專利名稱：套筒約束防屈曲耗能支撐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)的耗能支撐，特別是涉及一種建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的套筒約束防屈曲耗能支撐。
背景技術(shù)：
地震災(zāi)害具有突發(fā)性和毀滅性，嚴(yán)重威脅著人類生命、財(cái)產(chǎn)的安全。世界上每年發(fā)生破壞性地震近千次，一次大地震可引起上千億美元的經(jīng)濟(jì)損失，導(dǎo)致幾十萬(wàn)人死亡或嚴(yán)重傷殘。我國(guó)地處世界上兩個(gè)最活躍的地震帶上，是遭受地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，地震造成的人員傷亡居世界首位，經(jīng)濟(jì)損失也十分巨大。地震中建筑物的大量破壞與倒塌，是造成地震災(zāi)害的直接原因。地震發(fā)生時(shí)，地面振動(dòng)引起結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。對(duì)于基礎(chǔ)固接于地面的建筑結(jié)構(gòu)物，其反應(yīng)沿著高度從下到上逐層放大。由于結(jié)構(gòu)物某部位的地震反應(yīng)(加速度、速度或位移)過(guò)大，使主體承重結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞甚至倒塌；或雖然主體結(jié)構(gòu)未破壞，但 建筑飾面、裝修或其它非結(jié)構(gòu)配件等毀壞而導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p失；或室內(nèi)昂貴儀器、設(shè)備破壞導(dǎo)致嚴(yán)重的損失或次生災(zāi)害。為了避免上述災(zāi)害的發(fā)生，人們必須對(duì)結(jié)構(gòu)體系的地震反應(yīng)進(jìn)行控制，并消除結(jié)構(gòu)體系的“放大器”作用。結(jié)構(gòu)消能減振技術(shù)是把結(jié)構(gòu)的某些非承重構(gòu)件(如支撐、剪力墻、連接件等)設(shè)計(jì)成消能桿件，或在結(jié)構(gòu)的某些部位(層間空間、節(jié)點(diǎn)、連接縫等)安裝消能裝置。在小風(fēng)或小震時(shí)，這些消能桿件(或消能裝置)和結(jié)構(gòu)本身具有足夠的側(cè)向剛度以滿足使用要求，結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)；當(dāng)出現(xiàn)大震或大風(fēng)時(shí)，隨著結(jié)構(gòu)側(cè)向變形的增大，消能構(gòu)件或消能裝置率先開(kāi)始工作，產(chǎn)生較大阻尼，大量消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震或風(fēng)振能量，使結(jié)構(gòu)的動(dòng)能或彈性勢(shì)能等能量轉(zhuǎn)化成熱能等形式耗散掉，迅速衰減結(jié)構(gòu)的地震或風(fēng)振反應(yīng)(位移、速度、加速度等)，使主體結(jié)構(gòu)避免出現(xiàn)明顯的非彈性狀態(tài)，保護(hù)主體結(jié)構(gòu)及構(gòu)件在強(qiáng)震或大風(fēng)中免遭破壞。因?yàn)榈卣鸬仍騻鬏斀o建筑結(jié)構(gòu)的外部能量，是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)的根源，所以在結(jié)構(gòu)中設(shè)置耗能裝置，增加耗能量，將會(huì)減少結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng)。將消能部件用于支撐中可形成各種耗能支撐，如交叉支撐、斜撐支撐、K形支撐等。目前研究開(kāi)發(fā)的防屈曲耗能支撐有中國(guó)專利號(hào)200710062637.3公開(kāi)了一種名稱為“鋼管防屈曲耗能支撐”發(fā)明專利；中國(guó)專利號(hào)200810204340. O公開(kāi)了一種名稱為“防屈曲耗能支撐”發(fā)明專利；中國(guó)專利號(hào)200910081817. 