變厚度鋼板裝配式防屈曲支撐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于工程結(jié)構(gòu)耗能減震支撐技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種變厚度鋼板裝配式防屈曲支撐。其主要技術(shù)特征為：包括內(nèi)芯板，所述內(nèi)芯板的橫截面為一字型，內(nèi)芯板在長(zhǎng)度方向上兩端厚度厚、中間厚度薄，厚度由厚向薄光滑過渡，內(nèi)芯板的上、下表面分別設(shè)置有約束部件，上、下表面的約束部件通過外貼板相連接，內(nèi)芯板與約束部件之間留有1?2mm的間隙，內(nèi)芯板的端部焊接有端部連接板。本實(shí)用新型提供的支撐構(gòu)件，以變厚度鋼板為耗能內(nèi)芯，屈服段明顯，所有部件可在工廠完成全部加工，加工精度可控；施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝成型，施工進(jìn)度快，所需人員少，施工現(xiàn)場(chǎng)噪聲低，施工成本降低。
【專利說明】
變厚度鋼板裝配式防屈曲支撐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于工程結(jié)構(gòu)耗能減震支撐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變厚度鋼板裝配式防屈曲支撐。
【背景技術(shù)】
[0002]在經(jīng)歷多次實(shí)際地震檢驗(yàn)之后，防屈曲支撐構(gòu)件逐漸得到研究人員以及工程設(shè)計(jì)人員的認(rèn)可，特別是在日本、美國以及我國臺(tái)灣地區(qū)，防屈曲支撐的研究工作已經(jīng)開展的非常深入，其工程應(yīng)用也十分廣泛。相比而言，國內(nèi)的防屈曲支撐的相關(guān)研究及應(yīng)用起步較晚，在汶川地震之后，防屈曲支撐得到了快速的推廣應(yīng)用，目前，除新建結(jié)構(gòu)領(lǐng)域外，在工程結(jié)構(gòu)抗震加固領(lǐng)域，防屈曲支撐的應(yīng)用也十分常見。
[0003]防屈曲支撐構(gòu)件兼具普通支撐的抗側(cè)剛度以及耗能構(gòu)件的雙重功效，設(shè)計(jì)合理的防屈曲支撐構(gòu)件在受壓時(shí)不會(huì)發(fā)生受壓屈曲破壞，且在受拉和受壓時(shí)均能實(shí)現(xiàn)屈服耗能，具有良好的耗能減震性能，在工程技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。典型的防屈曲支撐構(gòu)件主要由耗能內(nèi)芯、約束構(gòu)件以及二者之間的無粘結(jié)材料或者間隙構(gòu)成。其中，耗能內(nèi)芯只承受軸力，只產(chǎn)生軸向變形，而約束構(gòu)件則通過其抗彎剛度和抗彎承載力來防止內(nèi)芯受壓側(cè)向屈曲。目前，市場(chǎng)上常用的防屈曲支撐構(gòu)件，其外圍約束形式主要有三種類型，分別是鋼筋混凝土約束、鋼一混凝土組合約束以及全鋼約束。
[0004]鋼筋凝土外圍約束型防屈曲支撐，構(gòu)件自身重量較大，且與周邊結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，同時(shí)施工較為困難，目前應(yīng)用較少。全鋼約束用鋼量較高，制作工藝要求高，導(dǎo)致支撐造價(jià)較高，難以大面積推廣。傳統(tǒng)的鋼一混凝土約束型支撐，一般采用鋼管型封閉構(gòu)件內(nèi)填混凝土，耗能內(nèi)芯置于混凝土中，并與混凝土保持一定的間隙，以保證耗能內(nèi)芯的自由伸縮變形，而實(shí)際操作中，混凝土的澆筑很難精確控制，因此，耗能內(nèi)芯與混凝土之間的間隙精度難以滿足設(shè)計(jì)要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題就是提供一種耗能減震性能好、工藝簡(jiǎn)單、施工方便的變厚度鋼板裝配式防屈曲支撐。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:包括內(nèi)芯板，所述內(nèi)芯板的橫截面為一字型，內(nèi)芯板在長(zhǎng)度方向上兩端厚度厚、中間厚度薄，厚度由厚向薄光滑過渡，內(nèi)芯板的上、下表面分別設(shè)置有約束部件，上、下表面的約束部件通過外貼板相連接，內(nèi)芯板與約束部件之間留有l(wèi)_2mm的間隙，約束部件由U型鋼、封板、砂漿、橡膠層和端板構(gòu)成，封板焊接于U型鋼U口內(nèi)，端板焊接于U型鋼端頭，端板設(shè)置有縫隙，端板與封板、U型鋼一起形成封閉空間，在封閉空間內(nèi)灌注砂漿，橡膠層粘貼在U型鋼腹板外側(cè)，橡膠層的中心厚度為內(nèi)芯板最大板厚與最小板厚之差，U型鋼通過螺栓與外貼板相連接，內(nèi)芯板的端部焊接有端部連接板，端部連接板的外端設(shè)置有螺栓孔，端部連接板的里端由端板的縫隙伸入約束部件。
