專利名稱：雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程結(jié)構(gòu)減震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種建筑結(jié)構(gòu)工程用耗能構(gòu)件，尤其是一種用于減震耗能的雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展越來越趨向于高大化，由鋼構(gòu)件、組合構(gòu)件或鋼筋混凝土構(gòu)件組成的框架結(jié)構(gòu)是建筑物中經(jīng)常被采用的結(jié)構(gòu)形式。為使建筑結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抵抗地震等外力破壞的能力，經(jīng)常需要在框架結(jié)構(gòu)中增設(shè)耗能構(gòu)件。常見的耗能構(gòu)件有粘滯型阻尼器、粘彈性阻尼器、摩擦型阻尼器、磁流變阻尼器、防屈曲支撐等。其中防屈曲支撐因其安全性與經(jīng)濟(jì)性較好且易于更換，在工程中應(yīng)用較多。目前防屈曲支撐一般多為單一內(nèi)核的支撐形式，其中一字型內(nèi)核的防屈曲支撐，其屈服荷載往往受限，若采用屈服點(diǎn)較高的鋼材，則耗能性能會(huì)產(chǎn)生不同程度的削弱；十字型內(nèi)核的 防屈曲支撐，其內(nèi)核往往需要焊接成型，焊縫處的殘余應(yīng)力對(duì)內(nèi)核的疲勞性能影響較大。因此，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)較大的屈服荷載，又需要獲得較好的疲勞性能與耗能性能時(shí)，支撐的內(nèi)核往往很難進(jìn)行設(shè)計(jì)，這極大地限制了防屈曲支撐的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可以實(shí)現(xiàn)較大屈服荷載的雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中防屈曲支撐的缺陷以及其他存在的問題。本發(fā)明包括如下內(nèi)容兩塊一字型鋼板貼合在一起作為核心耗能元件，每塊一字型鋼板的均為兩端寬、中間細(xì)的棒槌形狀；在一字型鋼板的兩端分別安裝兩塊與一字型鋼板垂直的翼緣鋼板，一字型鋼板和翼緣鋼板的橫截面構(gòu)成“工”字形；在翼緣鋼板與一字型鋼板連接的一側(cè)填充多孔泡沫材料，以方便鋼管內(nèi)混凝土的澆筑并提供內(nèi)核軸向變形的空間；一字型鋼板和翼緣鋼板由外包鋼管包裹，翼緣鋼板的一部分伸出外包鋼管；在外包鋼管內(nèi)填充混凝土。所述一字型鋼板為具有良好塑性變形能力的鋼板。所述一字型鋼板具有相同的尺寸，且均為獨(dú)立耗能元件，各一字型鋼板之間無連接關(guān)系。所述一字型鋼板的中部位置、在寬度方向兩側(cè)分別設(shè)有小塊凸起，以方便內(nèi)核定位并阻止內(nèi)外核之間的錯(cuò)動(dòng)。所述一字型鋼板和翼緣鋼板之間通過角焊連接。所述翼緣鋼板的端部設(shè)置多個(gè)通孔或螺紋孔。本發(fā)明有益效果如下I)可實(shí)現(xiàn)較大屈服荷載本發(fā)明中利用兩塊一字型鋼板作為耗能元件，并在端部擴(kuò)大成工字型截面，當(dāng)承受軸力時(shí)，兩塊鋼板能夠共同作用，實(shí)現(xiàn)較大的屈服荷載，并進(jìn)行耗能。
2)結(jié)構(gòu)簡單，方便加工本發(fā)明以一字型鋼板作為耗能元件，無需焊接成型；在端部工字型截面的翼緣前方填充多孔泡沫材料，方便外核鋼管內(nèi)的混凝土澆筑。試驗(yàn)證明，本發(fā)明能夠利用鋼材良好的塑性變形能力實(shí)現(xiàn)耗能，其結(jié)構(gòu)新穎合理，易于加工，使用方便，可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，具有廣闊的市場推廣和應(yīng)用前
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圖I為本發(fā)明雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的E向視圖。圖3為圖I所示雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)核形狀示意圖。圖4為圖I所示雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)的A-A剖面圖。圖5為圖I所示雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)的B-B剖面圖。圖6為圖I所示雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)的C-C剖面圖。圖7為雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖實(shí)施例一。圖8為雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖實(shí)施例二。圖中標(biāo)號(hào)I-一字型鋼板；2_翼緣鋼板；3_外包鋼管；4_混凝土 ；5_多孔泡沫材料；6-通孔；7-小塊凸起；9_預(yù)埋板件；10_雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)；11_框架梁；12_框架柱；13_預(yù)埋板件。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例一如圖I、圖2所示，包括一字型鋼板內(nèi)核I、翼緣鋼板2、外包鋼管3和混凝土 4。