专利名称：组合套管式防屈曲耗能支撑的制作方法
技术领域：
本实用新型属于建筑结构领域，尤其涉及一种组合套管式的防屈曲耗能支撑。
背景技术：
最近几十年时间以来，防屈曲耗能支撑在美国、日本、我国台湾等国家和地区的应用较 多。防屈曲耗能支撑是一种在受拉和受压状态下都不发生屈曲的支撑，与传统支撑相比具有 更稳定的力学性能。通过屈曲约束支撑不仅可以提高结构的刚度和延性，而且利用钢材的滞 回性能可以消耗由于水平荷载作用在结构的上的能量，对结构的抗震能力提高有很大意义。
到2008年屈曲约束支撑的建筑有几百栋，然而国内在这方面的研究尚处于起步阶段，工 程案例较少，产品应用以国外产品为主，因此造价偏高。
一般的屈曲约束耗能支撑截面在纵向上由五部分构成约束屈服段；约束非屈服段无约 束屈服段；无粘结可膨胀材料；屈服约束机构。防屈曲耗能支撑的形式多样，但工作原理基 本相似。即支撑在外力作用下，荷载全部由芯材承受，芯板在轴向拉力或压力作用下能屈 服耗能，而外围的约束机构提供给芯材弯曲限制，避免芯材受压时屈曲。由于泊松效应，芯 材受压时会发生膨胀，因此在芯材和约束机构之间设有缝隙，以减小芯材受力时对约束套管 造成挤压。
现有防屈曲约束支撑主要是通过钢板(型钢)表面涂抹一层2mm厚的脱粘结材料，与约 束套管之间形成缝隙，缝隙的大小对约束的效果很明显，而目前绝大多数防屈曲耗能支撑都 是以钢套管和混凝土 (或砂浆)组成约束套管，因此对制作的要求很高。
现有防屈曲约束支撑存在以下几个问题
1. 自重大，给制作和加工带来困难；
2. 传统的防屈曲约束支撑在工作时，由于外约束套管重量很大，结构振动时芯板与外套 筒容易发生滑移而破坏支撑；
3. 脱粘结材料难以保证涂抹均匀，现有防屈曲约束支撑的关键是依靠芯板和约束套管之 间的缝隙，该缝隙的厚度制作时不容易保证，并且施工时为了将内部混凝土或砂浆灌实，需 要对支撑进行振动，这样很容易破坏芯板表面的脱粘结材料；
4. 制作加工质量不易保证，不利于支撑性能的统一和稳定。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是改变原有约束套管的结构，减轻支撑自重、使支撑能精 确加工，易保证支撑的质量。
本实用新型采用以下技术方案
一种组合套管式防屈曲耗能支撑，包括约束套管和设于约束套管中的芯板，所述约束套 管包括四根直角型钢及四块连接板，四根直角型钢围成一个约束芯板的"十"字空腔，且每 相邻两根直角型钢之间由一块连接板相连接。
优选地，所述支撑截面形状为方形，第一、第二、第三、第四直角型钢均为方钢管，分 别设于支撑的四角；第一连接板连接第一、第二直角型钢，第二连接板连接第二、第三直角 型钢；第三连接板连接第三、第四直角型钢，第四连接板连接第四、第一直角型钢。
优选地，所述支撑截面形状为方形，所述支撑截面形状为方形，第一、第二、第三、第 四直角型钢均为角钢，第一、第二连接板为槽钢，第一连接板连接第一、第二直角型钢，第 二连接板连接第三、第四直角型钢，第一连接板的端部分别通过第三、第四连接板与第二连 接板的端部连接。
优选地，所述第一、第二、第三、第四直角型钢均为角钢，第一直角型钢、第一连接板、 第二直角型钢、第二连接板、第三直角型钢、第三连接板、第四直角型钢、第四连接板依次 首尾连接。
优选地，所述芯板形状为"十"字形，由芯棒整片、固定于芯棒整片两侧的第一、第二 芯棒半片而成。
优选地，所述芯板形状为"十"字形，由两块T形型材通过填充材料连接而成。
本实用新型具有以下有益效果
1. 组合式型材构成约束套管代替了现有钢套管及灌注填充料(混凝土或砂浆等)的结构， 减小支撑自重，而且利于加工，方便了制作过程。
2. 由于型材围成了容纳并可以约束芯板的空腔，省去了在芯板表面涂抹脱粘结材料的步 骤，有利于控制芯板与套管间的缝隙。
3. 能保证制作加工质量。
图1为约束套管的第一种结构实施例(方钢管组合)。 图2为约束套管的第二种结构实施例(方钢管组合)。图3为约束套管的第三种结构实施例(角钢组合)。 图4为约束套管的第四种结构实施例(角钢与槽钢组合)。 图5为芯材的第一种结构形式(芯棒整片与芯棒半片组合)。 图6为芯材的第二种结构形式(T形型材组合)。
具体实施方式
本实用新型涉及的组合套管式支撑包括约束套管和设于约束套管中的芯板。所述约束套 管为组合式套管，包括四根直角型钢及四块连接板，四根直角型钢围成一个约束芯板的"十" 字空腔l，且每相邻两根直角型钢之间由一块连接板相连接。组合套管可有多种结构形式。
