專(zhuān)利名稱(chēng)：法蘭盤(pán)式外套管壓桿穩(wěn)定控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種采用法蘭盤(pán)連接件的外套管裝置，屬于一種抑制壓桿構(gòu)件失穩(wěn)、提高壓桿構(gòu)件穩(wěn)定承載力的穩(wěn)定控制裝置。
背景技術(shù)：
穩(wěn)定控制裝置是通過(guò)對(duì)受壓構(gòu)件加設(shè)附加裝置來(lái)改善受壓構(gòu)件屈曲性能的一種組件。目前已有的穩(wěn)定控制裝置主要有預(yù)應(yīng)力撐桿裝置、限制力裝置、限位螺栓裝置、套管裝置等。預(yù)應(yīng)力撐桿裝置是在鋼壓桿外圍設(shè)置若干撐桿或內(nèi)部設(shè)置橫隔板，然后利用張緊的預(yù)應(yīng)力拉索通過(guò)撐桿或橫隔隔板提供給鋼壓桿有效的側(cè)向彈性支撐作用，從而減小鋼壓桿計(jì)算長(zhǎng)度，提高其穩(wěn)定承載力。限制力裝置是由外套筒、內(nèi)鋼管、四周中部布置的板條組成。在壓力作用下，外套管、內(nèi)鋼管承受壓力，而四周的板條承受拉力，通過(guò)設(shè)計(jì)使板條首先受拉屈服，屈服荷載小于受壓桿的屈曲荷載，從而受壓桿具有理想彈塑性的軸力-軸向·位移曲線(xiàn)，即在桿件中引入人為的延性變形能力從而改善構(gòu)件脆性破壞性能。限位螺栓裝置是在矩形外套鋼管上沿軸向布設(shè)定位螺栓對(duì)內(nèi)核工字形鋼桿提供側(cè)向支撐，使內(nèi)核鋼桿發(fā)生高階失穩(wěn)破壞。套管裝置是由內(nèi)核圓鋼管與外套圓鋼管組成，內(nèi)核管比外鋼管稍長(zhǎng)，且兩者之間留有間隙。內(nèi)核管承受軸向壓力，發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，產(chǎn)生側(cè)向彎曲變形與外套管接觸后，外鋼管參與受力，為內(nèi)核桿提供側(cè)向約束。當(dāng)外核管剛度足夠大時(shí)，能迫使內(nèi)核桿在高階屈曲模態(tài)下發(fā)生失穩(wěn)破壞，使得整體構(gòu)件承載力得到很大的提高。對(duì)預(yù)應(yīng)力撐桿裝置而言，內(nèi)部設(shè)置橫隔板及預(yù)應(yīng)力索方式的穩(wěn)定改善效果不顯著；而外設(shè)撐桿及預(yù)應(yīng)力索形式，使整體桿件外圍不平整，不易設(shè)置維護(hù)材料，不適合用于大跨結(jié)構(gòu)。限制力裝置構(gòu)造復(fù)雜，施工難度大，不利于推廣應(yīng)用。限位螺栓裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單明確，屬主動(dòng)控制失穩(wěn)形式，但因核心鋼桿為工字形截面，用于大跨結(jié)構(gòu)時(shí)節(jié)點(diǎn)處理有難度，外管為矩形鋼管，約束能力也遜于相應(yīng)圓鋼管。套管裝置為了有效提高外套管抗彎剛度，需要內(nèi)外管間隙足夠大，這使得桿件失穩(wěn)破壞時(shí)，內(nèi)核管發(fā)生較大的軸向變形，影響結(jié)構(gòu)整體剛度，另外對(duì)發(fā)生的桿件屈曲模態(tài)控制也是屬于被動(dòng)控制。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供一種法蘭盤(pán)式外套管壓桿穩(wěn)定控制裝置。該穩(wěn)定控制裝置主要加設(shè)在內(nèi)核鋼管上，通過(guò)外套管組件的法蘭盤(pán)及內(nèi)核鋼管的法蘭盤(pán)連接件將內(nèi)核鋼管和外套管連接成整體。