[0007]本實(shí)用新型所提供的變厚度鋼板裝配式防屈曲支撐由內(nèi)芯板、端部連接板、約束部件、外貼板構(gòu)成。內(nèi)芯板橫截面為“一”字型，由工廠成品變厚度鋼板一次性切割而成，內(nèi)芯板在長(zhǎng)度方向上，兩端鋼板厚度厚，中間鋼板厚度薄，鋼板厚度由厚向薄光滑過渡，端部厚鋼板與端板及端部連接板一起形成高強(qiáng)度連接節(jié)點(diǎn)，中間薄鋼板區(qū)域截面面積減小，相比厚鋼板區(qū)域更容易發(fā)生受壓、受拉屈服，因此，在薄鋼板區(qū)域形成消能屈服段，從而達(dá)到耗能減震目的。
[0008]內(nèi)芯板上、下表面分別配置有約束部件，在內(nèi)芯板與約束部件之間留有l(wèi)-2mm間隙，保證內(nèi)芯板受力時(shí)有足夠的變形空間。約束部件用于約束內(nèi)芯板的平面外變形，防止內(nèi)芯板發(fā)生較大屈曲變形，提高內(nèi)芯板的抗屈曲能力。約束部件包括U型鋼、封板、砂漿、橡膠層以及端板五部分。封板焊接于U型鋼U口內(nèi)，端板焊接于U型鋼端頭。U型鋼、封板、端板、砂漿形成整體部件，為內(nèi)芯板提供側(cè)向約束。端板上預(yù)留縫隙，便于端部連接板通過。端板與封板、U型鋼一起形成封閉空間，在封閉空間內(nèi)灌注砂漿，在端部連接板深入砂漿部分，預(yù)留孔隙。端板用于連接約束部件及端部連件。端板上預(yù)留有縫隙，端部連接板穿過端板深入約束部件的砂漿中，端板與約束部件及內(nèi)芯板外伸端形成支撐的連接節(jié)點(diǎn)。橡膠層粘貼在U型鋼腹板外側(cè)，橡膠層厚度與長(zhǎng)度同內(nèi)芯板鋼板變厚度區(qū)相關(guān)，通過設(shè)置局部變厚度的橡膠層，控制約束部件在長(zhǎng)度方向上與內(nèi)芯板之間的間隙保持不變。內(nèi)芯板兩端穿過端板并伸出端板一定長(zhǎng)度，并與端部連接部件相連。端部連接板預(yù)留有螺栓孔的一端與內(nèi)芯板外伸端平齊，另一端伸入約束部件內(nèi)部，端部連接板焊接到內(nèi)芯板上，與內(nèi)芯板外伸端一起形成高強(qiáng)度連接節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)防屈曲支撐同周邊結(jié)構(gòu)的連接。U型鋼，在其上、下翼緣外側(cè)，預(yù)留有螺栓孔，用以實(shí)現(xiàn)約束部件與外貼板的連接。外貼板，一共有兩塊，沿長(zhǎng)度方向外貼板兩側(cè)預(yù)留有螺栓孔，螺栓孔的大小及孔距與U型鋼上預(yù)留的螺栓孔一致。外貼板與U型鋼通過螺栓連接，外貼板將內(nèi)芯板兩側(cè)的U型鋼連為整體共同工作，形成內(nèi)芯板的完整約束。
[0009]本實(shí)用新型所提供的變厚度鋼板裝配式防屈曲支撐，耗能內(nèi)芯板采用成品變厚度鋼板直接工廠切割，避免焊接型內(nèi)芯在焊接操作過程中，又焊接所導(dǎo)致的低周期疲勞性能的降低，最大限度地保留了內(nèi)芯板的原有力學(xué)性能，改善了內(nèi)芯構(gòu)件的抗屈曲能力，從根本上提高了防屈曲支撐的耗能能力。以往的等厚度鋼板內(nèi)芯構(gòu)件，常進(jìn)行截面局部削弱切割形成耗能段，機(jī)械二次加工對(duì)鋼板力學(xué)性能影響較大，影響內(nèi)芯構(gòu)件的實(shí)際耗能能力;而非切割的等截面型內(nèi)芯板，耗能屈服段往往不確定，給數(shù)值計(jì)算帶來不便。而變厚度鋼板內(nèi)芯的耗能屈曲段為薄板段。本實(shí)用新型提供的支撐構(gòu)件，以變厚度鋼板為耗能內(nèi)芯，屈服段明顯，屈服段不受焊接熱應(yīng)力影響，初始幾何缺陷可控，最大限度保持了鋼材原有的低周期疲勞性能，具有更好的耗能能力。本實(shí)用新型所提供的變厚度鋼板裝配式防屈曲支撐，所有部件可在工廠完成全部加工，加工精度可控;施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝成型，施工進(jìn)度快，所需人員少，施工現(xiàn)場(chǎng)噪聲低，施工成本降低。變厚度鋼板內(nèi)芯板可根據(jù)受力大小進(jìn)行減量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)，節(jié)省鋼材，減輕結(jié)構(gòu)自重，滿足綠色建筑要求。
