裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架單板自復(fù)位防屈曲支撐的制作方法
【專利摘要】裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架單板自復(fù)位防屈曲支撐，該支撐由內(nèi)部耗能芯片、外圍框架約束構(gòu)件兩部分組成。所述內(nèi)部耗能芯片為一字型單片鋼板。為使耗能芯片易于進(jìn)入塑性耗能，削弱芯片板中部，呈圓弧形。耗能芯片一端為兩塊與之垂直的連接板：耗能芯片上連接板、耗能芯片下連接板。在工廠將所述內(nèi)部耗能芯片、外圍框架約束構(gòu)件兩部分組裝連接在一起。在現(xiàn)場(chǎng)將所述裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架單板自復(fù)位防屈曲支撐用高強(qiáng)螺栓與框架相連接。當(dāng)水平力作用于結(jié)構(gòu)時(shí)，所述裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架單板自復(fù)位防屈曲支撐的水平力分量減小甚至抵消作用于結(jié)構(gòu)的水平力，使結(jié)構(gòu)的層間位移為較小值，滿足規(guī)范的要求。
【專利說(shuō)明】裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架單板自復(fù)位防屈曲支撐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型的支撐結(jié)構(gòu)形式，特別是建筑領(lǐng)域應(yīng)用的一種裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架單板自復(fù)位防屈曲支撐。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)支撐因其剛度大，在強(qiáng)震作用下拉應(yīng)力通常超過(guò)彈性極限而屈服，產(chǎn)生不可恢復(fù)的殘余變形；受壓時(shí)則容易受發(fā)生壓屈曲。在地震反復(fù)作用下，其耗能效果不大，也難以較好的保護(hù)主體結(jié)構(gòu)不受破壞。
[0003]防屈曲支撐構(gòu)件作為應(yīng)用于多、高層結(jié)構(gòu)中的抗側(cè)力耗能裝置，在中震或大震作用下，防屈曲支撐構(gòu)件在拉、壓時(shí)均能實(shí)現(xiàn)全截面充分屈服而不出現(xiàn)支撐構(gòu)件的整體或局部屈曲破壞，使原來(lái)通過(guò)主體結(jié)構(gòu)梁端塑性鉸的耗能方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹辉诜狼尾考霞泻哪?，從而較好地保護(hù)了主體結(jié)構(gòu)。但是傳統(tǒng)防屈曲支撐在強(qiáng)震作用下產(chǎn)生的殘余變形仍不可恢復(fù)，并且傳統(tǒng)防屈曲支撐還具有混凝土外圍約束構(gòu)件所導(dǎo)致的加工精度控制困難、濕作業(yè)工作量大等諸多問(wèn)題。
[0004]最近幾年，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位防屈曲支撐的研究還很少，并未真正實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位防屈曲支撐的工業(yè)化快速、集成生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有上述缺陷，提供一種新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架單板自復(fù)位防屈曲支撐，該發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)主體鋼結(jié)構(gòu)和支撐構(gòu)件的快速、合理安裝。