T型裝配式防屈曲支撐構(gòu)件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種T型裝配式防屈曲支撐構(gòu)件，適用于建構(gòu)筑物中的軸心受力構(gòu)件，其特點是，包括：T型裝配式防屈曲支撐內(nèi)芯和防屈曲外包約束構(gòu)件，T型裝配式防屈曲支撐內(nèi)芯由內(nèi)芯雙角鋼夾持一字型鋼板置于防屈曲外包約束構(gòu)件內(nèi)，核心區(qū)約束由核心區(qū)頂部約束蓋板、核心區(qū)翼緣約束墊條和核心區(qū)約束角鋼的肢背通過螺栓連接及兩根核心區(qū)約束角鋼的肢尖和其間的核心區(qū)腹板約束墊條通過螺栓連接，兩個過渡區(qū)約束角鋼的肢尖與一字型鋼板和內(nèi)芯雙角鋼通過螺栓連接，兩個過渡區(qū)約束角鋼的肢背與一字型鋼板和內(nèi)芯雙角鋼及過渡區(qū)頂部約束蓋板通過螺栓連接。具有生產(chǎn)施工簡便、生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)周期短和性能穩(wěn)定等優(yōu)點。
【專利說明】
T型裝配式防屈曲支撐構(gòu)件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種全鋼防屈曲支撐構(gòu)件，具體地說，是一種T型裝配式防屈曲支撐構(gòu)件，主要用于建構(gòu)筑物中能夠耗散地震能量并顯著提高結(jié)構(gòu)抗震性能的軸心受力構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002]由于全鋼型防屈曲支撐具有自重輕，加工簡便等突出優(yōu)點，在工程中得到了大量的應(yīng)用，其中多采用一字型和十字型截面型鋼作為內(nèi)芯。由于市場上不生產(chǎn)十字型內(nèi)芯截面，因此需要采用三塊鋼板焊接而成，一字型截面內(nèi)芯的核心區(qū)和過渡區(qū)的變截面往往也需要通過焊接完成，這種加工方法存在以下缺點:
(1)內(nèi)芯的初始幾何缺陷
十字形內(nèi)芯在加工過程中會產(chǎn)生四條焊縫，焊接所產(chǎn)生的大量高溫?zé)釕?yīng)力容易導(dǎo)致內(nèi)芯產(chǎn)生較大的焊接殘余變形，這種殘余變形會導(dǎo)致鋼支撐內(nèi)芯難以插入鋼管內(nèi)部，尤其是當(dāng)支撐長度較長時，對支撐的組裝帶來技術(shù)困難。此外，這種焊接殘余變形也會降低鋼材的塑形，還會對支撐的穩(wěn)定性造成不利影響；
(2)實際性能與設(shè)計性能的不一致性
十字型內(nèi)芯全鋼防屈曲支撐構(gòu)件的實測屈服軸力比根據(jù)材性試驗得到的設(shè)計屈服軸力高約40%，分析表明這種結(jié)果主要是因為焊縫截面面積的存在使得實際內(nèi)芯截面面積增加，同時焊縫的屈服應(yīng)力一般比芯材屈服強度高，從而導(dǎo)致實測性能與設(shè)計性能的不一致性。這種實際性能的偏差可能會導(dǎo)致防屈曲支撐不能在設(shè)計人員所預(yù)計的地震強度中正好發(fā)生屈服耗能，進而影響結(jié)構(gòu)的實際抗震性能；
(3)焊接的不利影響
現(xiàn)有的各種約束形式的十字型和一字型內(nèi)芯防屈曲支撐構(gòu)件的內(nèi)芯多采用焊接固連結(jié)構(gòu)，內(nèi)芯焊接會對其低周疲勞性能產(chǎn)生不利影響從而導(dǎo)致內(nèi)芯塑形耗能能力發(fā)揮不充分，過早發(fā)生低周疲勞斷裂。采用焊接加工制作的內(nèi)芯比無焊接內(nèi)芯的低周疲勞性能要低，另外，外套管的焊接和加強區(qū)的焊接在埋下質(zhì)量隱患的同時，也增加了施工難度和制作工期；
由于現(xiàn)有采用焊接技術(shù)的十字型和一字型內(nèi)芯構(gòu)造均會對支撐構(gòu)件的組裝、穩(wěn)定性、力學(xué)性能及低周疲勞性能產(chǎn)生不利影響，而為了避免焊接而采用的內(nèi)芯一體機械加工技術(shù)造價又比較高昂，因此很有必要對現(xiàn)有技術(shù)進行實質(zhì)性改進和創(chuàng)新，引入全裝配，全型鋼的理念，在保證全鋼防屈曲支撐性能的基礎(chǔ)上，用全裝配技術(shù)代替焊接焊接技術(shù)，用型鋼組合內(nèi)芯代替?zhèn)鹘y(tǒng)一字型或十字型內(nèi)芯，使防屈曲支撐構(gòu)件加工更加方便，造價更為低廉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有鋼管混凝土約束防屈曲支撐中混凝土的現(xiàn)澆和振搗施工過程容易造成特殊松軟材料板移位和無粘結(jié)材料的局部損壞及生產(chǎn)周期長的問題，同時解決現(xiàn)有全鋼防屈曲支撐由于焊接導(dǎo)致的加工成本高和無法確保其具有可靠的低周疲勞性能等問題，提出了一種T型裝配式防屈曲支撐構(gòu)件。