一種鋼管填充混凝土型開孔平板芯材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，尤其是涉及一種鋼管填充混凝土型開孔平板芯材屈曲約束支撐。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的屈曲約束支撐的芯材截面大多沿著長度方向相同，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)致支撐的最大變形能力較小(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。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，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。

【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支撐變形能力大、質(zhì)量輕、屈曲后剛度大、應(yīng)用范圍廣的鋼管填充混凝土型開孔平板芯材屈曲約束支撐。
[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]—種鋼管填充混凝土型開孔平板芯材屈曲約束支撐，包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的芯材、填充砂漿和外包鋼管，所述芯材的中部設(shè)有防滑塊，所述的填充砂漿中部設(shè)有與防滑塊緊密配合的凹槽，所述的芯材上還設(shè)有多組開孔。
[0006]所述的芯材包括屈服段以及設(shè)置在屈服段兩端的非屈服段，所述的多組開孔設(shè)置在屈服段上，所述的非屈服段上設(shè)有芯材端部加勁肋。
[0007]所述的芯材屈服段上貼設(shè)有無粘接材料。
[0008]每組開孔均包含多個(gè)并排設(shè)置的開孔，且開孔的形狀一致，間隔相等。
[0009]所述的開孔的形狀包括橢圓形、菱形和圓形。
[0010]所述的多個(gè)開孔之間的間隔為孔長的0.2-1倍。
[0011]所述的填充砂漿的兩端與非屈服段之間設(shè)有間隙。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]—、支撐變形能力大:本發(fā)明采用防滑塊與凹槽配合的形式確保芯材和填充砂漿之間較小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且采用中部開孔結(jié)構(gòu)的芯材，在地震大形變作用下，芯材開孔處發(fā)生剪切形變代替支撐的軸向形變，加大了本發(fā)明的支撐最大型變量。
[0014]二、質(zhì)量輕:由于本發(fā)明采用中間開孔的板式芯材，在屈服段得到了削弱，在節(jié)點(diǎn)處截面可以不需要放大，從而使得節(jié)點(diǎn)處的用鋼量下降，比一般的支撐重量降低。
[0015]三、屈曲后剛度大:本發(fā)明芯材的開孔大小和孔間的距離相同，使得芯材在開孔段受力均勻，能夠更好的吸收能量，加強(qiáng)抗震能力。
[0016]四、應(yīng)用范圍廣:本發(fā)明芯材的開孔數(shù)量和位置大小均能夠隨不同的抗震需求而改變，能夠適應(yīng)不同抗震場合，應(yīng)用范圍廣。
【附圖說明】
[0017]圖1為實(shí)施例中單排十橢圓孔結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0018]圖2為實(shí)施例中單排十橢圓孔結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]其中，1、芯材，2、無粘結(jié)材料，3、填充砂漿，4、外包鋼管，5、防滑塊，6、開孔，7、芯材端部加勁肋。
【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和圖2所示，圖為單排十孔結(jié)構(gòu)芯材，本例中芯材中部的防滑塊以及相應(yīng)的填充砂漿的卡槽是用于限制芯材和混凝土之間的剛體運(yùn)動(dòng)，為了達(dá)到較大的變形能力，各孔的尺寸一致，且保證開孔后被分割的各小短柱的寬度一樣，以達(dá)到相同的局部屈曲承載力。
[0023]組裝過程如下:先預(yù)制帶有卡槽的鋼管填充混凝土，將無粘結(jié)材料貼在帶開孔的芯材上，然后組裝芯材和澆筑好混凝土的外包鋼管。
[0024]本發(fā)明包括鋼制的芯材1、無粘結(jié)材料2、外包鋼管4和填充砂漿3。其中，芯材I為開孔的鋼板，通過填充砂漿3的卡槽與芯材I的防滑塊的相互作用來限定芯材1、砂漿和外包鋼管4的相互剛體運(yùn)動(dòng)，最終可以在芯材I的開孔處產(chǎn)生頸縮變形，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，由于芯材I在中心處已經(jīng)得到了削弱，故節(jié)點(diǎn)處可以不需要放大，從而使得節(jié)點(diǎn)處的用鋼量下降。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋼管填充混凝土型開孔平板芯材屈曲約束支撐，包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的芯材(I)、填充砂漿(3)和外包鋼管(4)，其特征在于，所述芯材(I)的中部設(shè)有防滑塊(5)，所述的填充砂漿(3)中部設(shè)有與防滑塊(5)緊密配合的凹槽，所述的芯材(I)上還設(shè)有多組開孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼管填充混凝土型開孔平板芯材屈曲約束支撐，其特征在于，所述的芯材(I)包括屈服段以及設(shè)置在屈服段兩端的非屈服段，所述的多組開孔設(shè)置在屈服段上，所述的非屈服段上設(shè)有芯材端部加勁肋(7)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼管填充混凝土型開孔平板芯材屈曲約束支撐，其特征在于，所述的芯材(I)屈服段上貼設(shè)有無粘接材料(2)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼管填充混凝土型開孔平板芯材屈曲約束支撐，其特征在于，每組開孔均包含多個(gè)并排設(shè)置的開孔(6)，且開孔(6)的形狀一致，間隔相等。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋼管填充混凝土型開孔平板芯材屈曲約束支撐，其特征在于，所述的開孔(6)的形狀包括橢圓形、菱形和圓形。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋼管填充混凝土型開孔平板芯材屈曲約束支撐，其特征在于，所述的多個(gè)開孔(6)之間的間隔為孔長的0.2-1倍。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼管填充混凝土型開孔平板芯材屈曲約束支撐，其特征在于，所述的填充砂漿(3)的兩端與非屈服段之間設(shè)有間隙。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋼管填充混凝土型開孔平板芯材屈曲約束支撐，包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的芯材、填充砂漿和外包鋼管，所述芯材的中部設(shè)有防滑塊，所述的填充砂漿中部設(shè)有與防滑塊緊密配合的凹槽，所述的芯材上還設(shè)有多組開孔。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有支撐變形能力大、質(zhì)量輕、屈曲后剛度大、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】E01D19/00
【公開號(hào)】CN105507133
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510874613
【發(fā)明人】賈良玖
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月2日