CN204494060U - 受压可屈服型钢棒支撑 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种受压可屈服型钢棒支撑，具有一根一次锻造成型的实芯钢棒，一根钢管套筒，其所述实芯钢棒由钢棒屈服段、钢棒过渡段、钢棒弹性段组成，其中，钢棒屈服段两端具有钢棒过渡段，钢棒过渡段外具有钢棒弹性段，钢棒弹性段上攻有螺纹，钢棒屈服段的中间部位焊接防滑脱凸起圆环，实芯钢棒表面黏贴无粘结隔离材料，有无粘结隔离材料的实芯钢棒置于钢管套筒内，钢管套筒的两端焊接有封头圆环板，钢管套筒与实芯钢棒之间的空隙内灌满高强填充材料。本实用新型通过在钢棒外套有套筒，解决了在传统钢棒支撑只能受拉，不能受压的问题。本实用新型易于加工，节省用钢量，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种受压可屈服型钢棒支撑，尤其是一种能提高钢棒受压承载力，在工程应用中无需另行设置承受压力的结构件。
背景技术
由于传统钢棒支撑仅能受拉，因而都不将钢棒支撑作为耗能构件使用。而若钢棒支撑既能受拉也能受压，且达到相同的屈服承载力，则也可将受压可屈服型钢棒支撑作为耗能构件使用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种易于制作、承载能力高、节约钢材的受压可屈服型钢棒支撑，它既能承受拉力，也能承受压力，用于解决传统钢棒支撑仅能受拉的技术问题，并可增加钢棒支撑的应用范围以及作为耗能构件使用。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种受压可屈服型钢棒支撑，具有一根一次锻造成型的实芯钢棒，一根钢管套筒，其所述实芯钢棒由钢棒屈服段、钢棒过渡段、钢棒弹性段组成，其中，钢棒屈服段两端具有钢棒过渡段，钢棒过渡段外具有钢棒弹性段，钢棒弹性段上攻有螺纹，钢棒屈服段的中间部位焊接防滑脱凸起圆环，实芯钢棒表面黏贴无粘结隔离材料，有无粘结隔离材料的实芯钢棒置于钢管套筒内，钢管套筒的两端焊接有封头圆环板，钢管套筒与实芯钢棒之间的空隙内灌满高强填充材料 。
所述钢棒过渡段为圆台体形状，钢棒过渡段小头直径与钢棒屈服段直径相同，大头直径与钢棒弹性段直径相同；钢棒弹性段直径为钢棒屈服段直径的1.5~2.0倍，钢棒过渡段长度不小于钢棒屈服段直径。
所述防滑脱凸起圆环的长度为20mm，内径与钢棒屈服段直径相同，外径比内径大4mm。
所述钢管套筒为普通低碳钢制作的圆钢管，圆钢管内径比钢棒弹性段直径至少大4mm，长度短于实芯钢棒整体长度。
所述封头圆环板内径比钢棒弹性段直径大4~8mm，外径比钢管套筒外径大4~6mm，封头圆环板通过角焊缝与钢管套筒连接。
所述高强填充材料的抗压强度≥40MPa。
所述钢棒弹性段伸出钢管套筒的部分通过内侧螺母和外侧螺母与外部结构件夹紧连接，并通过旋转螺母调节安装误差。
所述外部结构件开有穿入钢棒支撑的孔，孔径比钢棒弹性段3直径大10mm。
本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：
（1）本实用新型通过将钢棒内置于钢管套筒内，可使钢棒能够承受压力。提高了钢棒的使用效率以及力学性能。
（2）工程现场尺寸和理论设计尺寸难免产生误差，以往普通型钢支撑构件采用焊接或者螺栓连接的方式，一旦加工成型，在工程现场难以调节工程误差。而本实用新型的连接方式，通过螺母在钢棒上的位置调整，在一定范围内（可达到200mm）的误差调整简易。降低了施工难度，更为经济。
附图说明
图1是受压可屈服型钢棒支撑的立体示意图；
图2是实芯钢棒立体示意图；
图3是受压可屈服型钢棒支撑的主视图；
图4是图3中沿A-A的剖视图；
图5是图3中沿B-B与C-C的剖视图；
