十字形角鋼裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐的制作方法
【專利摘要】十字形角鋼裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐，其包括內部十字型耗能內芯、外圍鋼管約束構件、彈簧三部分。所述內部十字型耗能內芯板為十字型雙片鋼板。將兩片一字型鋼板垂直相交焊接在一起，構成十字形雙片角鋼；削弱芯片板中部，呈圓弧形。耗能內芯一端為兩塊與之垂直的連接板：上連接板、下連接板與耗能內芯垂直焊接連接。支撐構件端部最外連接板帶有螺栓孔，將高強螺栓與框架連接在一起。上連接板、下連接板由短加勁肋焊接連接在一起。短加勁肋與兩板均垂直。當水平力作用于結構時，所述十字型角鋼裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐的水平力分量減小甚至抵消作用于結構的水平力，使結構的層間位移為較小值，滿足規(guī)范的要求。
【專利說明】十字形角鋼裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型的支撐結構形式，特別是建筑領域應用的一種十字型角鋼裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)支撐因其剛度大，在強震作用下拉應力通常超過彈性極限而屈服，產(chǎn)生不可恢復的殘余變形；受壓時則容易受發(fā)生壓屈曲。在地震反復作用下，其耗能效果不大，也難以較好的保護主體結構不受破壞。
[0003]防屈曲支撐構件作為應用于多、高層結構中的抗側力耗能裝置，在中震或大震作用下，防屈曲支撐構件在拉、壓時均能實現(xiàn)全截面充分屈服而不出現(xiàn)支撐構件的整體或局部屈曲破壞，使原來通過主體結構梁端塑性鉸的耗能方式轉變?yōu)橹辉诜狼尾考霞泻哪埽瑥亩^好地保護了主體結構。但是傳統(tǒng)防屈曲支撐在強震作用下產(chǎn)生的殘余變形仍不可恢復，并且傳統(tǒng)防屈曲支撐還具有混凝土外圍約束構件所導致的加工精度控制困難、濕作業(yè)工作量大等諸多問題。
[0004]最近幾年，國內外學者對裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐的研究還很少，并未真正實現(xiàn)鋼結構自復位防屈曲支撐的工業(yè)化快速、集成生產(chǎn)，體現(xiàn)鋼結構的優(yōu)勢。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有上述缺陷，提供一種新型十字型角鋼裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐，該發(fā)明能夠實現(xiàn)主體鋼結構和支撐構件的快速、合理安裝。并且在小震下具有很強的承載力、通過提高其初始受拉承載力，減小甚至消除其在大震下的殘余變形，具有很強的耗能能力。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0007]十字型角鋼裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐包括內部十字型耗能內芯、外圍鋼管約束構件、彈簧三部分。
[0008]其特征在于:所述內部十字型耗能內芯板為十字型雙片鋼板。將兩片一字型鋼板垂直相交焊接在一起，構成十字形雙片角鋼；為使耗能內芯易于進入塑性耗能，削弱芯片板中部，呈圓弧形。耗能內芯一端為兩塊與之垂直的連接板:上連接板、下連接板與耗能內芯垂直焊接連接。支撐構件端部最外連接板帶有螺栓孔，將高強螺栓與框架連接在一起。上連接板、下連接板由短加勁肋焊接連接在一起。短加勁肋與兩板均垂直。
[0009]所述外圍角鋼約束構件為四個角鋼，四個角鋼排成十字形，兩兩相對的肢背用螺栓連接，相對的肢間用螺栓連接。每個螺栓套有套管，套管長度與耗能內芯厚度相同。套筒位于螺栓連接的兩肢背間。每個角鋼的雙肢間均連有橫向加勁肋。角鋼兩端各套入一段方鋼管，方鋼管一端加設兩塊固定板，以固定支撐柱，將彈簧套在支撐柱上，十字型內部耗能內芯插入外圍角鋼約束構件的中間空隙中。
[0010]在工廠將所述內部十字型耗能內芯、外圍鋼管約束構件兩部分組裝連接在一起。在現(xiàn)場將所述工字型裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐用高強螺栓與框架相連接。當水平力作用于結構時，所述十字型角鋼裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐的水平力分量減小甚至抵消作用于結構的水平力，使結構的層間位移為較小值，滿足規(guī)范的要求。
[0011]有益效果
[0012]本發(fā)明采用施工階段能夠實現(xiàn)快速裝配式并能夠有效抵抗水平側移的高層鋼結構自復位支撐體系。這種結構形式不僅能夠有效地實現(xiàn)鋼結構構件加工的工業(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】

【附圖說明】
