专利名称：一种带套管单杆方钢管支撑的制作方法
技术领域：
本实用新型属于钢支撑技术领域，具体涉及一种带套管单杆方钢管支撑。
背景技术：
近年来，单杆钢支撑作为多层或高层建筑特别厂房中的抗侧力结构构件在工程中得到了广泛的应用。但是，普通单杆钢支撑有于易发生受压屈曲现象，受压承载力低，屈曲后抗侧刚度衰减快，屈曲后平面外变形大，导致支撑受拉性能与受压性能差异突出，实际建筑中需要沿每个设计方向均需布设多个受拉支撑，弥补水平荷载反向后原受拉支撑变为受压支撑后的刚度与承载力，导致支撑数量较多。另外，普通单杆支撑受压屈曲后平面外变形大，屈曲部位在往复拉压作用下支撑易发生断裂导致支撑完全退出工作，影响了结构整体的抗震性能发挥。如何提高单杆支撑的受压屈曲承载力，延缓支撑屈曲后的断裂，充分发挥钢支撑的功效，以改善带支撑结构的综合抗震性能特别提高建筑抗地震倒塌能力成为一个关键技术问题。现有的改善单杆钢支撑的方案中，有增大支撑截面，从而减小单杆支撑的长细比， 提高支撑受压时的刚度与承载力。其存在的问题是增大了支撑截面尺寸，提高了支撑的抗压承载力，但更增加了支撑受拉状态时的刚度与承载力；材料用量增加；支撑长细比小后支撑的塑性变形能力降低，断裂会提早发生。现有的改善单杆钢支撑的方案中还有一种采用防屈曲钢支撑(或屈曲约束支撑) 的技术。其存在问题是构造复杂，端部需要复杂的连接构造；支撑本身造价高；往复拉压作用下支撑的极限变形能力有限，断裂发生早。现有的改善普通单杆支撑受压性能的方法有增加杆件截面但是，面积增加同时提高了支撑承载力，造成结构刚度明显增加、受拉状态时材料的性能不能充分发挥，有抗震设计要求时导致结构吸收更多的地震能量。采用放屈曲支撑，通过加强外围的约束，保证材料拉压性能一致，但是，这种防屈曲支撑的连接构造复杂，造价是普通单杆支撑造价的几倍甚至十几倍，重要建筑使用效益明显，但对普通建筑造价难以接受。
发明内容为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种带套管单杆方钢管支撑，提高普通单杆钢支撑的受压刚度与受压屈曲承载力低、拉压往复作用下断裂变形早的问题，并确保支撑的变形能力。为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是一种带套管单杆方钢管支撑，包括水平轴向对称的条状方钢管支撑1，方钢管支撑 1两端部分别各自嵌入一块扩口状端板3，扩口状端板3的大口端在方钢管支撑1外部，扩口状端板3的小口端的上下表面分别固定有一块加强板4，在方钢管支撑1外表面还套有与其同轴的套管2。所述的方钢管支撑1的长度与截面尺寸遵循方钢管支撑1截面的宽厚比不能超过预定的抗断裂塑性变形能力限制。所述的两块扩口状端板3保证扩口状端板3的承载力以及其与方钢管支撑1之间连接焊缝的承载力不低于方钢管支撑1的极限抗拉承载力，屈服与屈曲限制在方钢管支撑 1内，且允许扩口状端板3平面外受弯屈服。所述的加强板4要满足加强板4的横截面面积以及与方钢管支撑1之间焊缝的强度能够防止破坏发生在扩口状端板3与方钢管支撑1的交界区。本实用新型的带套管单杆方钢管支撑，适用于钢筋混凝土框架结构、钢框架、底框结构等；可以作为结构抗侧元件提高结构的抗侧刚度与抗剪承载力，由于存在外围套管，可以提高支撑的受压屈曲承载力，基本消除普通支撑的受压性能缺陷。当地震力继续增大时， 支撑出现屈服和塑性变形，以消耗输入结构的地震能量。由于芯材按照特定变形需求设计， 能在到达设计变形之前稳定工作，不会发生断裂，从而约束结构的层间位移，同时，受拉支撑的存在能与周围梁柱形成几何不变体系，防止结构过早形成层屈服机制而发生倒塌。提高结构的抗倒塌能力。
图1是本实用新型的主视图。图2是本实用新型的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作更详细的说明。如图1、图2所示，带套管单杆方钢管支撑，包括水平轴向对称的条状方钢管支撑 1，方钢管支撑1两端部分别各自嵌入一块扩口状端板3，扩口状端板3的大口端在方钢管支撑1外部，扩口状端板3的小口端的上下表面分别固定有一块加强板4，在方钢管支撑1外表面还套有与其同轴的套管2。所述的方钢管支撑1的长度与截面尺寸遵循方钢管支撑1截面的宽厚比不能超过预定的抗断裂塑性变形能力限制。所述的两块扩口状端板3保证扩口状端板3的承载力以及其与方钢管支撑1之间连接焊缝的承载力不低于方钢管支撑1的极限抗拉承载力，屈服与屈曲限制在方钢管支撑 1内，且允许扩口状端板3平面外受弯屈服。所述的加强板4能够满足加强板4的横截面面积以及与方钢管支撑1之间焊缝的强度要能防止破坏发生在扩口状端板3与方钢管支撑1的交界区。
权利要求1.一种带套管单杆方钢管支撑，包括水平轴向对称的条状方钢管支撑(1)，其特征在于，方钢管支撑(1)两端部分别各自嵌入一块扩口状端板(3)，扩口状端板(3)的大口端在方钢管支撑(1)外部，扩口状端板(3)的小口端的上下表面分别固定有一块加强板，在方钢管支撑(1)外表面还套有与其同轴的套管O)。
2.根据权利要求1所述的带套管单杆方钢管支撑，其特征在于，所述的方钢管支撑(1) 遵循方钢管支撑(1)截面的宽厚比不能超过预定的抗断裂塑性变形能力限制。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的带套管单杆方钢管支撑，其特征在于，所述的扩口状端板C3)保证扩口状端板C3)的承载力以及其与方钢管支撑(1)之间连接焊缝的承载力不低于方钢管支撑(1)的极限抗拉承载力，屈服与屈曲限制在方钢管支撑(1)内，且允许扩口状端板C3)平面外受弯屈服。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的带套管单杆方钢管支撑，其特征在于，所述的加强板(4)能够满足加强板(4)的横截面面积以及与方钢管支撑(1)之间焊缝的强度要能防止破坏发生在扩口状端板(3)与方钢管支撑(1)的交界区。
专利摘要一种带套管单杆方钢管支撑，适用于钢筋混凝土框架结构、钢框架、底框结构等，包括水平轴向对称的条状方钢管支撑，方钢管支撑两端部分别各自嵌入一块扩口状端板，扩口状端板的小口端的上下表面分别固定有一块加强板，在方钢管支撑外表面还套有与其同轴的套管；具有提高了结构的抗侧刚度与抗剪承载力、受压屈曲承载力和抗倒塌能力的特点。
文档编号E04B1/98GK202187448SQ201120260089
公开日2012年4月11日 申请日期2011年7月21日 优先权日2011年7月21日
发明者刘庆志, 赵作周, 钱稼茹 申请人:清华大学