图6是受压钢棒支撑与双螺母连接图；
图7是防滑脱凸起圆立体示意图。
图中标号：1为钢棒屈服段，2为钢棒过度段，3为钢棒弹性段，4为钢管套筒，5为无粘结隔离材料，6为高强度填充材料，7为封头圆环板，8为防滑脱凸起圆环，9为内侧连接螺母，10为外侧连接螺母，11为外部结构件。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进一步说明本实用新型。
如图1至图5所示，一种受压可屈服型钢棒支撑，由钢棒屈服段1、钢棒过渡段2、钢棒弹性段3、钢管套筒4、无粘结隔离材料5、高强填充材料6、封头圆环板7、防滑脱凸起钢环8组成。其中屈服段钢棒1、过渡段钢棒2、弹性段钢棒3通过工厂锻造一次成型。在钢棒弹性段3上攻有螺纹。受压可屈服型钢棒与外部结构构件采用螺母连接形式。钢棒屈服段1的中间部位焊接防滑脱凸起圆环，防滑脱凸起圆环内径与钢棒屈服段直径相同，防滑脱凸起圆环外径比内径大4mm。在钢棒表面黏贴无粘结隔离材料，厚度为1~3mm。将黏贴无粘结隔离材料的钢棒置于钢管套筒内，钢管套筒内径比钢棒弹性段的直径至少大4mm。钢棒置于钢套筒内后，从端部套入封头圆环板，封头圆环板内径比钢棒弹性段大4~8mm，以便封头圆环板顺利穿入。封头圆环外径比钢管套筒外径大4~6mm，并通过角焊缝将封头圆环板与钢管套筒焊接。将高强填充材料注入钢管套筒与钢棒之间的空隙内。
钢管套筒4与实芯钢棒无连接，实芯钢棒穿入钢管套筒4内。钢棒屈服段1、钢棒过渡段2、钢棒弹性段3在工厂通过锻造成型，材料可选用低屈服强度钢材，也可选用普通低碳钢，也可选用低合金钢材。但钢棒屈服段1、钢棒过渡段2、钢棒弹性段3的材料需相同。
钢棒弹性段3直径约为钢棒屈服段1直径的1.5~2.0倍。钢棒过渡段2为圆台体形状，过渡段长度不小于钢棒屈服段1直径，钢棒过渡段2小头处直径与钢棒屈服段1直径相同，钢棒过渡段2大头处直径与钢棒弹性段3直径相同。
防滑脱凸起圆环8固定于钢棒屈服段1中部，长度20mm，内径与钢棒屈服段1直径相同，外径比内径大4mm。制作过程中，可将圆环剖切成2个半圆环（如图7所示），半圆环分别与钢棒屈服段1直通过在环边的角焊缝进行连接。防滑脱凸起圆环8的材料采用普通低碳钢。
钢管套筒4为普通低碳钢制作的圆钢管，圆钢管内径比钢棒弹性段3直径至少需要大4mm，长度短于实芯钢棒整体长度。
封头圆环板7内径比钢棒弹性段3大4~8mm，外径比钢管套筒4外径大约4~6mm，封头圆环板7通过角焊缝与钢管套筒4连接。
被套筒包裹的钢棒区域表面粘贴摩擦小的无粘结隔离材料5。将粘贴有无粘结隔离材料5的钢棒穿入钢管套筒4并在套筒两端焊接完毕封头圆环板7后，将管壁开圆形孔口，灌入高强度填充材料6，填充材料的抗压强度不低于40MPa。高强度填充材料填6满套筒内缝隙。
钢棒弹性段3一部分在钢管套筒4内，一部分伸出钢管套筒4。钢棒弹性段3伸出钢管套筒4的部分攻有螺纹，通过双螺母与外部结构件11连接，双螺母中间夹住外部连接件。通过旋转螺母能够调节安装误差。外部结构件11上应开孔，以便钢棒支撑穿入，孔径比钢棒弹性段3直径大10mm。
如图2所示，钢棒支撑的实芯钢棒，由钢棒屈服段1、钢棒过渡段2和钢棒弹性段3组成，实芯钢棒整体呈现变截面形式，整根实芯钢棒通过锻造成型，两端直径大，中部直径小，钢棒过渡段2小头直径与钢棒屈服段1直径相同，大头直径与钢棒弹性段3直径相同。钢棒弹性段直径为屈服段直径的1.5倍，钢棒过渡段2长度不小于钢棒屈服段1直径。实芯钢棒整体锻造成型后，在车床将弹性段攻螺纹，螺纹深度由钢棒承载力控制，保证螺母连接承载力不低于钢棒的极限承载力。
钢管套筒4内径应大于钢棒弹性段直径，并满足如下公式：
式中为钢棒支撑的长度，为钢材弹性模量，为钢管套筒惯性矩，为钢棒屈服段截面面积，为钢棒钢材的屈服强度
钢棒成型后，在屈服段中部焊接防滑脱凸起圆环8。