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種T型裝配式防屈曲支撐構(gòu)件，其特征是，它包括:T型裝配式防屈曲支撐內(nèi)芯和防屈曲外包約束構(gòu)件，所述的T型裝配式防屈曲支撐內(nèi)芯的結(jié)構(gòu)是，內(nèi)芯雙角鋼夾持一字型鋼板;所述的防屈曲外包約束構(gòu)件的結(jié)構(gòu)是，包括核心區(qū)頂部約束蓋板，在核心區(qū)頂部約束蓋板下平面的兩側(cè)各置有一塊核心區(qū)翼緣約束墊條，在核心區(qū)翼緣約束墊條下平面均設(shè)置核心區(qū)約束角鋼，在兩根核心區(qū)約束角鋼下部內(nèi)側(cè)夾持核心區(qū)腹板約束墊條，在核心區(qū)頂部約束蓋板的前、后端分別設(shè)置過渡區(qū)頂部約束蓋板，過渡區(qū)頂部約束蓋板的下方兩側(cè)均設(shè)置過渡區(qū)約束角鋼;T型裝配式防屈曲支撐內(nèi)芯的內(nèi)芯雙角鋼夾持一字型鋼板置于防屈曲外包約束構(gòu)件內(nèi)，核心區(qū)頂部約束蓋板、核心區(qū)翼緣約束墊條和核心區(qū)約束角鋼的肢背通過螺栓連接，兩根核心區(qū)約束角鋼的肢尖和其間的核心區(qū)腹板約束墊條通過螺栓連接，兩個過渡區(qū)約束角鋼的肢尖與一字型鋼板和內(nèi)芯雙角鋼通過螺栓連接;兩個過渡區(qū)約束角鋼的肢背與一字型鋼板和雙角鋼及過渡區(qū)頂部約束蓋板通過螺栓連接。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點具體體現(xiàn)在:1、本發(fā)明采用全裝配式，即防屈曲支撐構(gòu)件上無焊縫，避免了焊接的殘余應(yīng)力和殘余變形對支撐性能的不利影響的同時，也方便運輸;2、本發(fā)明的防屈曲支撐內(nèi)芯和約束構(gòu)件均為常見的角鋼和形狀規(guī)則的鋼板等型材，便于購買，且僅需簡單切割加工，無需焊接和機加工，加工工藝簡單，性能穩(wěn)定，造價低廉;3、本發(fā)明為全鋼型防屈曲支撐，避免了濕作業(yè)，生產(chǎn)施工簡便、生產(chǎn)成本較低，生產(chǎn)周期短，性能穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的T型裝配式防屈曲支撐構(gòu)件立體示意圖；
圖2是本發(fā)明的T型裝配式防屈曲支撐構(gòu)件主視示意圖；
圖3是2的俯視不意圖；
圖4是2的仰視視不意圖；
圖5是2中A-A剖面示意圖；
圖6是2中B-B剖面示意圖；
圖7是2中C-C剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0007]下面利用附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0008]參照圖1-7，本發(fā)明的T型裝配式防屈曲支撐構(gòu)件，包括:T型裝配式防屈曲支撐內(nèi)芯和防屈曲外包約束構(gòu)件。所述的T型裝配式防屈曲支撐內(nèi)芯的結(jié)構(gòu)是，內(nèi)芯雙角鋼5夾持一字型鋼板2。所述的防屈曲外包約束構(gòu)件的結(jié)構(gòu)是，包括核心區(qū)頂部約束蓋板1，在核心區(qū)頂部約束蓋板I下平面的兩側(cè)各置有一塊核心區(qū)翼緣約束墊條3，在核心區(qū)翼緣約束墊條3下平面均設(shè)置核心區(qū)約束角鋼4，在兩根核心區(qū)約束角鋼4下部內(nèi)側(cè)夾持核心區(qū)腹板約束墊條6，在核心區(qū)頂部約束蓋板I的前、后端分別設(shè)置過渡區(qū)頂部約束蓋板8，過渡區(qū)頂部約束蓋板8的下方兩側(cè)均設(shè)置過渡區(qū)約束角鋼73型裝配式防屈曲支撐內(nèi)芯的內(nèi)芯雙角鋼5夾持一字型鋼板2置于防屈曲外包約束構(gòu)件內(nèi)，核心區(qū)頂部約束蓋板1、核心區(qū)翼緣約束墊條3和核心區(qū)約束角鋼4的肢背通過螺栓連接，用以約束T型裝配式防屈曲支撐核心區(qū)內(nèi)芯的翼緣;兩根核心區(qū)約束角鋼4的肢尖和其間的核心區(qū)腹板約束墊條6通過螺栓連接，用以約束T型裝配式防屈曲支撐核心區(qū)內(nèi)芯的腹板，兩個過渡區(qū)約束角鋼7的肢尖與一字型鋼板2和內(nèi)芯雙角鋼5通過螺栓連接，以加強過渡區(qū)截面的腹板;兩個過渡區(qū)約束角鋼7的肢背與內(nèi)芯雙角鋼5及過渡區(qū)頂部約束蓋板8通過螺栓連接，以加強過渡區(qū)截面的翼緣。