【附圖說明】

[0010]圖1為本實(shí)用新型變厚度鋼板裝配式防屈曲支撐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為圖1的A-A視圖；
[0012]圖3為圖1的B-B視圖；
[0013]圖4為內(nèi)芯板的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0014]圖5為圖4的C-C視圖；
[0015]圖6為約束部件的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖7為圖6的D-D視圖；
[0017]圖8為圖6的E-E視圖；
[0018]圖9為內(nèi)芯板與端部連接板組裝前的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖10為內(nèi)芯板與端部連接板組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖11為內(nèi)芯板、端部連接板與約束部件組裝前的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖12為內(nèi)芯板、端部連接板與約束部件組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖13為內(nèi)芯板、端部連接板、約束部件與外貼板組裝前的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖14為內(nèi)芯板、端部連接板、約束部件與外貼板組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖15為約束部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型所提供的變厚度鋼板裝配式防屈曲支撐的具體結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步說明。
[0026]如圖1、2、3所示，本實(shí)用新型所提供的變厚度鋼板裝配式防屈曲支撐包括內(nèi)芯板I，內(nèi)芯板I的端部焊接有端部連接板2，內(nèi)芯板I的上、下表面分別設(shè)置有約束部件3，上、下表面的約束部件3通過外貼板4相連接，端部連接板2的外端設(shè)置有螺栓孔5，端部連接板2的里端伸入約束部件3。
[0027]如圖4、5所示，內(nèi)芯板I的橫截面為一字型，內(nèi)芯板I在長(zhǎng)度方向上兩端厚度厚、中間厚度薄，厚度由厚向薄光滑過渡。
[0028]如圖6、7、8所示，約束部件3由U型鋼31、封板32、砂漿33、橡膠層34和端板35構(gòu)成，封板32焊接于U型鋼31U口內(nèi)，端板35焊接于U型鋼31端頭，端板35與封板32、U型鋼31—起形成封閉空間，在封閉空間內(nèi)灌注砂漿33，橡膠層34粘貼在U型鋼31腹板外側(cè)，橡膠層34的中心厚度為內(nèi)芯板最大板厚與最小板厚之差。
[0029]如圖9、10所示，內(nèi)芯板I的端部焊接有端部連接板2，端部連接板2的外端設(shè)置有螺栓孔5。
[0030]如圖11、12所示，內(nèi)芯板I的端部焊接有端部連接板2，內(nèi)芯板I的上、下表面分別設(shè)置有約束部件3。
[0031]如圖13、14所示，內(nèi)芯板I的端部焊接有端部連接板2，內(nèi)芯板I的上、下表面分別設(shè)置有約束部件3，上、下表面的約束部件3通過外貼板4相連接。
[0032]如圖15所示，約束部件由U型鋼31、封板32、砂漿、橡膠層34和端板35構(gòu)成，封板32焊接于U型鋼31U口內(nèi)，端板35焊接于U型鋼31端頭，端板35與封板32、U型鋼31—起形成封閉空間，橡膠層34粘貼在U型鋼31腹板外側(cè)，端板35設(shè)置有縫隙36。
