一種扭轉(zhuǎn)型雙管屈曲約束支撐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其是涉及一種扭轉(zhuǎn)型雙管屈曲約束支撐。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的屈曲約束支撐大多通過芯材截面的軸向拉伸變形來耗能，破壞經(jīng)常發(fā)生在端部加勁肋的焊縫處或是中間的防滑塊端部，導(dǎo)致支撐的最大變形量較小(平均應(yīng)變低于3% )，或者是需要價(jià)格高昂但延性較好的低屈服點(diǎn)鋼來提高支撐的延性。另一方面，由于鋼材屈服后的切線剛度趨近于零，造成屈曲約束支撐結(jié)構(gòu)體系的殘余變形較大，已成為其主要的缺點(diǎn)。隨著近年來全球超大地震的頻發(fā)，結(jié)構(gòu)的抗震對(duì)支撐最大變形量以及其超低周疲勞性能的要求也越來越高，同時(shí)對(duì)其震后的殘余變形控制要求也越來越高。如何保證支撐能夠經(jīng)受多次大地震的襲擊后仍能正常工作，以保證其在工作的全壽命期間內(nèi)無需更換，相關(guān)的設(shè)計(jì)理念也越來越受到重視。同時(shí)，為了提高結(jié)構(gòu)的可修復(fù)性能，對(duì)屈曲約束支撐的屈服后強(qiáng)化剛度也提出了要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種高變形性能、高疲勞壽命、約束性好、質(zhì)輕的扭轉(zhuǎn)型雙管屈曲約束支撐。
[0004]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]—種扭轉(zhuǎn)型雙管屈曲約束支撐，包括支撐主體和設(shè)置在支撐主體兩端的端板，所述的支撐主體包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)部約束鋼管、無粘接材料和外部扭轉(zhuǎn)鋼管，所述的內(nèi)部約束鋼管為圓鋼管，下端與端板固定連接，上端懸空，所述的外部扭轉(zhuǎn)鋼管為中部開設(shè)有螺旋形切槽的圓鋼管，上下兩端均與端板固定連接。
[0006]所述的扭轉(zhuǎn)型雙管屈曲約束支撐還包括多個(gè)端部加勁肋，所述的端部加勁肋分別與端板以及外部扭轉(zhuǎn)鋼管的上部和下部固定連接。
[0007]所述的內(nèi)部約束鋼管的長(zhǎng)度大于外部扭轉(zhuǎn)鋼管開設(shè)有螺旋形切槽部分的長(zhǎng)度。
[0008]所述的外部扭轉(zhuǎn)鋼管通過圓鋼管切削成型或通過平板冷加工成型。
[0009]所述的內(nèi)部約束鋼管為中空結(jié)構(gòu)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011 ] —、高變形性能、高疲勞壽命:本發(fā)明由兩根鋼管組成，內(nèi)部為普通鋼管，外側(cè)為局部削弱的扭轉(zhuǎn)型鋼管，內(nèi)部鋼管為外側(cè)鋼管提供側(cè)向約束，由于外部扭轉(zhuǎn)型鋼管被削弱，根據(jù)扭轉(zhuǎn)型金屬阻尼器原理，在大變形下頸縮變形會(huì)最終發(fā)生在被削弱的截面。
[0012]二、約束性好:通過內(nèi)部約束鋼管與下端板的焊接使得內(nèi)部約束鋼管與外側(cè)扭轉(zhuǎn)型鋼管之間相對(duì)剛體運(yùn)動(dòng)較小，從而達(dá)到提高構(gòu)件在地震等滯回加載下變形能力的效果。
[0013]三、質(zhì)輕:本發(fā)明采用中部削弱后的外部鋼管和中空的內(nèi)部鋼管，大大減輕了本發(fā)明的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1中帶有橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為圖1中A-A剖面的剖面圖。
[0017]圖4為圖1中B-B剖面的剖面圖。
[0018]圖5為圖1中C-C剖面的剖面圖。
[0019]1、內(nèi)部約束鋼管，2、外部扭轉(zhuǎn)鋼管，3、無粘結(jié)材料，4、端部加勁肋，5、端板。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021 ] 實(shí)施例:
[0022]如圖1-5所示，本例中外側(cè)部件中部為通過對(duì)圓鋼管進(jìn)行切削或者通過平板冷加工成型的，外側(cè)部件上下端的圓鋼管截面未進(jìn)行削弱，用以與上部連接。內(nèi)部鋼管與下部端板焊接，且內(nèi)部鋼管長(zhǎng)度要大于外側(cè)的扭轉(zhuǎn)段的鋼管，以為外側(cè)的扭轉(zhuǎn)型鋼管的防屈曲提供約束，防止其在大變形下發(fā)生屈曲破壞。同時(shí)，內(nèi)部鋼管與外部鋼管之間由無粘結(jié)材料填充，以減小兩者之間由于接觸而產(chǎn)生的摩擦力。組裝過程如下:先制作外部扭轉(zhuǎn)型鋼管，再將內(nèi)部鋼管附上無粘結(jié)材料，并焊接于下部端板;將外部鋼管與加勁肋焊接，套在內(nèi)部鋼管外面，并與兩端端板焊接。