核心耗能元件為并排設(shè)置的兩塊一字型鋼板1，每塊一字型鋼板I的均為兩端寬、中間細(xì)的棒槌形狀；一字型鋼板I在端部分別與翼緣鋼板2焊接成型，一字型鋼板I和翼緣鋼板2的橫截面構(gòu)成“工”字形，目的是削弱焊接處殘余應(yīng)力對(duì)內(nèi)核耗能段性能的影響；在翼緣鋼板2與一字型鋼板I連接的一側(cè)前端填充一定長度的多孔泡沫材料5，使得澆筑混凝土?xí)r預(yù)留給內(nèi)核軸向運(yùn)動(dòng)的空間。在翼緣鋼板2上可以設(shè)置用于與結(jié)構(gòu)相連的連接結(jié)構(gòu)，本例中為通孔6。一字型鋼板I和翼緣鋼板2由外包鋼管3包裹，翼緣鋼板2的一部分伸出外包鋼管3 ;在外包鋼管3內(nèi)填充混凝土 4。如圖3所示，本發(fā)明雙內(nèi)核防屈曲支撐的內(nèi)核中部在寬度方向兩側(cè)分別設(shè)有小塊凸起7，防止支撐內(nèi)核在軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)核鋼板與外核鋼管混凝土之間發(fā)生滑移。如圖4、圖5、圖6中本發(fā)明雙內(nèi)核防屈曲支撐的剖面圖所示，內(nèi)核在中部為兩塊一字型鋼板疊合而成，在端部擴(kuò)大為工字型鋼，內(nèi)核的耗能段均由外核鋼管混凝土包圍，端部僅由工字鋼與結(jié)構(gòu)構(gòu)件相連。如圖7所示，本例中利用預(yù)埋板件9來實(shí)現(xiàn)雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)10與框架結(jié)構(gòu)的連接，預(yù)埋板件9預(yù)埋在框架梁11與框架柱12中。在預(yù)埋板件9上設(shè)置用于連接的通孔，并與翼緣鋼板2上的通孔6通過連接板以及高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接。此外，為了方便與其他結(jié)構(gòu)連接，翼緣鋼板2上除本例中所述設(shè)置用于連接的通孔外，也可以設(shè)置螺紋孔、帶有連接孔的耳板等其他用于連接的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例二 參見圖8，與實(shí)施例一不同之處在于，在一跨中設(shè)置兩根雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)10。此時(shí)需要在框架梁11中部設(shè)置預(yù)埋板件13，必要時(shí)，預(yù)埋板件13上需要添設(shè)加勁肋以確保連接強(qiáng)度與剛度。
權(quán)利要求
1.雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，兩塊一字型鋼板(I)貼合在一起作為核心耗能元件，每塊一字型鋼板(I)的均為兩端寬、中間細(xì)的棒槌形狀；在一字型鋼板(I)的兩端分別安裝兩塊與一字型鋼板(I)垂直的翼緣鋼板(2)，一字型鋼板(I)和翼緣鋼板(2)的橫截面構(gòu)成“工”字形；在翼緣鋼板(2)與一字型鋼板(I)連接的一側(cè)填充多孔泡沫材料(5)，以方便鋼管內(nèi)混凝土的澆筑并提供內(nèi)核軸向變形的空間；一字型鋼板(I)和翼緣鋼板(2)由外包鋼管(3)包裹，翼緣鋼板(2)的一部分伸出外包鋼管(3);在外包鋼管(3)內(nèi)填充混凝土(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述一字型鋼板(I)為具有良好塑性變形能力的鋼板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述一字型鋼板(I)具有相同的尺寸，且均為獨(dú)立耗能元件，各一字型鋼板之間無連接關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述一字型鋼板(I)的中部位置、在寬度方向兩側(cè)分別設(shè)有小塊凸起(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述一字型鋼板(I)和翼緣鋼板(2)之間通過角焊連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述翼緣鋼板(2)的端部設(shè)置多個(gè)通孔或螺紋孔。
全文摘要
本發(fā)明屬于土木工程結(jié)構(gòu)減震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于耗能減震的雙內(nèi)核防屈曲支撐結(jié)構(gòu)。兩塊一字型鋼板貼合在一起作為核心耗能元件，在一字型鋼板的兩端分別安裝兩塊與一字型鋼板垂直的翼緣鋼板，一字型鋼板和翼緣鋼板的橫截面構(gòu)成“工”字形；在翼緣鋼板與一字型鋼板連接的一側(cè)填充多孔泡沫材料，一字型鋼板和翼緣鋼板由外包鋼管包裹，翼緣鋼板的一部分伸出外包鋼管；在外包鋼管內(nèi)填充混凝土。本發(fā)明利用具有良好塑性變形能力的鋼材尤其是軟鋼實(shí)現(xiàn)耗能，并利用其軸向變形實(shí)現(xiàn)較大的滯回耗能，其結(jié)構(gòu)新穎合理，易于加工，使用方便靈活，適用性強(qiáng)，可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，具有廣闊的市場推廣應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)E04B1/98GK102877568SQ20121037074
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者潘鵬, 嚴(yán)紅, 陳浩文, 林勁松 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 北京羿射旭科技有限公司