并且在小震下具有很強(qiáng)的承載力、通過(guò)提高其初始受壓承載力，減小甚至消除其在大震下的殘余變形，具有很強(qiáng)的耗能能力。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架單板自復(fù)位防屈曲支撐包括內(nèi)部耗能芯片、外圍框架約束構(gòu)件兩部分。其特征在于:所述內(nèi)部耗能芯片為一字型單片鋼板。為使耗能芯片易于進(jìn)入塑性耗能，削弱芯片板中部，呈圓弧形。耗能芯片一端為兩塊與之垂直的連接板:耗能芯片上連接板、耗能芯片下連接板。最上面一塊連接板帶有螺栓孔，由高強(qiáng)螺栓與框架連接在一起。上、下面兩連接板由雙排短加勁肋連接在一起。短加勁肋與兩板均垂直。耗能芯片另一端直接與外圍框架約束構(gòu)件底部連接板焊接在一起。
[0008]所述外圍框架約束構(gòu)件為上下兩翼緣板，中間雙排橫向加勁肋焊接在一起，雙排橫向加勁肋間留有一個(gè)耗能芯片的寬度。外圍框架約束構(gòu)件從上端起沿全長(zhǎng)布置橫向加勁肋。橫向加勁肋的間距由計(jì)算確定。彈簧套在支撐柱上，支撐柱的兩端分別與兩端的連接板相連。彈簧只在受擠壓板擠壓時(shí)起作用。彈簧兩端分別與連接板和擠壓板固定，彈簧在受壓、拉時(shí)均能起到自復(fù)位作用。外圍框架約束構(gòu)件底部連接板與相鄰的橫向加勁肋間用短加勁肋相連。
[0009]在工廠將所述內(nèi)部耗能芯片、外圍框架約束構(gòu)件兩部分組裝連接在一起。在現(xiàn)場(chǎng)將所述裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架單板自復(fù)位防屈曲支撐用高強(qiáng)螺栓與框架相連接。當(dāng)水平力作用于結(jié)構(gòu)時(shí)，所述裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架單板自復(fù)位防屈曲支撐的水平力分量減小甚至抵消作用于結(jié)構(gòu)的水平力，使結(jié)構(gòu)的層間位移為較小值，滿足規(guī)范的要求。
[0010]有益效果
[0011]本發(fā)明采用施工階段能夠?qū)崿F(xiàn)快速裝配式并能夠有效抵抗水平側(cè)移的裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架單板自復(fù)位防屈曲支撐。這種構(gòu)件形式不僅能夠有效地實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工的工業(yè)化而且能夠極大地提高施工速度并大幅度降低用鋼量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1本發(fā)明構(gòu)件側(cè)向圖
[0013]圖2本發(fā)明構(gòu)件平面圖
[0014]圖3本發(fā)明構(gòu)件內(nèi)部耗能內(nèi)芯圖
[0015]圖4本發(fā)明外部框架約束構(gòu)件圖
[0016]其中，1-裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架單板自復(fù)位防屈曲支撐；2_內(nèi)部耗能內(nèi)芯；3_外部框架約束構(gòu)件；4_彈簧；5_上連接板；6_下連接板；7_橫向加勁肋；9_外部框架約束構(gòu)件翼緣板；10-上下連接板加勁肋；11-支撐柱；12_連接板；13-擠壓板
[0017]具體實(shí)現(xiàn)方式
[0018]下面結(jié)合附圖具體說(shuō)明所述結(jié)構(gòu)體系的實(shí)現(xiàn)方式。
[0019]如圖1-2所示，本發(fā)明為一種裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架單板自復(fù)位防屈曲支撐，由內(nèi)部耗能內(nèi)芯2、外圍鋼管約束構(gòu)件3兩部分構(gòu)成。內(nèi)部耗能內(nèi)芯2插入外圍鋼管約束構(gòu)件3的中間空隙中。為使內(nèi)部耗能內(nèi)芯2軸向變形耗能，使得內(nèi)部耗能內(nèi)芯2比外圍框架約束構(gòu)件3長(zhǎng)一個(gè)距離D。自復(fù)位支撐構(gòu)件2兩端構(gòu)造完全相同。