外套管和內(nèi)核鋼管之間保留間隙，通過(guò)內(nèi)核鋼管中部、外套管端部焊接的法蘭盤(pán)將各組件連接在一起，從而為內(nèi)核鋼管提供有效的側(cè)向約束，迫使其出現(xiàn)類(lèi)似高階屈曲模態(tài)的變形形式，提高了組合壓桿的穩(wěn)定承載力。如果采用高強(qiáng)度鋼材的內(nèi)核鋼管，不僅能充分發(fā)揮高強(qiáng)度鋼材強(qiáng)度性能的優(yōu)勢(shì)，大幅度提高組合壓桿的穩(wěn)定承載力，還能使得組合構(gòu)件的經(jīng)濟(jì)性指(承載力/用鋼量)也得到很大提高。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型法蘭盤(pán)式外套管穩(wěn)定控制裝置以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案是[0006]包括Q460強(qiáng)度等級(jí)鋼材的內(nèi)核鋼管以下簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)核鋼管、Q235強(qiáng)度等級(jí)鋼材的外套管以下簡(jiǎn)稱(chēng)外套管、法蘭圓盤(pán)、連接螺栓、橡膠圓環(huán)塊和橡膠墊片；外套管的數(shù)量為2-6個(gè)；上下端兩個(gè)外套管僅在一端焊接法蘭圓盤(pán)，中部?jī)蓚€(gè)外套管則在兩端均焊接法蘭圓盤(pán)；法蘭圓盤(pán)的內(nèi)徑為內(nèi)核鋼管的外徑，套管外側(cè)法蘭盤(pán)上沿周邊等間距布設(shè)螺栓孔；內(nèi)核鋼管中部焊接一個(gè)法蘭圓盤(pán)，其外徑與外套管法蘭盤(pán)外徑一致；內(nèi)核鋼管和外套管之間以及外套管之間均通過(guò)法蘭圓盤(pán)和螺栓連接為整體；各法蘭圓盤(pán)之間通過(guò)添加橡膠圓墊片起到密封作用；在外套管兩端頭和內(nèi)核鋼管相應(yīng)位置填充橡膠圓環(huán)塊；外套管和內(nèi)核鋼管之間保留間隙。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型法蘭盤(pán)式外套管壓桿穩(wěn)定控制裝置通過(guò)中部和其他相應(yīng)位置的法蘭盤(pán)以及連接螺栓將內(nèi)核鋼管和外套管連接在一起，從而為內(nèi)核鋼管在中部及其相應(yīng)位置提供有效的約束，迫使內(nèi)核鋼管出現(xiàn)高階屈曲模態(tài)，從而提高了構(gòu)件承載力。不僅如此，該類(lèi)法蘭盤(pán)式外套管壓桿穩(wěn)定控制裝置制作工藝簡(jiǎn)單，施工安裝方便，僅占有少量的建筑空間，有利于實(shí)際工程的推廣和應(yīng)用。如果內(nèi)核鋼管采用高強(qiáng)度鋼材，則能使得鋼材的“高強(qiáng)度”·性能得到了很大的發(fā)揮。通過(guò)合理的內(nèi)核鋼管的鋼材強(qiáng)度等級(jí)、外套管剛度的選用，則能在提高組合構(gòu)件承載力的同時(shí)，還能提高其經(jīng)濟(jì)性(承載力/總用鋼量)指標(biāo)。

圖I是加設(shè)法蘭盤(pán)式外套管穩(wěn)定控制裝置的壓桿軸向示意圖圖2是圖I所示A-A剖切位置的剖面圖；圖3是圖I所示B-B剖切位置的剖面圖；附圖代號(hào)說(shuō)明I-內(nèi)核鋼管，2-外套鋼管，3-法蘭圓盤(pán)，4-橡膠圓環(huán)塊，5-連接螺栓，6-橡膠墊，7-間隙
具體實(shí)施方式