防滑脱凸起圆环8焊接完毕后，在实芯钢棒表面黏贴厚度约1~3mm的无粘结隔离材料5。无粘结隔离材料5黏贴长度与钢管套筒4相同。然后将黏贴有无粘结隔离材料的钢棒整体穿入钢管套筒4内。并在钢管套筒4端头位置焊接封头圆环板7。封头圆环板7焊接完成后，将高强度填充材料6灌入钢管内，保证密实灌满。
如图6所示，钢棒支撑与外部结构件11连接采用双螺母夹紧连接的方式。双螺母分为内侧螺母9和外侧螺母10，两螺母之间为外部结构件11，外部结构件11上应开孔，以便钢棒支撑穿入，孔径比钢棒弹性段3直径大10mm。
以一长度为3m，承载力为500kN，采用Q235钢材的钢棒支撑为例，说明其设计结果。根据承载力确定钢棒屈服段直径52mm，屈服段长度2356mm；过渡段小头直径52mm，大头直径78mm，一端长度52mm；弹性段直径为78mm，一端弹性段长度270mm，弹性段伸入钢管内长度为120mm；无粘结隔离材料厚度2mm；钢管套筒直径100mm，壁厚10mm，长度2700mm；封头圆环板厚度6mm，外径110mm，内径82mm。
Claims (8)
1.一种受压可屈服型钢棒支撑，具有一根一次锻造成型的实芯钢棒，一根钢管套筒，其特征在于：所述实芯钢棒由钢棒屈服段(1)、钢棒过渡段(2)、钢棒弹性段(3)组成，其中，钢棒屈服段(1)两端具有钢棒过渡段(2)，钢棒过渡段(2)外具有钢棒弹性段(3)，钢棒弹性段(3)上攻有螺纹，钢棒屈服段(1)的中间部位焊接防滑脱凸起圆环(8)，实芯钢棒表面黏贴无粘结隔离材料(5)，有无粘结隔离材料的实芯钢棒置于钢管套筒(4)内，钢管套筒(4)的两端焊接有封头圆环板(7)，钢管套筒(4)与实芯钢棒之间的空隙内灌满高强填充材料(6)。
2.根据权利要求1所述的受压可屈服型钢棒支撑，其特征在于：所述钢棒过渡段(2)为圆台体形状，钢棒过渡段(2)小头直径与钢棒屈服段(1)直径相同，大头直径与钢棒弹性段(3)直径相同；钢棒弹性段(3)直径为钢棒屈服段(1)直径的1.5~2.0倍，钢棒过渡段(2)长度不小于钢棒屈服段(1)直径。
3.根据权利要求1所述的受压可屈服型钢棒支撑，其特征在于：所述防滑脱凸起圆环(8)的长度为20mm，内径与钢棒屈服段(1)直径相同，外径比内径大4mm。
4.根据权利要求1所述的受压可屈服型钢棒支撑，其特征在于：所述钢管套筒(4)为普通低碳钢制作的圆钢管，圆钢管内径比钢棒弹性段(3)直径至少大4mm，长度短于实芯钢棒整体长度。
5.根据权利要求1所述的受压可屈服型钢棒支撑，其特征在于：所述封头圆环板(7)内径比钢棒弹性段(3)直径大4~8mm，外径比钢管套筒(4)外径大4~6mm，封头圆环板(7)通过角焊缝与钢管套筒(4)连接。
6.根据权利要求1所述的受压可屈服型钢棒支撑，其特征在于：所述高强填充材料(6)的抗压强度≥40MPa。
7.根据权利要求1所述的受压可屈服型钢棒支撑，其特征在于：所述钢棒弹性段(3)伸出钢管套筒(4)的部分通过内侧螺母(9)和外侧螺母(10)与外部结构件(11)夹紧连接，并通过旋转螺母调节安装误差。
8.根据权利要求7所述的受压可屈服型钢棒支撑，其特征在于：所述外部结构件（11）上开有穿入钢棒支撑的孔，孔径比钢棒弹性段(3)直径大10mm。
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| CN104595684A (zh) * | 2015-01-05 | 2015-05-06 | 上海应用技术学院 | 受压可屈服型钢棒支撑 |
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2015
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