1上，避免芯板屈曲过度，从而保护建筑框架不受损坏；具体采取的措施及使用过程如下：通过设有防屈曲装置5，使用时先通过连接耳3将本发明固定在建筑的框架结构上，当工形芯板2的竖直段4在外力作用下发生屈曲时，该屈曲位置处的压杆501在竖直段4的作用下带动梯形压块503和环形压板10向其对应的限位管505所在方向运动，在此过程中，对应位置的两个梯形压板509由于两个梯形压块503的挤压开始分别沿滑槽508方向运动，此时两个梯形压板509通过对应一侧的多个弧形钢板511将部分来自梯形压块503的压力均匀地传递到条形压板504的表面，从而使得条形压板504表面的受力更加均匀，而条形压板504由于受到约束管1的限制，从而使该压力转化为了弧形钢板511的内能，随着梯形压块503的继续运动，此时梯形压板509持续对弧形钢板511产生压力，从而使得弧形钢板511的内能不断增大，当弧形钢板511的内能到一定程度时，弧形钢板511开始弯曲，从而将其储存的内能进行释放，而弹簧506由于环形压板10的挤压开始收缩，从而将一部分来自环形压板10的压力转化为了弹簧506的弹性势能，本发明通过上述两种方式的共同作用将工形芯板2受到的压力进行转移，从而避免了工形芯板2的过度屈曲，进而保护了建筑框架不受损坏。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种钢管防屈曲耗能支撑，包括约束管（1），其特征在于：所述约束管（1）内活动插接有工形芯板（2），所述工形芯板（2）的两端均固连有连接耳（3），所述工形芯板（2）包括水平段和竖直段（4），所述竖直段（4）的两侧对称设有多组防屈曲装置（5）；
所述防屈曲装置（5）包括压杆（501），所述压杆（501）垂直固连在竖直段（4）上，所述压杆（501）上活动套接有套管（502），所述套管（502）的顶部和底部管壁上均贯穿开设有条形孔，条形孔对应位置的所述压杆（501）上固连有梯形压块（503），所述梯形压块（503）一部分穿过条形孔位于套管（502）外，且梯形压块（503）向远离竖直段（4）的方向逐渐变薄，所述套管（502）远离竖直段（4）的一端固连有条形压板（504），所述条形压板（504）上固连有限位管（505），所述限位管（505）位于套管（502）内，且限位管（505）活动套接在压杆（501）远离竖直段（4）的一端，所述限位管（505）上套接有弹簧（506）；
所述套管（502）的顶部和底部均固连有两个固定板（507），位于套管（502）同侧的两个所述固定板（507）分别位于条形孔的两侧，且当前两个所述固定板（507）相对的一侧均开设有滑槽（508），两个所述滑槽（508）之间设有梯形压板（509），且梯形压板（509）的斜面与梯形压块（503）的斜面相对，所述梯形压板（509）的两侧均固连有滑块（510），且两个滑块（510）分别位于对应一侧的滑槽（508）中，两个所述梯形压板（509）相离的一侧均活动连接有多个弧形钢板（511），所述弧形钢板（511）远离梯形压板（509）的一端与条形压板（504）活动连接。
2.根据权利要求1所述的一种钢管防屈曲耗能支撑，其特征在于：位于套管（502）同侧的多个所述弧形钢板（511）之间活动插接有同一支撑杆（6），所述支撑杆（6）的一端与最短的弧形钢板（511）活动连接，支撑杆（6）的另一端活动连接有连板（7），所述支撑杆（6）上固定套接有多个套板（8），所述套板（8）位于除最短弧形钢板（511）外的其他弧形钢板（511）靠近竖直段（4）的一侧，所述连板（7）呈竖直状态，且连板（7）靠近竖直段（4）的一侧沿竖直方向固连有多个U形板（9），所述U形板（9）的两端均与竖直段（4）固连。
3.根据权利要求2所述的一种钢管防屈曲耗能支撑，其特征在于：多个所述U形板（9）与多个弧形钢板（511）均位于同一竖直平面内，且U形板（9）两端的距离大于压杆（501）的直径。
4.根据权利要求1所述的一种钢管防屈曲耗能支撑，其特征在于：所述压杆（501）上固定套接有环形压板（10），且环形压板（10）位于弹簧（506）和梯形压块（503）之间。
5.根据权利要求1所述的一种钢管防屈曲耗能支撑，其特征在于：所述梯形压板（509）斜面的倾斜角度与梯形压块（503）斜面的倾斜角度相同，且梯形压板（509）与梯形压块（503）始终能够接触。
6.根据权利要求1所述的一种钢管防屈曲耗能支撑，其特征在于：位于套管（502）同侧的多个所述弧形钢板（511）呈均匀分布，且该侧的多个弧形钢板（511）相互平行。
7.根据权利要求1所述的一种钢管防屈曲耗能支撑，其特征在于：所述限位管（505）的内径与压杆（501）的直径相匹配，且压杆（501）位于限位管（505）内的一端不与限位管（505）的管壁接触。
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