CN203640077U - 螺旋箍筋约束防屈曲耗能支撑构件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺旋箍筋约束防屈曲耗能支撑构件，设有核心钢材作为主要屈服构件，还有支撑外围的外部约束构件，以及外部约束构件和钢芯支撑构件之间的所设置的无粘结材料层，其特征在于：外部约束构件采用混凝土外包螺旋箍筋。一种螺旋箍筋做外套约束的防屈曲支撑，在保证防屈曲支撑抗弯刚度的前提下，对原有的传统外包构件进行缩减，以螺旋箍筋承担混凝土的全部外包约束，有效保证结构性能且减少造价。本实用新型制作时螺旋箍筋以构造纵筋做骨架，纸筒作为外模板来浇筑混凝土并固定，纸筒廉价简易，又可以对螺旋箍筋起到防腐作用。适用于多层建筑的抗震加固。

Description

螺旋箍筋约束防屈曲耗能支撑构件

技术领域

本实用新型涉及一种防屈曲耗能支撑外包约束为螺旋箍筋的部件，属于结构工程抗震涉及领域。 

背景技术

近些年来防屈曲耗能支撑结构发展极为迅速，显然已经成为当下十分流行的抗震结构体系。对于多、高层建筑结构设计，抗侧力体系一直以来是一个关键性的内容。为有效的控制结构刚度，目前许多设计采用“延性结构体系”，目标在于提高结构的变形能力，并利用结构的延性耗能，代价则是以部分结构损坏的来抵抗消散地震作用。考虑延性的影响，框架结构开始被更多的重视应用，但纯框架抗侧能力较弱，因而引入支撑构件。钢材凭借其质量轻、强度高、延性好的优势，通常被作为框架支撑的主要材料。钢材本身具有较高的承载能力，在施加相同荷载下，钢材的截面尺寸小，与其他传统材料相比有效减轻结构自重，且钢材具有较好的韧性和延性，保证结构的抗震性能。但普通支撑在地震往返作用的拉压下存在着屈曲变形的问题。防屈曲支撑则对普通支撑做了进一步的升级，通过对其外部施加约束构件，限制支撑在受力过程中的屈曲变形，以达到全截面屈服的效果。 

防屈曲支撑在小震时，耗能体系的刚度高于传统抗弯刚框架，很容易达到规范要求。其连接方式多为铰接或螺栓，可避免现场焊接并减少检测难度，安装环保又经济。不仅如此，防屈曲支撑构件可灵活的对结构的刚度和强度进行调整，并且在地震作用损坏后容易更换，相比更长时间的保护了整体结构。为进一步达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标，更多工程采用防屈曲支撑构件。 

防屈曲耗能支撑主要组成有内部核心钢材(钢芯)、无粘结材料(或间隙)和外部约束构件(如钢管混凝土等。)对于钢芯，既是支撑的约束屈服段，要求其延性好，屈服强度值稳定。钢芯是保证构件可靠性的重要组成。为保证支撑两端始终处于弹性阶段工作，需要增 加构件截面尺寸或焊接加劲肋。当然在加宽的非屈服段前，需设置内部预留空间，避免钢材和水泥砂浆的直接接触。而无粘结层需为膨胀材料，以减少在泊松效应下，钢芯约束屈服段膨胀时与水泥砂浆之间的剪力。在地震作用中，防屈曲耗能支撑的工作原理是：由核心屈服钢芯全部承担轴向压力和拉力，以达到耗能的作用，而外部约束单元限制核心单元弯曲，达到防止钢芯屈曲的目的。这种结构形式的应用，改善了传统支撑结构体系的整体刚度不足的问题，并有效提高了结构滞回性能。 

目前，防屈曲支撑外部约束单元外套多为钢管，工艺繁琐，用钢量多，安装略显复杂。为此，本专利提供了一种螺旋箍筋做外套约束的防屈曲支撑，在保证防屈曲支撑抗弯刚度的前提下，对原有的外包构件进行缩减，以螺旋箍筋承担混凝土的全部外包约束，保证结构性能且减少造价。适用于层建筑的抗震加固。 

实用新型内容

专利旨在相对的简化加工制作程序，提供一种外包约束为螺旋箍筋的防屈曲耗能支撑构件，其应用螺旋箍筋代替传统外包约束钢管，既提供混凝土有效的约束，保证构件良好的滞回性能，又简化工序，降低成本。 

