三重圆钢管防屈曲支撑的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种开孔或槽型三重圆钢管防屈曲支撑，包括作为受力部件的核芯管，两个分别设在核芯管内、外用于防止核芯管屈曲的内套管和外套管。核芯管管壁中部开孔或槽，核芯管两端连接节点板，内套管、外套管的两端通过螺栓分别与核芯管的两端连接在一起；节点板通过螺栓与外部结构连接。其全部由钢材制成，具有重量轻、防屈曲能力强、强节点弱构件的优点。在地震作用下，通过节点板使得核芯管承受拉压往复交变荷载，内套管、外套管用以约束核芯管的受压屈曲，这使得核芯管在受拉和受压下均能进入屈服，因而滞回性能优良；核芯管管壁开孔或槽使得核芯管两端承载力强于中部，破坏优先发生于中部，实现强节点弱构件。
【专利说明】三重圆钢管防屈曲支撑
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及建筑工程领域，具体涉及一种开孔或槽型三重圆钢管防屈曲支撑。
【背景技术】
[0002]防屈曲支撑是近年来在我国逐渐得到广泛应用的一种建筑消能减震新技术，由于这种支撑在受拉和受压时都可屈服而不屈曲，克服了传统支撑受压时屈曲强度明显低于受拉时的拉伸强度、滞回环面积过小等缺点，能极大提高建筑物在地震下的抗倒塌能力。目前，国内防屈曲支撑防止芯板屈曲的构造形式主要采用的是“钢套管加砂浆填充”的构造形式，即“灌浆型”。该构造形式约束强度高，但重量较大，不利于安装，特别是在抗震加固中使用受限。另外，也出现了全部采用钢材制造、约束强度高的屈曲约束支撑，但是并没有充分利用其防屈曲能力强、强节点弱构件的优点。
实用新型内容
[0003]针对现有技术存在的上述缺陷，为便于屈曲约束支撑在钢结构和大跨空间结构中的应用，扩大其适用范围，本实用新型要解决的技术问题是提供一种全部采用钢材制造、约束强度高的钢管防屈曲支撑，并充分考虑其防屈曲能力强、强节点弱构件的优点。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种三重圆钢管防屈曲支撑，具体涉及到一种开孔或槽型三重圆钢管防屈曲支撑，包括作为受力部件核芯管，分别套设在核芯管内、外用于防止核芯管屈曲的内套管和外套管，核芯管的两端分别设有节点板，核芯管的两段分别与两端节点板焊接在一起，内套管、外套管的两端通过螺栓与核芯管的两端连接在一起，节点板通过螺栓与外部结构连接。
[0005]本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑的实施例中，核芯管比内套管和外套管的长度长。
[0006]本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑优选的一个实施例中，核芯管管壁中部开设有沿核芯管的圆周分布和轴向分布的多个孔。
[0007]本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑优选的另外一个实施例中，核芯管管壁中部开设有沿核芯管的圆周分布和轴向分布的多个短槽。
[0008]本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑优选的另外一个实施例中，核芯管管壁中部开设有沿核芯管的圆周分布多个长槽，长槽沿核芯管的轴向只设有一个。
[0009]本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑的一个优选实施例中，内套管、外套管和核芯管之间留有孔隙。
[0010]本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑优选的另外一个实施例中，内套管、夕卜套管和核芯管之间设有滑移层，滑移层优选为硬质橡胶。
[0011]有益效果
[0012]本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑，具体涉及到一种开孔或槽型三重圆钢管防屈曲支撑，主要由三根圆形钢管组成，其中一根为核芯管，两根为套管。套管分别在核芯管内部、外部，分别为内套管和外套管。核芯管受力，内、外套管防止核芯管受压屈曲。核芯管比内、外套管长，内、外套管与核芯管之间分别留出一定空隙，可填充硬质橡胶；防屈曲支撑整体通过节点板与外部结构连接，核芯管两端连接节点板；核芯管中部开槽或者开孔，使得屈服破坏优先发生在中部，实现强节点弱构件，具体分为开孔，开短槽，开长槽三种类型。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是三重圆钢管防屈曲支撑示意图。图中100为三重圆钢管防屈曲支撑，I为核芯管，3为外套管，4为节点板，5为螺栓。
[0014]图2是三重圆钢管防屈曲支撑剖面图。图中I为核芯管，2为内套管，3为外套管，4为节点板，5为螺栓。
[0015]图3是图2的A-A剖面示意图。图中I为核芯管，2为内套管，3为外套管，5为螺栓。
[0016]图4是图2的B-B剖面示意图。图中I为核芯管，4为节点板，6为螺栓孔。
[0017]图5是开孔核芯管剖面图及C-C剖面示意图。图中101为开孔核芯管，7为核芯管管壁中部开的孔。
[0018]图6是开短槽核芯管剖面图及D-D剖面示意图。图中102为开短槽核芯管，8为核芯管管壁中部开的短槽。
[0019]图7是开长槽核芯管剖面图及E-E剖面示意图。图中103为开长槽核芯管，9为核芯管管壁中部开的长槽。
[0020]图8是图1和图2所示的三重圆钢管防屈曲支撑与型钢连接(螺栓连接)的结构示意图。图中100为三重圆钢管防屈曲支撑，200为型钢，300为连接板，400为加劲螺钉，5为螺栓。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