該法蘭盤(pán)式外套管壓桿穩(wěn)定控制裝置包括內(nèi)核鋼管、外套鋼管、法蘭圓盤(pán)、連接螺栓、橡膠圓環(huán)塊和橡膠墊片。內(nèi)核鋼管為主要受壓構(gòu)件，外套管不參與受壓僅起到約束作用，外套管的數(shù)量一般為4個(gè)(如果內(nèi)核鋼管長(zhǎng)細(xì)比小于80，可減少為2個(gè)；如果內(nèi)核鋼管長(zhǎng)細(xì)比大于150，則可以增加為6個(gè))。上下端兩個(gè)外套管僅在一端焊接法蘭圓盤(pán)，中部?jī)蓚€(gè)外套管則在兩端均焊接法蘭圓盤(pán)；法蘭圓盤(pán)的內(nèi)徑為內(nèi)核鋼管的外徑，套管外側(cè)法蘭盤(pán)上沿周邊等間距布設(shè)四個(gè)螺栓孔。內(nèi)核鋼管為主要抗壓構(gòu)件，其中部焊接一個(gè)法蘭圓盤(pán)，其外徑與外套管法蘭盤(pán)外徑一致。內(nèi)核鋼管和外套管之間以及外套管之間均通過(guò)法蘭圓盤(pán)和高強(qiáng)螺栓連接為整體。各法蘭圓盤(pán)之間通過(guò)添加橡膠圓墊片起到密封作用。在外套管兩端頭和內(nèi)核鋼管相應(yīng)位置填充橡膠圓環(huán)塊以起到密封和固定內(nèi)核鋼管的作用。外套管和內(nèi)核鋼管之間保留間隙，使得組合構(gòu)件的自重較輕，并且內(nèi)核鋼管可以自由地發(fā)生軸向變形，起到主要抵抗軸向壓力的作用。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明如圖I所示，本實(shí)用新型法蘭盤(pán)式外套管壓桿穩(wěn)定控制裝置包括內(nèi)核鋼管、外套鋼管、法蘭圓盤(pán)、連接螺栓、橡膠圓環(huán)塊和橡膠墊片。其中內(nèi)核鋼管I為主要受力構(gòu)件，其中部焊接一個(gè)法蘭圓盤(pán)3且兩端頭各伸出外套管50 200mm長(zhǎng)度。外套管2不參與受力僅起到約束作用，外套管的數(shù)量一般為4個(gè)(如果內(nèi)核鋼管長(zhǎng)細(xì)比小于80，可減少為2個(gè)；如果內(nèi)核鋼管長(zhǎng)細(xì)比大于150，則可以增加為6個(gè))。上下端兩個(gè)外套管僅在一端焊接法蘭圓盤(pán)3，中部?jī)蓚€(gè)外套管則在兩端均焊接法蘭圓盤(pán)3。其中法蘭圓盤(pán)3的內(nèi)徑為內(nèi)核鋼管的外徑，并布設(shè)沿周邊等間距的有四個(gè)螺栓孔。內(nèi)核鋼管和外套管之間以及外套管之間均通過(guò)法蘭圓盤(pán)和高強(qiáng)螺栓連接為整體。外套管和內(nèi)核鋼管之間保留間隙，使得組合構(gòu)件的自重較輕，并且內(nèi)核鋼管可以自由地發(fā)生軸向變形。各法蘭圓盤(pán)之間添加橡膠圓墊片起到密封作用。在外套管兩端頭和內(nèi)核鋼管相應(yīng)位置填充橡膠圓墊片以起到密封和固定內(nèi)核鋼管的作用。本實(shí)用新型法蘭盤(pán)式外套管壓桿穩(wěn)定控制裝置實(shí)施順序?yàn)樵趦?nèi)核鋼管I中部焊接一個(gè)法蘭圓盤(pán)3，然后將兩端部均焊有法蘭圓盤(pán)3的外套鋼管2從上、下分別套入，在法蘭圓盤(pán)之間加入橡膠墊片并用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接，接著將僅一端焊有法蘭盤(pán)的兩個(gè)外套鋼管從上、下分別套入，在法蘭圓盤(pán)之間加入橡膠墊片并用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接，最后在外套管兩端頭和內(nèi)核鋼管相應(yīng)位置填充橡膠圓環(huán)塊4以起到密封和固定內(nèi)核鋼管的作用。