[0009]本【具體實施方式】的T型裝配式防屈曲支撐構(gòu)件的過渡區(qū)約束角鋼7與內(nèi)芯雙角鋼5截面相同，不切肢;過渡區(qū)頂部約束蓋板8與核心區(qū)頂部約束蓋板I厚度相同；核心區(qū)約束角鋼4的截面要大于內(nèi)芯雙角鋼5的截面;一字型鋼板2厚度與防屈曲支撐的連接節(jié)點板厚度相同；核心區(qū)翼緣約束墊條3厚度應(yīng)比核心區(qū)約束角鋼4的肢厚大1-2_，核心區(qū)腹板約束墊條6的厚度應(yīng)比T型內(nèi)芯腹板厚度(內(nèi)芯雙角鋼5的肢厚的二倍與一字型鋼板2的厚度之和)大2-3mm，以保證T型裝配式防屈曲支撐內(nèi)芯與防屈曲外包約束構(gòu)件之間留有一定空隙。一字型鋼板2自由放置于內(nèi)芯雙角鋼5之間，長度為整個核心區(qū)加過渡區(qū)的總長。使用時，內(nèi)芯雙角鋼5兩端的節(jié)點連接區(qū)縫隙內(nèi)插入防屈曲支撐的連接節(jié)點板，并與內(nèi)芯雙角鋼5焊接固連。內(nèi)芯雙角鋼5與核心區(qū)約束角鋼4的交界面涂刷無粘結(jié)材料。本發(fā)明支撐的內(nèi)芯均采用Q235鋼，并盡量選用實際屈服點較低的鋼材，全部約束構(gòu)件均采用Q345鋼。核心區(qū)頂部約束蓋板1、核心區(qū)翼緣約束墊條3和核心區(qū)約束角鋼4的肢背通過螺栓連接，用以約束T型內(nèi)芯的翼緣;兩根核心區(qū)約束角鋼4的肢尖和其間的核心區(qū)腹板約束墊條6通過螺栓連接，用以約束T型內(nèi)芯的腹板。兩個過渡區(qū)約束角鋼7的肢尖與T型裝配式防屈曲支撐內(nèi)芯的雙角鋼5和一字型鋼板2通過螺栓連接，以加強過渡區(qū)截面的腹板;兩個過渡區(qū)約束角鋼7的肢背與T型裝配式防屈曲支撐內(nèi)芯的內(nèi)芯雙角鋼5和一字型鋼板2及過渡區(qū)頂部約束蓋板I通過螺栓連接，以加強過渡區(qū)截面的翼緣。
[0010]本【具體實施方式】的雙角鋼T型防屈曲支撐構(gòu)件按照所述的零件進行鋼材的加工和下料。并按照附圖所示將零件組裝成成品。制造和組裝是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種T型裝配式防屈曲支撐構(gòu)件，其特征是，它包括:T型裝配式防屈曲支撐內(nèi)芯和防屈曲外包約束構(gòu)件，所述的T型裝配式防屈曲支撐內(nèi)芯的結(jié)構(gòu)是，內(nèi)芯雙角鋼夾持一字型鋼板;所述的防屈曲外包約束構(gòu)件的結(jié)構(gòu)是，包括核心區(qū)頂部約束蓋板，在核心區(qū)頂部約束蓋板下平面的兩側(cè)各置有一塊核心區(qū)翼緣約束墊條，在核心區(qū)翼緣約束墊條下平面均設(shè)置核心區(qū)約束角鋼，在兩根核心區(qū)約束角鋼下部內(nèi)側(cè)夾持核心區(qū)腹板約束墊條，在核心區(qū)頂部約束蓋板的前、后端分別設(shè)置過渡區(qū)頂部約束蓋板，過渡區(qū)頂部約束蓋板的下方兩側(cè)均設(shè)置過渡區(qū)約束角鋼;T型裝配式防屈曲支撐內(nèi)芯的內(nèi)芯雙角鋼夾持一字型鋼板置于防屈曲外包約束構(gòu)件內(nèi)，核心區(qū)頂部約束蓋板、核心區(qū)翼緣約束墊條和核心區(qū)約束角鋼的肢背通過螺栓連接，兩根核心區(qū)約束角鋼的肢尖和其間的核心區(qū)腹板約束墊條通過螺栓連接，兩個過渡區(qū)約束角鋼的肢尖與一字型鋼板和內(nèi)芯雙角鋼通過螺栓連接;兩個過渡區(qū)約束角鋼的肢背與一字型鋼板和雙角鋼及過渡區(qū)頂部約束蓋板通過螺栓連接。
【文檔編號】E04H9/02GK105888092SQ201610225373
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】曾聰, 馮詠柳, 吳斌, 嚴瑾
【申請人】東北電力大學(xué)