一種組合鋼管混凝土h型鋼大軸力屈曲約束支撐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種組合鋼管混凝土H型鋼大軸力屈曲約束支撐。
【背景技術(shù)】
[0002]屈曲約束支撐是一種具有高承載力的軸向拉壓構(gòu)件和高效的耗能減震裝置，它由芯板、約束芯板屈曲的套管和位于芯板和套管之間的無(wú)粘結(jié)材料及填充材料組成。這是一種受拉時(shí)同普通支撐而受壓時(shí)承載力與受拉時(shí)相當(dāng)且具有消能機(jī)制的支撐。屈曲約束支撐僅芯板與其他構(gòu)件連接，所受的荷載全部由芯板承擔(dān)，套管和填充材料僅約束芯板受壓屈曲，使芯板在受拉和受壓下均能進(jìn)入屈服，因此，屈曲約束支撐的滯回性能優(yōu)良。
[0003]屈曲約束支撐一方面可以避免普通支撐拉壓承載力差異顯著的缺陷，另一方面具有金屬阻尼器的耗能能力，可以在結(jié)構(gòu)中充當(dāng)“保險(xiǎn)絲”，使得主體結(jié)構(gòu)基本處于彈性范圍內(nèi)。因此，屈曲約束支撐的應(yīng)用，可以全面提高傳統(tǒng)的支撐框架在中震和大震下的抗震性能。根據(jù)其在結(jié)構(gòu)中的不同功能，屈曲約束支撐可分為承載型和耗能型。承載型屈曲約束支撐一般只在彈性階段工作而不屈服，作為彈性二力桿為結(jié)構(gòu)提供足夠的剛度或傳遞結(jié)構(gòu)內(nèi)力，而耗能型屈曲約束支撐則可在彈塑性范圍工作，在中、大震下通過(guò)拉壓屈服耗散地震能量。
[0004]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的組合鋼管混凝土式屈曲約束支撐的主視圖，圖2為現(xiàn)有技術(shù)的組合鋼管混凝土式屈曲約束支撐的矩形鋼管的主視圖，圖3為現(xiàn)有技術(shù)的組合鋼管混凝土式屈曲約束支撐的一字芯板的爆炸圖，圖4為圖1中A-A處剖視圖，圖5為圖1中B-B處剖視圖。如圖1?5所示，現(xiàn)有的組合鋼管混凝土式屈曲約束支撐的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)以及成型工序如下:首先，制作組成構(gòu)件:一字芯板9(其中只有兩端一小段的連接段上設(shè)置了加強(qiáng)肋板的構(gòu)造而使得橫截面為十字截面)、矩形鋼管8、第一限位板10、第二限位板11、第一封板5和第二封板6，然后在矩形鋼管8的內(nèi)部灌注混凝土 202，待混凝土 202凝結(jié)后將各個(gè)組成構(gòu)件組裝并焊接成型。這種制作方法導(dǎo)致以下問(wèn)題:
[0005]—、質(zhì)量缺陷
[0006]在制作組合鋼管混凝土過(guò)程中，需要將矩形鋼管8豎立起來(lái)澆灌混凝土202，由于矩形鋼管8形狀的限制，造成振搗施工困難，難以保證矩形鋼管8內(nèi)部完全振搗密實(shí)，而且無(wú)法直接檢查內(nèi)部的密實(shí)情況，容易造成矩形鋼管8內(nèi)部出現(xiàn)空腔，進(jìn)而誘發(fā)一字芯板9在空腔位置發(fā)生局部屈曲。另外，在制作過(guò)程中矩形鋼管8豎立起來(lái)澆筑會(huì)引發(fā)漲管的問(wèn)題，矩形鋼管8的底部壓強(qiáng)大，容易漲開(kāi)，導(dǎo)致矩形鋼管8在一端發(fā)生明顯可見(jiàn)的形變。使得在組裝屈曲約束支撐時(shí)由于矩形鋼管8表面不平整而無(wú)法焊接組裝。還有，漲管現(xiàn)象有可能導(dǎo)致一字芯板9預(yù)留變形縫隙減小，影響一字芯板9在軸力下的泊松效應(yīng)，導(dǎo)致一字芯板9無(wú)法相對(duì)自由變形。
[0007]二、承載力缺陷
[0008]由于傳統(tǒng)組合鋼管混凝土屈曲約束支撐，只是在一字芯板9的兩端分別增加兩塊加勁肋而變?yōu)槭纸孛妫詽M(mǎn)足連接段剛度大于耗能段的構(gòu)造需求，而位于矩形鋼管8的中部的芯板耗能段依舊采用單純的一字截面，這就限制了屈曲約束支撐整體的承載能力，使屈曲約束支撐僅能滿(mǎn)足4000kN以下的承載力需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的目的在于提供一種組合鋼管混凝土H型鋼大軸力屈曲約束支撐，以解決現(xiàn)有技術(shù)的組合鋼管混凝土式屈曲約束支撐存在的質(zhì)量缺陷、承載力缺陷的問(wèn)題。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0011]本實(shí)用新型提供的一種組合鋼管混凝土H型鋼大軸力屈曲約束支撐，包括H形支撐芯板和兩個(gè)槽鋼混合約束構(gòu)件;所述H形支撐芯板為條狀型板，其橫截面呈字母H形;所述槽鋼混合約束構(gòu)件為條狀構(gòu)件，由槽鋼和條形的蓋板拼裝成內(nèi)有空腔的長(zhǎng)條形方管，其內(nèi)部灌注混凝土;兩個(gè)所述槽鋼混合約束構(gòu)件分別位于所述H形支撐芯板的兩個(gè)槽腔之中。