盡管上面結(jié)合圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的。對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比較小的內(nèi)·核鋼管構(gòu)件，僅用兩個(gè)法蘭盤(pán)式外套管約束裝置即可，而對(duì)于大長(zhǎng)細(xì)比或超大長(zhǎng)細(xì)比內(nèi)核鋼管構(gòu)件，可以采用多個(gè)法蘭盤(pán)式外套管裝置。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求1.法蘭盤(pán)式外套管壓桿穩(wěn)定控制裝置，其特征在于 該法蘭盤(pán)式內(nèi)核-套管組合壓桿包括Q460強(qiáng)度等級(jí)鋼材的內(nèi)核鋼管以下簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)核鋼管、Q235強(qiáng)度等級(jí)鋼材的外套管以下簡(jiǎn)稱(chēng)外套管、法蘭圓盤(pán)、連接螺栓、橡膠圓環(huán)塊和橡膠墊片；外套管的數(shù)量為2-6個(gè)；上下端兩個(gè)外套管僅在一端焊接法蘭圓盤(pán)，中部?jī)蓚€(gè)外套管則在兩端均焊接法蘭圓盤(pán)；法蘭圓盤(pán)的內(nèi)徑為內(nèi)核鋼管的外徑，套管外側(cè)法蘭盤(pán)上沿周邊等間距布設(shè)螺栓孔；內(nèi)核鋼管中部焊接一個(gè)法蘭圓盤(pán)，其外徑與外套管法蘭盤(pán)外徑一致；內(nèi)核鋼管和外套管之間以及外套管之間均通過(guò)法蘭圓盤(pán)和螺栓連接為整體；各法蘭圓盤(pán)之間通過(guò)添加橡膠圓墊片起到密封作用；在外套管兩端頭和內(nèi)核鋼管相應(yīng)位置填充橡膠圓環(huán)塊；外套管和內(nèi)核鋼管之間保留間隙。
專(zhuān)利摘要法蘭盤(pán)式外套管壓桿穩(wěn)定控制裝置屬于建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。該裝置包括內(nèi)核鋼管、外套管、法蘭圓盤(pán)、連接螺栓、橡膠圓環(huán)塊和橡膠墊片；外套管的數(shù)量為2-6個(gè)；上下端兩個(gè)外套管僅在一端焊接法蘭圓盤(pán)，中部?jī)蓚€(gè)外套管則在兩端均焊接法蘭圓盤(pán)；法蘭圓盤(pán)的內(nèi)徑為內(nèi)核鋼管的外徑，套管外側(cè)法蘭盤(pán)上沿周邊等間距布設(shè)螺栓孔；內(nèi)核鋼管中部焊接一個(gè)法蘭圓盤(pán)，其外徑與外套管法蘭盤(pán)外徑一致；內(nèi)核鋼管和外套管之間以及外套管之間均通過(guò)法蘭圓盤(pán)和螺栓連接為整體；各法蘭圓盤(pán)之間通過(guò)添加橡膠圓墊片起到密封作用；在外套管兩端頭和內(nèi)核鋼管相應(yīng)位置填充橡膠圓環(huán)塊；外套管和內(nèi)核鋼管之間保留間隙。本實(shí)用新型能抑制壓桿構(gòu)件失穩(wěn)、提高壓桿構(gòu)件穩(wěn)定承載力。
文檔編號(hào)E04B1/30GK202755453SQ20122036195
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者白正仙, 陳鳴飛, 侯西明, 司波, 劉育民 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)