專利名稱：一種帶套管單桿方鋼管支撐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鋼支撐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶套管單桿方鋼管支撐。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，單桿鋼支撐作為多層或高層建筑特別廠房中的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，普通單桿鋼支撐有于易發(fā)生受壓屈曲現(xiàn)象，受壓承載力低，屈曲后抗側(cè)剛度衰減快，屈曲后平面外變形大，導(dǎo)致支撐受拉性能與受壓性能差異突出，實(shí)際建筑中需要沿每個(gè)設(shè)計(jì)方向均需布設(shè)多個(gè)受拉支撐，彌補(bǔ)水平荷載反向后原受拉支撐變?yōu)槭軌褐魏蟮膭偠扰c承載力，導(dǎo)致支撐數(shù)量較多。另外，普通單桿支撐受壓屈曲后平面外變形大，屈曲部位在往復(fù)拉壓作用下支撐易發(fā)生斷裂導(dǎo)致支撐完全退出工作，影響了結(jié)構(gòu)整體的抗震性能發(fā)揮。如何提高單桿支撐的受壓屈曲承載力，延緩支撐屈曲后的斷裂，充分發(fā)揮鋼支撐的功效，以改善帶支撐結(jié)構(gòu)的綜合抗震性能特別提高建筑抗地震倒塌能力成為一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題?，F(xiàn)有的改善單桿鋼支撐的方案中，有增大支撐截面，從而減小單桿支撐的長(zhǎng)細(xì)比， 提高支撐受壓時(shí)的剛度與承載力。其存在的問(wèn)題是增大了支撐截面尺寸，提高了支撐的抗壓承載力，但更增加了支撐受拉狀態(tài)時(shí)的剛度與承載力；材料用量增加；支撐長(zhǎng)細(xì)比小后支撐的塑性變形能力降低，斷裂會(huì)提早發(fā)生?，F(xiàn)有的改善單桿鋼支撐的方案中還有一種采用防屈曲鋼支撐(或屈曲約束支撐) 的技術(shù)。其存在問(wèn)題是構(gòu)造復(fù)雜，端部需要復(fù)雜的連接構(gòu)造；支撐本身造價(jià)高；往復(fù)拉壓作用下支撐的極限變形能力有限，斷裂發(fā)生早。現(xiàn)有的改善普通單桿支撐受壓性能的方法有增加桿件截面但是，面積增加同時(shí)提高了支撐承載力，造成結(jié)構(gòu)剛度明顯增加、受拉狀態(tài)時(shí)材料的性能不能充分發(fā)揮，有抗震設(shè)計(jì)要求時(shí)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)吸收更多的地震能量。采用放屈曲支撐，通過(guò)加強(qiáng)外圍的約束，保證材料拉壓性能一致，但是，這種防屈曲支撐的連接構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)是普通單桿支撐造價(jià)的幾倍甚至十幾倍，重要建筑使用效益明顯，但對(duì)普通建筑造價(jià)難以接受。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種帶套管單桿方鋼管支撐，提高普通單桿鋼支撐的受壓剛度與受壓屈曲承載力低、拉壓往復(fù)作用下斷裂變形早的問(wèn)題，并確保支撐的變形能力。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種帶套管單桿方鋼管支撐，包括水平軸向?qū)ΨQ的條狀方鋼管支撐1，方鋼管支撐 1兩端部分別各自嵌入一塊擴(kuò)口狀端板3，擴(kuò)口狀端板3的大口端在方鋼管支撐1外部，擴(kuò)口狀端板3的小口端的上下表面分別固定有一塊加強(qiáng)板4，在方鋼管支撐1外表面還套有與其同軸的套管2。所述的方鋼管支撐1的長(zhǎng)度與截面尺寸遵循方鋼管支撐1截面的寬厚比不能超過(guò)預(yù)定的抗斷裂塑性變形能力限制。所述的兩塊擴(kuò)口狀端板3保證擴(kuò)口狀端板3的承載力以及其與方鋼管支撐1之間連接焊縫的承載力不低于方鋼管支撐1的極限抗拉承載力，屈服與屈曲限制在方鋼管支撐 1內(nèi)，且允許擴(kuò)口狀端板3平面外受彎屈服。所述的加強(qiáng)板4要滿足加強(qiáng)板4的橫截面面積以及與方鋼管支撐1之間焊縫的強(qiáng)度能夠防止破壞發(fā)生在擴(kuò)口狀端板3與方鋼管支撐1的交界區(qū)。