[0012]進(jìn)一步，所述蓋板的厚度大于所述槽鋼的鋼板厚度。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:由于槽鋼的截面靠近其形心軸位置，對(duì)鋼管的抗彎剛度貢獻(xiàn)有限，且只作為模板使用，因此槽鋼的厚度可相對(duì)較薄，而遠(yuǎn)離形心軸的蓋板的厚度可相對(duì)較大，這種設(shè)置方式能夠最充分地發(fā)揮鋼材對(duì)抗彎剛度貢獻(xiàn)，節(jié)省用鋼量。
[0013]進(jìn)一步，所述H形支撐芯板由中心腹板、第一側(cè)板和第二側(cè)板組裝而成;所述第一側(cè)板和所述第二側(cè)板相互平行，且均與所述中心腹板垂直，所述中心腹板的兩條長(zhǎng)邊分別設(shè)置在所述第一側(cè)板和所述第二側(cè)板相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁的中線(xiàn)上。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:由于H形支撐芯板的一次加工成型工藝較復(fù)雜，采用中心腹板、第一側(cè)板和第二側(cè)板組裝而成，能夠加快H形支撐芯板的生產(chǎn)速度，并且根據(jù)承載力大小及構(gòu)造要求而設(shè)計(jì)為合適的截面尺寸，提高H形支撐芯板的質(zhì)量安全水平。
[0014]進(jìn)一步，還包括四個(gè)加勁肋板和四個(gè)凹槽;兩個(gè)所述加勁肋板分別垂直地設(shè)置在所述中心腹板的兩側(cè)平面的中線(xiàn)上，且與所述中心腹板一個(gè)端面平齊;另外兩個(gè)所述加勁肋板分別垂直地設(shè)置在所述中心腹板的兩側(cè)平面的中線(xiàn)上，且與所述中心腹板的另一個(gè)端面平齊；四個(gè)所述凹槽與四個(gè)所述加勁肋板位置相對(duì)應(yīng)地設(shè)置在兩個(gè)所述槽鋼混合約束構(gòu)件上，使四個(gè)所述加勁肋板位于四個(gè)所述凹槽之中，且所述凹槽的內(nèi)壁與所述加勁肋板之間具有縫隙。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:四個(gè)加勁肋板和四個(gè)凹槽的組合結(jié)構(gòu)，保證了H形支撐芯板耗能段截面面積小于連接段，進(jìn)而保證了連接段的剛度大于耗能段，使屈曲約束支撐在承受拉壓作用中耗能段不會(huì)超出被槽鋼混合約束構(gòu)件約束的范圍，而凹槽的內(nèi)壁與加勁肋板之間具有縫隙，為加勁肋板以及H形支撐芯板的兩端預(yù)留足夠的變形縫。
[0015]進(jìn)一步，所述凹槽由鋼板一體成型。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:在H形支撐芯板和兩個(gè)槽鋼混合約束構(gòu)件組裝成型前，需要先向槽鋼混合約束構(gòu)件的槽鋼內(nèi)部灌注混凝土，故凹槽使用鋼板一體成型，便于混凝土的灌注。
[0016]進(jìn)一步，所述加勁肋板的側(cè)面形狀為直角梯形，所述加勁肋板通過(guò)直角梯形的長(zhǎng)底邊連接在所述中心腹板的中線(xiàn)上，其直角邊與所述中心腹板的端面平齊;所述凹槽的形狀與所述加勁肋板的形狀相適配。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:直角梯形的加勁肋板具有明顯的上下底邊、斜腰和直角腰，在裝配時(shí)識(shí)別度較高，便于快速焊接成型。
[0017]進(jìn)一步，四個(gè)所述加勁肋板通過(guò)角焊縫與所述中心腹板連接。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:角焊縫是沿兩直交或近直交零件的交線(xiàn)所焊接的焊縫，通常用于板與板之間、管與管之間及管與板之間的焊接成型，其焊接效率高、焊接效果好。
[0018]進(jìn)一步，所述H形支撐芯板的長(zhǎng)度大于所述槽鋼混合約束構(gòu)件的長(zhǎng)度。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:組合鋼管混凝土 H型鋼大軸力屈曲約束支撐的槽鋼混合約束構(gòu)件只為支撐提供抗彎剛度而不承受軸力，故H形支撐芯板的長(zhǎng)度大于槽鋼混合約束構(gòu)件的長(zhǎng)度。
[0019]進(jìn)一步，還包括第一封板和第二封板，所述第一封板分別連接兩個(gè)所述槽鋼混合約束構(gòu)件，且位于所述第一側(cè)板遠(yuǎn)離所述中心腹板的一側(cè);所述第二封板分別連接兩個(gè)所述槽鋼混合約束構(gòu)件，且位于所述第二側(cè)板遠(yuǎn)離所述中心腹板的一側(cè)。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:第一封板、第二封板和兩個(gè)槽鋼混合約束構(gòu)件包裹在H