一种螺旋箍筋约束防屈曲耗能支撑构件，设有核心钢材作为主要屈服构件，还有支撑外围的外部约束构件，以及外部约束构件和钢芯支撑构件之间的所设置的无粘结材料层，其特征在于：外部约束构件采用混凝土外包螺旋箍筋；所述混凝土为圆形截面，采用砂浆或轻骨混凝土，且骨料最大粒径小于钢芯外缘到外包混凝土间距；所述构件螺旋箍筋在端部区域需要加密，箍筋间距根据约束情况由混凝土截面尺寸计算确定；所述螺旋箍筋以构造纵筋做骨架，纸筒作为外模板浇筑混凝土固定，纸筒廉价简易，又可以对螺旋箍筋起到防腐作用；螺旋箍筋间距由外包混凝土直径和箍筋直径决定且支撑中部螺旋箍筋不小于30mm。 

专利的有益效果在于，本专利能够实现施工阶段方便快捷加工出防屈曲耗能支撑。并且刚度大、强度高，很容易达到规范要求。其连接方式多为铰接或螺栓，现场安装环保且经济。这种支撑形式不仅灵活度高，容易调整结构刚度和强度，在地震作用损坏后可更换，又可以大大缩减工期并减少用钢量，且更持久的保证构件性能，可靠度高，以达到“小震不坏、 中震可修、大震不倒”的设防目标。 

附图说明

图1是本专利构件的一字形截面； 

图2是本专利构件一字形截面的螺旋箍筋透视图； 

图3是本专利构件一字形截面的侧视图； 

图4是本专利构件一字形截面的仰视图； 

图5是本专利构件的十字形截面； 

图6是本专利构件十字形截面的螺旋箍筋透视图； 

图7是本专利构件十字形截面的侧视图。 

1-一字形内核钢芯； 

2-混凝土； 

3-纸筒； 

4-无粘结材料； 

5-构造纵筋； 

6-螺旋箍筋； 

7-加劲肋； 

8-十字形内核钢芯。 

具体实施方式

以下将结合附图详细的说明本专利的技术方案。 

如图1、图6、所示，本专利构件为螺旋箍筋约束防屈曲耗能支撑，其由内部一字形或十字形核心钢芯、无粘结材料、混凝土、螺旋箍筋和纸筒几部分组成。一字形或十字形核心钢芯截面尺寸由轴心承载力设计决定。混凝土为圆形截面，采用砂浆或轻骨混凝土，且骨料最大粒径小于钢芯外缘到外包混凝土间距，混凝土截面尺寸由构件抗弯要求等计算确定。 

如图2所示，螺旋箍筋端部区域需要加密，箍筋间距根据约束情况由混凝土截面尺寸 计算确定，且螺旋箍筋间距由外包混凝土直径和箍筋直径决定且支撑中部螺旋箍筋不小于30mm。螺旋箍筋以构造纵筋做骨架，纸筒作为外模板，中间放置由模板固定的钢芯，浇筑混凝土且经过养护，然后拆除模板，但纸筒需要留下。纸筒廉价简易，后期还可以对螺旋箍筋起到防腐作用。 

如图3所示，钢芯两侧设置加劲肋，且与混凝土之间预留1～2mm的间隙。 

如图5所示，本专利构件为螺旋箍筋约束防屈曲耗能支撑，其由内部十字形核心钢芯、无粘结材料、混凝土、螺旋箍筋和纸筒几部分组成。 

如图7所示，钢芯两端加宽区是设置在外包混凝土约束外边。 

Claims (3)

1.一种螺旋箍筋约束防屈曲耗能支撑构件，设有核心钢材作为主要屈服构件，还有支撑外围的外部约束构件，以及外部约束构件和钢芯支撑构件之间的所设置的无粘结材料层，其特征在于：外部约束构件采用混凝土外包螺旋箍筋。 

2.根据权利要求1所述螺旋箍筋约束防屈曲耗能支撑构件，其特征在于：所述螺旋箍筋在端部区域需要加密，箍筋间距根据约束情况由混凝土截面尺寸计算确定。 

3.根据权利要求1或2所述螺旋箍筋约束防屈曲耗能支撑构件，其特征在于：所述螺旋箍筋以构造纵筋做骨架，纸筒作为外模板来浇筑混凝土并固定。 

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