[0022]如图1_4、8所示，本实用新型的一个实施例中的三重圆钢管防屈曲支撑100。包括作为受力部件核芯管1，分别套设在核芯管I内、外用于防止核芯管I屈曲的内套管2和外套管3，核芯管I的两端分别设有节点板4，核芯管I的两段都与两端节点板4焊接在一起，内套管2、外套管3的两端通过螺栓5与核芯管I的两端连接在一起，节点板4通过螺栓5与外部结构连接。
[0023]如图1和2所述，作为优选，本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑100的实施例中，核芯管I比内套管2和外套管3的长度长。
[0024]如图3-4所示，为了能够消耗地震时的能量，本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑100的一个实施例中，内套管2、外套管3和核芯管I之间留有孔隙。本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑100的另外一个优选实施例中，内套管2、外套管3和核芯管I之间设有滑移层，滑移层优选为硬质橡胶，保证核芯管I能够自由滑移变形消耗能量，具有较强的耗能能力。
[0025]如图5所示，本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑100优选的一个实施例中，核芯管I管壁中部开设有沿核芯管I的圆周分布和轴向分布的多个孔7。
[0026]如图7所示，本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑100优选的另外一个实施例中，核芯管I管壁中部开设有沿核芯管I的圆周分布和轴向分布的多个短槽8。
[0027]如图8所示，本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑优选的另外一个实施例中，核芯I管管壁中部开设有沿核芯管I的圆周分布多个长槽9，长槽9沿核芯管I的轴向只设有一个。
[0028]本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑100全部由钢材制成，具有重量轻，抗屈曲能力强的优点，在地震作用下，节点板4有核芯管I承受拉压往复交变荷载，内套管2和外套管3用以防止核芯管I的受压屈曲，特别是在核芯管I管壁中部优选开孔7、开短槽8和开长槽9的实施例中，这样使得核芯管I在受压和受拉下均能进一步首先进入屈曲，因而其滞回性能更加优良。三重圆钢管防屈曲支撑100具有金属阻尼器的耗能能力，可以在结构中充当“保险丝”的作用，保护主体结构。
[0029]本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑100具有较强的耗能能力，在强震中能率先进入耗能状态，消耗地震能量及衰减结构的地震反应，保护主体结构构件免遭损坏，从而确保结构的安全。一般来说，结构越高、越柔、跨度越大，消耗减震效果就越显著，因此，本实施例的三重圆钢管防屈曲支撑100技术先进，能够顺应现代建筑结构的发展方向。
[0030]图8示出了本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑100与型钢200通过螺栓5连接的结构。如图8所示，型钢200上设有连接板300，三重圆钢管防屈曲支撑100通过高强度螺栓5与连接板300连接，为了提高连接强度，连接板300的两侧分别通过加劲螺钉400与型钢200连接。
[0031]本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑100，在强震中能率先进入耗能状态，消耗地震能量及衰减结构的地震反应，保护主体结构构件免遭损坏，从而确保结构的安全。同时，由于通过“柔性耗能”来减少结构地震反应，可以减少结构中抗侧力构件的数量、减小构件断面，节约工程造价，经济性显著。此外，传统抗震结构体系是通过加强结构侧向刚度来满足抗震要求，但结构越强、刚度越大，地震作用也越大。这对于要求高强轻质的高层结构、大跨度结构及桥梁结构等，会制约其发展和应用。而本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑100是充分利用结构变形迅速消耗地震能量，保护主体结构的安全。一般来说，结构越高、越柔、跨度，消耗减震的效果就也显著。所以而本实用新型公开的三重圆钢管防屈曲支撑100具有十分先进的技术进步性，顺应现代建筑结构的发展方向。
[0032]最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
【权利要求】
1.三重圆钢管防屈曲支撑，具体涉及到一种开孔或槽型三重圆钢管防屈曲支撑，其特征在于:包括作为受力部件核芯管，分别套设在核芯管内、外用于防止所述核芯管屈曲的内套管和外套管，所述核芯管的两端分别设有节点板，所述核芯管的两端分别与所述两端节点板焊接在一起，所述内套管、外套管的两端通过螺栓分别与所述核芯管的两端连接在一起，所述节点板通过螺栓与外部结构连接，所述核芯管管壁中部优选开设有沿所述核芯管的圆周分布和轴向分布的多个孔，所述内、外套管和所述核芯管之间留有孔隙，所述内套管、外套管和所述核芯管之间设有滑移层。
2.如权利要求1所述的三重圆钢管防屈曲支撑，其特征在于:所述核芯管比所述内套管和外套管的长度长。
3.如权利要求1所述的三重圆钢管防屈曲支撑，其特征在于:所述核芯管管壁中部还可优选开设有沿所述核芯管的圆周分布和轴向分布的多个短槽。
4.如权利要求1所述的三重圆钢管防屈曲支撑，其特征在于:所述核芯管管壁中部还可优选开设有沿所述核芯管的圆周分布多个长槽，所述长槽沿所述核芯管的轴向只设有一个。
【文档编号】E04B1/98GK204163223SQ201420194136
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】胡孔国, 谭壮, 谷晓 申请人:中国电子工程设计院