[0033]本實(shí)用新型所提供的變厚度鋼板裝配式防屈曲支撐由內(nèi)芯板1、端部連接板2、約束部件3、外貼板4構(gòu)成。內(nèi)芯板I橫截面為“一”字型，由工廠成品變厚度鋼板一次性切割而成，內(nèi)芯板I在長(zhǎng)度方向上，兩端鋼板厚度厚，中間鋼板厚度薄，鋼板厚度由厚向薄光滑過渡，端部厚鋼板與端板35及端部連接板2—起形成高強(qiáng)度連接節(jié)點(diǎn)，中間薄鋼板區(qū)域截面面積減小，相比厚鋼板區(qū)域更容易發(fā)生受壓、受拉屈服，因此，在薄鋼板區(qū)域形成消能屈服段，從而達(dá)到耗能減震目的。
[0034]內(nèi)芯板I上、下表面分別配置有約束部件3，在內(nèi)芯板I與約束部件3之間留有l(wèi)-2mm間隙，保證內(nèi)芯板I受力時(shí)有足夠的變形空間。約束部件3用于約束內(nèi)芯板I的平面外變形，防止內(nèi)芯板I發(fā)生較大屈曲變形，提高內(nèi)芯板I的抗屈曲能力。約束部件3包括U型鋼31、封板32、砂漿33、橡膠層34以及端板35五部分。封板32焊接于U型鋼31U口內(nèi)，端板35焊接于U型鋼31端頭。U型鋼31、封板32、端板35、砂漿33形成整體部件，為內(nèi)芯板I提供側(cè)向約束。端板35上預(yù)留縫隙36，便于端部連接板2通過。端板35與封板32、U型鋼31—起形成封閉空間，在封閉空間內(nèi)灌注砂漿33，在端部連接板2深入砂漿33部分，預(yù)留孔隙。端板35用于連接約束部件3及端部連件2。端板35上預(yù)留有縫隙36，端部連接板2穿過端板35深入約束部件3的砂漿33中，端板35與約束部件3及內(nèi)芯板I外伸端形成支撐的連接節(jié)點(diǎn)。橡膠層34粘貼在U型鋼31腹板外側(cè)，橡膠層34厚度與長(zhǎng)度同內(nèi)芯板I鋼板變厚度區(qū)相關(guān)，通過設(shè)置局部變厚度的橡膠層34，控制約束部件3在長(zhǎng)度方向上與內(nèi)芯板I之間的間隙保持不變。內(nèi)芯板I兩端穿過端板35并伸出端板35—定長(zhǎng)度，并與端部連接部件2相連。端部連接板2預(yù)留有螺栓孔5的一端與內(nèi)芯板I外伸端平齊，另一端伸入約束部件3內(nèi)部，端部連接板2焊接到內(nèi)芯板I上，與內(nèi)芯板I外伸端一起形成高強(qiáng)度連接節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)防屈曲支撐同周邊結(jié)構(gòu)的連接。U型鋼31，在其上、下翼緣外側(cè)，預(yù)留有螺栓孔，用以實(shí)現(xiàn)約束部件3與外貼板4的連接。外貼板4，一共有兩塊，沿長(zhǎng)度方向外貼板4兩側(cè)預(yù)留有螺栓孔，螺栓孔的大小及孔距與U型鋼31上預(yù)留的螺栓孔一致。外貼板4與U型鋼31通過螺栓連接，外貼板4將內(nèi)芯板I兩側(cè)的U型鋼31連為整體共同工作，形成內(nèi)芯板I的完整約束。
[0035]本實(shí)用新型所提供的變厚度鋼板裝配式防屈曲支撐，并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，并不是限制性的，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)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.變厚度鋼板裝配式防屈曲支撐，包括內(nèi)芯板，其特征在于:所述內(nèi)芯板的橫截面為一字型，內(nèi)芯板在長(zhǎng)度方向上兩端厚度厚、中間厚度薄，厚度由厚向薄光滑過渡，內(nèi)芯板的上、下表面分別設(shè)置有約束部件，上、下表面的約束部件通過外貼板相連接，內(nèi)芯板與約束部件之間留有l(wèi)-2mm的間隙，約束部件由U型鋼、封板、砂漿、橡膠層和端板構(gòu)成，封板焊接于U型鋼U口內(nèi)，端板焊接于U型鋼端頭，端板設(shè)置有縫隙，端板與封板、U型鋼一起形成封閉空間，在封閉空間內(nèi)灌注砂漿，橡膠層粘貼在U型鋼腹板外側(cè)，橡膠層的中心厚度為內(nèi)芯板最大板厚與最小板厚之差，U型鋼通過螺栓與外貼板相連接，內(nèi)芯板的端部焊接有端部連接板，端部連接板的外端設(shè)置有螺栓孔，端部連接板的里端由端板的縫隙伸入約束部件。
【文檔編號(hào)】E04H9/02GK205712557SQ201620663860
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】劉世英
【申請(qǐng)人】衡水逸海工程橡膠有限公司