[0023]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是:克服【背景技術(shù)】的不足，提出一種具有高變形性能和高疲勞壽命的輕質(zhì)全鋼制扭轉(zhuǎn)型雙管屈曲約束支撐，其由兩根鋼管組成，內(nèi)部為普通鋼管，外側(cè)為局部削弱的扭轉(zhuǎn)型鋼管，內(nèi)部鋼管為外側(cè)鋼管提供側(cè)向約束。扭轉(zhuǎn)型屈曲約束支撐的具體技術(shù)方案是:組件包括內(nèi)部約束鋼管、無粘結(jié)材料、外部扭轉(zhuǎn)型鋼管、端板和加勁肋，主要組件由鋼材制成，從而大大降低了支撐的自重。其中，外部扭轉(zhuǎn)型鋼管由于被削弱，大變形下頸縮變形會(huì)最終發(fā)生在被削弱的截面，而不會(huì)像一般的屈曲約束支撐(斷裂經(jīng)常會(huì)發(fā)生在焊縫或者防滑塊處，從而導(dǎo)致延性性能較差)。通過內(nèi)部約束鋼管與下端板的焊接使得內(nèi)部約束鋼管與外側(cè)扭轉(zhuǎn)型鋼管之間相對(duì)剛體運(yùn)動(dòng)較小，從而達(dá)到提高構(gòu)件在地震等滯回加載下變形能力的效果。此外，支撐的軸向變形將轉(zhuǎn)化為外部鋼管的扭轉(zhuǎn)變形，從而相當(dāng)于一個(gè)扭轉(zhuǎn)型金屬阻尼器。眾所周知，圓鋼管的受扭變形能力非常好，且相應(yīng)的滯回特性穩(wěn)定，并具有較大的屈服后切線剛度，從而不僅能使得該支撐具有穩(wěn)定而優(yōu)良的循環(huán)耗能能力，同時(shí)擁有較大的二階剛度，從而大大提高結(jié)構(gòu)的抗震性能以及震后可修復(fù)性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種扭轉(zhuǎn)型雙管屈曲約束支撐，包括支撐主體和設(shè)置在支撐主體兩端的端板(5)，其特征在于，所述的支撐主體包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)部約束鋼管(1)、無粘接材料(2)和外部扭轉(zhuǎn)鋼管(3)，所述的內(nèi)部約束鋼管(1)為圓鋼管，下端與端板(5)固定連接，上端懸空，所述的外部扭轉(zhuǎn)鋼管(3)為中部開設(shè)有螺旋形切槽的圓鋼管，上下兩端均與端板(5)固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扭轉(zhuǎn)型雙管屈曲約束支撐，其特征在于，所述的扭轉(zhuǎn)型雙管屈曲約束支撐還包括多個(gè)端部加勁肋(4)，所述的端部加勁肋(4)分別與端板(5)以及外部扭轉(zhuǎn)鋼管(3)的上部和下部固定連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扭轉(zhuǎn)型雙管屈曲約束支撐，其特征在于，所述的內(nèi)部約束鋼管(1)的長(zhǎng)度大于外部扭轉(zhuǎn)鋼管(3)開設(shè)有螺旋形切槽部分的長(zhǎng)度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扭轉(zhuǎn)型雙管屈曲約束支撐，其特征在于，所述的外部扭轉(zhuǎn)鋼管(3)通過圓鋼管切削成型或通過平板冷加工成型。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扭轉(zhuǎn)型雙管屈曲約束支撐，其特征在于，所述的內(nèi)部約束鋼管(1)為中空結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種扭轉(zhuǎn)型雙管屈曲約束支撐，包括支撐主體和設(shè)置在支撐主體兩端的端板，所述的支撐主體包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)部約束鋼管、無粘接材料和外部扭轉(zhuǎn)鋼管，所述的內(nèi)部約束鋼管為圓鋼管，下端與端板固定連接，上端懸空，所述的外部扭轉(zhuǎn)鋼管為中部開設(shè)有螺旋形切槽的圓鋼管，上下兩端均與端板固定連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有高變形性能、高疲勞壽命、約束性好、質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】E04B1/98
【公開號(hào)】CN105421612
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510874599
【發(fā)明人】賈良玖, 陳世鳴
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月2日