本實(shí)用新型的帶套管單桿方鋼管支撐，適用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、鋼框架、底框結(jié)構(gòu)等；可以作為結(jié)構(gòu)抗側(cè)元件提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度與抗剪承載力，由于存在外圍套管，可以提高支撐的受壓屈曲承載力，基本消除普通支撐的受壓性能缺陷。當(dāng)?shù)卣鹆^續(xù)增大時(shí)， 支撐出現(xiàn)屈服和塑性變形，以消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震能量。由于芯材按照特定變形需求設(shè)計(jì)， 能在到達(dá)設(shè)計(jì)變形之前穩(wěn)定工作，不會(huì)發(fā)生斷裂，從而約束結(jié)構(gòu)的層間位移，同時(shí)，受拉支撐的存在能與周圍梁柱形成幾何不變體系，防止結(jié)構(gòu)過(guò)早形成層屈服機(jī)制而發(fā)生倒塌。提高結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。

圖1是本實(shí)用新型的主視圖。圖2是本實(shí)用新型的俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1、圖2所示，帶套管單桿方鋼管支撐，包括水平軸向?qū)ΨQ的條狀方鋼管支撐 1，方鋼管支撐1兩端部分別各自嵌入一塊擴(kuò)口狀端板3，擴(kuò)口狀端板3的大口端在方鋼管支撐1外部，擴(kuò)口狀端板3的小口端的上下表面分別固定有一塊加強(qiáng)板4，在方鋼管支撐1外表面還套有與其同軸的套管2。所述的方鋼管支撐1的長(zhǎng)度與截面尺寸遵循方鋼管支撐1截面的寬厚比不能超過(guò)預(yù)定的抗斷裂塑性變形能力限制。所述的兩塊擴(kuò)口狀端板3保證擴(kuò)口狀端板3的承載力以及其與方鋼管支撐1之間連接焊縫的承載力不低于方鋼管支撐1的極限抗拉承載力，屈服與屈曲限制在方鋼管支撐 1內(nèi)，且允許擴(kuò)口狀端板3平面外受彎屈服。所述的加強(qiáng)板4能夠滿足加強(qiáng)板4的橫截面面積以及與方鋼管支撐1之間焊縫的強(qiáng)度要能防止破壞發(fā)生在擴(kuò)口狀端板3與方鋼管支撐1的交界區(qū)。
權(quán)利要求1.一種帶套管單桿方鋼管支撐，包括水平軸向?qū)ΨQ的條狀方鋼管支撐(1)，其特征在于，方鋼管支撐(1)兩端部分別各自嵌入一塊擴(kuò)口狀端板(3)，擴(kuò)口狀端板(3)的大口端在方鋼管支撐(1)外部，擴(kuò)口狀端板(3)的小口端的上下表面分別固定有一塊加強(qiáng)板，在方鋼管支撐(1)外表面還套有與其同軸的套管O)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶套管單桿方鋼管支撐，其特征在于，所述的方鋼管支撐(1) 遵循方鋼管支撐(1)截面的寬厚比不能超過(guò)預(yù)定的抗斷裂塑性變形能力限制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的帶套管單桿方鋼管支撐，其特征在于，所述的擴(kuò)口狀端板C3)保證擴(kuò)口狀端板C3)的承載力以及其與方鋼管支撐(1)之間連接焊縫的承載力不低于方鋼管支撐(1)的極限抗拉承載力，屈服與屈曲限制在方鋼管支撐(1)內(nèi)，且允許擴(kuò)口狀端板C3)平面外受彎屈服。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的帶套管單桿方鋼管支撐，其特征在于，所述的加強(qiáng)板(4)能夠滿足加強(qiáng)板(4)的橫截面面積以及與方鋼管支撐(1)之間焊縫的強(qiáng)度要能防止破壞發(fā)生在擴(kuò)口狀端板(3)與方鋼管支撐(1)的交界區(qū)。
專利摘要一種帶套管單桿方鋼管支撐，適用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、鋼框架、底框結(jié)構(gòu)等，包括水平軸向?qū)ΨQ的條狀方鋼管支撐，方鋼管支撐兩端部分別各自嵌入一塊擴(kuò)口狀端板，擴(kuò)口狀端板的小口端的上下表面分別固定有一塊加強(qiáng)板，在方鋼管支撐外表面還套有與其同軸的套管；具有提高了結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度與抗剪承載力、受壓屈曲承載力和抗倒塌能力的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E04B1/98GK202187448SQ201120260089
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者劉慶志, 趙作周, 錢稼茹 申請(qǐng)人:清華大學(xué)