[0013]圖1本發(fā)明自復位支撐構件構造圖
[0014]圖2本發(fā)明支撐構件構造分解圖
[0015]圖3本發(fā)明自復位支撐構件內部耗能內芯圖
[0016]圖4本發(fā)明自復位支撐構件外部約束構件圖
[0017]其中，1-支撐柱；2-彈簧；3_方鋼管；4_內部耗能內芯；5_上連接板；6_下連接板；7_上下連接板加勁肋；8_外部約束構件(角鋼)；9-套管；10_角鋼加勁肋；11_方鋼管端板；12_彈簧擠壓板；13_角鋼端板。
[0018]具體實現(xiàn)方式
[0019]下面結合附圖具體說明所述結構體系的實現(xiàn)方式。
[0020]如圖1-2所示，結構自復位支撐構件，所述為一種角鋼裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐，該支撐由內部耗能內芯(4)、外圍角鋼約束構件(8)、彈簧(2)三部分構成；內部耗能內芯(4)插入外圍角鋼約束構件(8)的中間空隙中。支撐柱(I)穿過內芯連接板(12)對稱布置角鋼端部，支撐柱固定在角鋼端板(13)與方鋼管端板(11)之間；彈簧(2)套在支撐柱(I)上，加設在內芯連接板(12)與角鋼端板(13)之間。彈簧(2)只在內芯連接板(12)擠壓時起作用；為使內部耗能內芯(4)軸向變形耗能，使得內部耗能內芯(4)比外圍角鋼約束構件(8)長；
[0021]如圖2所示:所述角鋼兩端各套入一段方鋼管(3)，方鋼管(3)與角鋼端板(13)焊接連接，方鋼管(3)—端加設兩塊固定板，即方鋼管端板(11)，另一端與角鋼端板(13)焊接相連，以固定支撐柱(I);將彈簧(2)套在支撐柱(I)上，內芯的對應位置處，上下各焊接一塊帶孔的板，即內芯連接板(12)，內芯連接板上所帶孔的孔徑大小與支撐柱直徑(相等，以使支撐柱(I)能穿過此板；彈簧(2)設在內芯連接板(12)與角鋼端板(13)之間，在內芯連接板移動時擠壓彈簧起防屈曲作用；
[0022]如圖3所示:所述內部耗能內芯(4)為十字型雙片鋼板。將兩片一字型鋼板垂直相交焊接在一起，構成十字形雙片角鋼；為使耗能內芯易于進入塑性耗能，削弱芯片板中部，呈圓弧形。耗能內芯一端為兩塊與之垂直的連接板:上連接板(5)、下連接板(6)與耗能內芯垂直焊接連接。支撐構件端部最外連接板帶有螺栓孔，將高強螺栓與框架連接在一起。上連接板(5)、下連接板(6)由短加勁肋焊接連接在一起。短加勁肋與兩板均垂直。內芯連接板(12)用來約束支撐柱(I)，并隨內芯板的抽動來壓縮彈簧(2)；
[0023]如圖4所示:所述外圍角鋼約束構件(8)為四個角鋼，四個角鋼排成十字形，兩兩相對的肢背用螺栓連接，相對的肢間用螺栓連接。每個螺栓套有套管(9)，套管(9)長度與耗能內芯厚度相同。套筒(9)位于螺栓連接的兩肢背間。每個角鋼的雙肢間均連有橫向加勁肋。
【權利要求】
1.十字形角鋼裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐，該支撐包括內部耗能內芯(4)、外圍角鋼約束構件(8)、彈簧(2)三部分構成；其特征在于:內部耗能內芯(4)插入外圍角鋼約束構件(8)的中間空隙中。支撐柱(I)穿過內芯連接板(12)對稱布置角鋼端部，支撐柱固定在角鋼端板(13)與方鋼管端板(11)之間；彈簧(2)套在支撐柱(I)上，加設在內芯連接板(12)與角鋼端板(13)之間。彈簧(2)只在內芯連接板(12)擠壓時起作用；為使內部耗能內芯(4 )軸向變形耗能，使得內部耗能內芯(4 )比外圍角鋼約束構件(8 )長； 所述角鋼兩端各套入一段方鋼管(3)，方鋼管(3)與角鋼端板(13)焊接連接，方鋼管(3)—端加設兩塊固定板，即方鋼管端板(11)，另一端與角鋼端板(13)焊接相連，以固定支撐柱(I);將彈簧(2)套在支撐柱(I)上，內芯的對應位置處，上下各焊接一塊帶孔的板，即內芯連接板(12)，內芯連接板上所帶孔的孔徑大小與支撐柱直徑相等，以使支撐柱(I)能穿過此板；彈簧(2)設在內芯連接板(12)與角鋼端板(13)之間，在內芯連接板移動時擠壓彈簧起防屈曲作用； 所述內部耗能內芯(4)為十字型雙片鋼板。將兩片一字型鋼板垂直相交焊接在一起，構成十字形雙片角鋼；為使耗能內芯易于進入塑性耗能，削弱芯片板中部，呈圓弧形。耗能內芯一端為兩塊與之垂直的連接板:上連接板(5)、下連接板(6)與耗能內芯垂直焊接連接。支撐構件端部最外連接板帶有螺栓孔，將高強螺栓與框架連接在一起。上連接板(5)、下連接板(6)由短加勁肋焊接連接在一起。短加勁肋與兩板均垂直。內芯連接板(12)用來約束支撐柱(I),并隨內芯板的抽動來壓縮彈簧(2)； 所述外圍角鋼約束構件(8)為四個角鋼，四個角鋼排成十字形，兩兩相對的肢背用螺栓連接，相對的肢間用螺栓連接。每個螺栓套有套管(9)，套管(9)長度與耗能內芯厚度相同。套筒(9)位于螺栓連接的兩肢背間。每個角鋼的雙肢間均連有橫向加勁肋。
【文檔編號】E04B1/98GK103993676SQ201410146726
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月12日 優(yōu)先權日:2014年4月12日
【發(fā)明者】張愛林, 李曉通, 劉學春, 葉全喜, 封曉龍, 孫勇 申請人:北京工業(yè)大學