5公開(kāi)了一種名稱為“一種全鋼結(jié)構(gòu)防屈曲耗能支撐”發(fā)明專利；中國(guó)專利號(hào)200910226690. I公開(kāi)了一種名稱為“自動(dòng)恢復(fù)軸線居中功能的復(fù)合型耗能支撐構(gòu)件”發(fā)明專利等。然而一些防屈曲耗能支撐的約束混凝土容易被壓碎而失去了約束與防屈曲作用，致使其耗能能力大幅降低。因此，一些耗能支撐制造工藝，耗能性能等仍需要進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供套筒約束防屈曲耗能支撐，采用有效隔離的方式，避免約束混凝土破壞，以提高其耗能能力。利用套筒約束防屈曲耗能支撐的耗能作用能夠減少建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)起到很好的保護(hù)作用。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
套筒約束防屈曲耗能支撐，包括有耗能鋼管、內(nèi)隔離薄壁鋼管、外隔離薄壁鋼管、外約束鋼管、內(nèi)約束混凝土、外約束混凝土、端板、加強(qiáng)鋼管、安裝板和加強(qiáng)肋，所述的內(nèi)隔離薄壁鋼管、耗能鋼管、外隔離薄壁鋼管和外約束鋼管依次由內(nèi)向外設(shè)置且中心相同；外隔離薄壁鋼管和外約束鋼管之間澆筑外約束混凝土 ；內(nèi)隔離薄壁鋼管內(nèi)部澆筑內(nèi)約束混凝土，在耗能鋼管的兩端分別設(shè)置加強(qiáng)鋼管；耗能鋼管和加強(qiáng)鋼管的兩端均與安裝板連接并且采用加強(qiáng)肋加強(qiáng)連接，安裝板上設(shè)置螺孔。所述的安裝板和加強(qiáng)肋的端面呈米字型。所述的耗能鋼管、內(nèi)隔離薄壁鋼管和外隔離薄壁鋼管之間的間距為5 20mm。
所述的耗能鋼管、內(nèi)隔離薄壁鋼管、外隔離薄壁鋼管、外約束鋼管與加強(qiáng)鋼管的截面均為圓形。所述的耗能鋼管、內(nèi)隔離薄壁鋼管、外隔離薄壁鋼管、外約束鋼管與加強(qiáng)鋼管的截面均為方形。3、優(yōu)點(diǎn)及有益效果
本發(fā)明的效果和優(yōu)點(diǎn)是采用有效隔離的方式，避免約束混凝土破壞，使其耗能能力顯著提升。具有耗能能力強(qiáng)、加工簡(jiǎn)單、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，它能使結(jié)構(gòu)擁有良好的抗震性能、延性和滯回耗能能力。


圖I為本發(fā)明圓筒式套筒約束防屈曲耗能支撐的正立面示意 圖2為圖I的A-A劑面不意 圖3為本發(fā)明圓筒式套筒約束防屈曲耗能支撐的側(cè)立面示意 圖4為本發(fā)明方筒式套筒約束防屈曲耗能支撐的正立面示意 圖5為圖4的B-B剖面示意 圖6為本發(fā)明方筒式套筒約束防屈曲耗能支撐的側(cè)立面示意圖。圖中，I為耗能圓鋼管；2為內(nèi)隔離薄壁圓鋼管；3為外隔離薄壁圓鋼管；4為外約束圓鋼管；5為內(nèi)約束混凝土 ；6為外約束混凝土 ；7為耗能方鋼管；8為內(nèi)隔離薄壁方鋼管；9為外隔離薄壁方鋼管；10為外約束方鋼管；11為端板；12為加強(qiáng)圓鋼管；13為安裝板；14為加強(qiáng)肋；15為加強(qiáng)方鋼管；16為螺孔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合技術(shù)方案和參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例I :
如圖f圖3所示，套筒約束防屈曲耗能支撐包括有耗能圓鋼管I、內(nèi)隔離薄壁圓鋼管
2、外隔離薄壁圓鋼管3、外約束圓鋼管4、內(nèi)約束混凝土 5、外約束混凝土 6、端板11、加強(qiáng)圓鋼管12、安裝板13、加強(qiáng)肋14和螺孔16。所述的內(nèi)隔離薄壁圓鋼管2、耗能圓鋼管I、外隔離薄壁圓鋼管3和外約束圓鋼管4依次由內(nèi)向外設(shè)置且中心相同；外隔離薄壁圓鋼管3和外約束圓鋼管4之間澆筑外約束混凝土 6 ;內(nèi)隔離薄壁圓鋼管2內(nèi)部澆筑內(nèi)束混凝土 5。在耗能圓鋼管I的兩端分別設(shè)置加強(qiáng)圓鋼管12 ;耗能圓鋼管I和加強(qiáng)圓鋼管12的兩端均與安裝板13連接，且采用加強(qiáng)肋14加強(qiáng)連接。安裝板13上設(shè)置螺孔16，與梁、柱等采用螺栓連接。安裝板13和加強(qiáng)肋14的端面呈米字型。耗能圓鋼管I與內(nèi)隔離薄壁圓鋼管2之間的間距為5 20mm，耗能圓鋼管I與外隔離薄壁圓鋼管3之間的間距為5 20mm。 實(shí)施例2:
如圖4-6所示，套筒約束防屈曲耗能支撐包括有耗能方鋼管7、內(nèi)隔離薄壁方鋼管8、外隔離薄壁方鋼管9、外約束方鋼管10、內(nèi)約束混凝土 5、外約束混凝土 6、端板11、安裝板13、加強(qiáng)肋14、加強(qiáng)方鋼管15和螺孔16。所述的內(nèi)隔離薄壁方鋼管8、耗能方鋼管7、外隔離薄壁方鋼管9和外約束方鋼管10依次由內(nèi)向外設(shè)置且中心相同。外隔離薄壁方鋼管9和外約束方鋼管10之間澆筑外約束混凝土 6 ;內(nèi)隔離薄壁方鋼管8內(nèi)部澆筑內(nèi)約束混凝土 5。在耗能方鋼管7的兩端分別設(shè)置加強(qiáng)方鋼管15。耗能方鋼管7和加強(qiáng)方鋼管15的兩端均與安裝板13連接，且采用加強(qiáng)肋14加強(qiáng)連接。安裝板13上設(shè)置螺孔16，與梁、柱等采用螺栓 連接。安裝板13和加強(qiáng)肋14的端面呈米字型。耗能方鋼管7與內(nèi)隔離薄壁方鋼管8的間距為5 20mm。耗能方鋼管7與外隔離薄壁方鋼管9的間距為5 20mm。
權(quán)利要求
1.套筒約束防屈曲耗能支撐，其特征在于包括有耗能鋼管、內(nèi)隔離薄壁鋼管、外隔離薄壁鋼管、外約束鋼管、內(nèi)約束混凝土、外約束混凝土、端板、加強(qiáng)鋼管、安裝板和加強(qiáng)肋，所述的內(nèi)隔離薄壁鋼管、耗能鋼管、外隔離薄壁鋼管和外約束鋼管依次由內(nèi)向外設(shè)置且中心相同；外隔離薄壁鋼管和外約束鋼管之間澆筑外約束混凝土；內(nèi)隔離薄壁鋼管內(nèi)部澆筑內(nèi)約束混凝土，在耗能鋼管的兩端分別設(shè)置加強(qiáng)鋼管；耗能鋼管和加強(qiáng)鋼管的兩端均與安裝板連接并且采用加強(qiáng)肋加強(qiáng)連接，安裝板上設(shè)置螺孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的套筒約束防屈曲耗能支撐，其特征在于所述的安裝板和加強(qiáng)肋的端面呈米字型。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的套筒約束防屈曲耗能支撐，其特征在于所述的耗能鋼管與內(nèi)隔離薄壁鋼管和外隔離薄壁鋼管之間的間距為5 20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的套筒約束防屈曲耗能支撐，其特征在于所述的耗能鋼管、內(nèi)隔離薄壁鋼管、外隔離薄壁鋼管、外約束鋼管與加強(qiáng)鋼管的截面均為圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的套筒約束防屈曲耗能支撐，其特征在于所述的耗能鋼管、內(nèi)隔離薄壁鋼管、外隔離薄壁鋼管、外約束鋼管與加強(qiáng)鋼管的截面均為方形。
全文摘要
本發(fā)明涉及套筒約束防屈曲耗能支撐，包括有耗能鋼管、內(nèi)隔離薄壁鋼管、外隔離薄壁鋼管、外約束鋼管、內(nèi)約束混凝土、外約束混凝土、端板、加強(qiáng)鋼管、安裝板和加強(qiáng)肋，所述的內(nèi)隔離薄壁鋼管、耗能鋼管、外隔離薄壁鋼管和外約束鋼管依次由內(nèi)向外設(shè)置且中心相同；外隔離薄壁鋼管和外約束鋼管之間澆筑外約束混凝土；內(nèi)隔離薄壁鋼管內(nèi)部澆筑內(nèi)約束混凝土，在耗能鋼管的兩端分別設(shè)置加強(qiáng)鋼管；耗能鋼管和加強(qiáng)鋼管的兩端均與安裝板連接并且采用加強(qiáng)肋加強(qiáng)連接，安裝板上設(shè)置螺孔。本發(fā)明采用有效隔離的方式，避免約束混凝土破壞，使其耗能能力顯著提升。具有耗能能力強(qiáng)、加工簡(jiǎn)單、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，擁有良好的抗震性能、延性和滯回耗能能力。
文檔編號(hào)E04B1/98GK102912884SQ201210438710
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者汪青杰, 張延年, 劉陽(yáng), 鄭怡, 徐春一 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)建筑大學(xué)