[0020]如圖3所示:所述內(nèi)部耗能芯片為一字型單片鋼板。為使內(nèi)部耗能內(nèi)芯2易于進(jìn)入塑性耗能，內(nèi)部耗能內(nèi)芯中部?jī)?nèi)凹呈圓弧形。內(nèi)部耗能內(nèi)芯2 —端為兩塊與之垂直的連接板12:內(nèi)部耗能內(nèi)芯2上連接板5、內(nèi)部耗能內(nèi)芯下連接板6，與內(nèi)部耗能內(nèi)芯垂直焊接連接。最上面一塊連接板5帶有螺栓孔，由高強(qiáng)螺栓與框架連接在一起。上、下兩連接板由短加勁肋10焊接連接在一起。短加勁肋10與兩板均垂直。內(nèi)部耗能內(nèi)芯2兩端構(gòu)造完全相同。
[0021]如圖4所示:所述外部框架約束構(gòu)件翼緣板9為上、下兩塊翼緣板，中間用雙排橫向加勁肋7焊接在一起，雙排橫向加勁肋7間留有一個(gè)內(nèi)部耗能內(nèi)芯2的寬度，可以使內(nèi)部耗能內(nèi)芯插入。外圍鋼管約束構(gòu)件3從上端起沿全長(zhǎng)布置橫向加勁肋7。橫向加勁肋7間具有間距，橫向加勁肋7與上下翼緣板均為焊接連接。彈簧4套在支撐柱11上，支撐柱11的兩端分別與兩端的連接板12相連，彈簧4兩端分別與連接板12和擠壓板13固定，彈簧4在受壓、拉時(shí)均能起到自復(fù)位作用。外圍框架約束構(gòu)件3底部連接板與相鄰的橫向加勁肋7間用短加勁肋焊接相連。
【權(quán)利要求】
1.一種裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架單板自復(fù)位防屈曲支撐，其特征在于:該支撐由內(nèi)部耗能內(nèi)芯(2)、外圍鋼管約束構(gòu)件(3)兩部分構(gòu)成；內(nèi)部耗能內(nèi)芯(2)插入外圍鋼管約束構(gòu)件(3)的中間空隙中；為使內(nèi)部耗能內(nèi)芯(2)軸向變形耗能，使得內(nèi)部耗能內(nèi)芯(2)比外圍框架約束構(gòu)件(3)長(zhǎng)一個(gè)距離D ;自復(fù)位支撐構(gòu)件(2)兩端構(gòu)造完全相同； 所述內(nèi)部耗能芯片為一字型單片鋼板；為使內(nèi)部耗能內(nèi)芯(2)易于進(jìn)入塑性耗能，內(nèi)部耗能內(nèi)芯中部?jī)?nèi)凹呈圓弧形；內(nèi)部耗能內(nèi)芯(2) —端為兩塊與之垂直的連接板(12):內(nèi)部耗能內(nèi)芯(2)上連接板(5)、內(nèi)部耗能內(nèi)芯下連接板(6)，與內(nèi)部耗能內(nèi)芯垂直焊接連接；最上面一塊連接板(5)帶有螺栓孔，由高強(qiáng)螺栓與框架連接在一起；上、下兩連接板由短加勁肋(10 )焊接連接在一起；短加勁肋(10 )與兩板均垂直；內(nèi)部耗能內(nèi)芯(2 )兩端構(gòu)造完全相同； 所述外部框架約束構(gòu)件翼緣板(9)為上、下兩塊翼緣板，中間用雙排橫向加勁肋(7)焊接在一起，雙排橫向加勁肋(7)間留有一個(gè)內(nèi)部耗能內(nèi)芯(2)的寬度，可以使內(nèi)部耗能內(nèi)芯插入；外圍鋼管約束構(gòu)件(3)從上端起沿全長(zhǎng)布置橫向加勁肋(7);橫向加勁肋(7)間具有間距，橫向加勁肋(7)與上下翼緣板均為焊接連接；彈簧(4)套在支撐柱(11)上，支撐柱(11)的兩端分別與兩端的連接板(12)相連，彈簧(4)兩端分別與連接板(12)和擠壓板(13)固定，彈簧(4)在受壓、拉時(shí)均能起到自復(fù)位作用；外圍框架約束構(gòu)件(3)底部連接板與相鄰的橫向加勁肋(7)間用短加勁肋焊接相連。
【文檔編號(hào)】E04B1/98GK103981967SQ201410146387
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】張愛(ài)林, 封曉龍, 劉學(xué)春, 葉全喜, 林娜, 孫勇 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)