如图l、图2，支撑截面形状为方形，第一、第二、第三、第四直角型钢21、 22、 23、 24 均为方钢管，分别设于支撑的四角；第一连接板25连接第一、第二直角型钢21、 22，第二连 接板26连接第二、第三直角型钢22、 23;第三连接板27连接第三、第四直角型钢23、 24， 第四连接板28连接第四、第一直角型钢24、 21，所述第一、第二、第三、第四直角型钢21、
22、 23、 24构成约束套管的主要部分，第一、第二、第三、第四连接板25、 26、 27、 28构成 支撑的外轮廓。由上述两图可见，第一、第二、第三、第四连接板25、 26、 27、 28既可以依 次相连，以增加支撑刚度；也可以根据实际需要断开设置，减小材料用量。
如图3，支撑截面形状为方形，第一、第二、第三、第四直角型钢21、 22、 23、 24均为 角钢，第一、第二连接板25、 26为槽钢'，第一连接板25连接第一、第二直角型钢2K 22， 第二连接板26连接第三、第四直角型钢23、 24，第一连接板25的端部分别通过第三、第四 连接板27、 28与第二连接板26的端部连接，所述第一、第二、第三、第四直角型钢21、 22、
23、 24构成约束套管的主要部分，第一、第二、第三、第四连接板25、 26、 27、 28构成支撑 的外轮廓。或者直接将第一、第二连接板25、 26焊接在一起，省去第三、第四连接板27、 28。
如图4,第一、第二、第三、第四直角型钢21、 22、 23、 24均为角钢，第一型材21、第 一连接板25、第二直角型钢22、第二连接板26、第三直角型钢23、第三连接板27、第四直 角型钢24、第四连接板28依次首尾连接。也可对四块角钢另设加劲板，以增加支撑刚度。
型材与连接板之间的连接可以采用焊接，螺栓连接或围箍。
另外，在约束套管上开孔，相应地，在芯板上设置防滑装置，能防止约束套管的滑脱， 还可以实现芯板的多段屈服或定段屈服。
所述芯板既可以是同一材料，也可以是型钢组合而成。其形状可以是"十"字形，见图5，由芯棒整片31、固定于芯棒整片31两侧的第一、第二芯棒半片32、 33而成；也可以是两 块形状相同的T形型材34、 35通过粘结材料连接而成(组合形状也是"十"字形，见图6)。
本实用新型由于采用组合式型材构成约束套管，代替了现有钢套管及灌注填充料(混凝 土或砂浆等)的结构，减小支撑自重，而且利于加工，方便了制作过程。另外，由于型材围 成了容纳并可以约束芯板的"十"字空腔，省去了在芯板表面涂抹脱粘结材料的步骤，有利 于控制芯板与套管间的缝隙，保证了制作加工质量。
权利要求1.一种组合套管式防屈曲耗能支撑，包括约束套管和设于约束套管中的芯板，其特征是所述约束套管包括四根直角型钢及四块连接板，四根直角型钢围成一个约束芯板的“十”字空腔(1)，且每相邻两根直角型钢之间由一块连接板相连接。
2. 根据权利要求1所述的组合套管式防屈曲耗能支撑，其特征是所述支撑截面形状为方形，第一、第二、第三、第四直角型钢(21， 22， 23， 24)均为方钢管，分别设于支撑的四角； 第一连接板(25)连接第一、第二直角型钢(21, 22)，第二连接板(26)连接第二、第 三直角型钢(22， 23);第三连接板(27)连接第三、第四直角型钢(23， 24)，第四连接 板(28)连接第四、第一直角型钢(24， 21)。
3. 根据权利要求1所述的组合套管式防屈曲耗能支撑，其特征是所述支撑截面形状为方形， 第一、第二、第三、第四直角型钢(21， 22， 23， 24)均为角钢，第一、第二连接板(25， 26)为槽钢，第一连接板(25)连接第一、第二直角型钢(21， 22)，第二连接板(26) 连接第三、第四直角型钢(23， 24)，第一连接板(25)的端部分别通过第三、第四连接 板(27， 28)与第二连接板(26)的端部连接。
4. 根据权利要求l所述的组合套管式防屈曲耗能支撑，其特征是所述第一、第二、第三、 第四直角型钢(21， 22， 23， 24)均为角钢，第一直角型钢(21)、第一连接板(25)、第 二直角型钢(22)、第二连接板(26)、第三直角型钢(23)、第三连接板(27)、第四直角 型钢(24)、第四连接板(28)依次首尾连接。
5. 根据权利要求l所述的组合套管式防屈曲耗能支撑，其特征是所述芯板形状为"十"字 形，由芯棒整片(31)、固定于芯棒整片(31)两侧的第一、第二芯棒半片(32， 33)而 成。
6. 根据权利要求l所述的组合套管式防屈曲耗能支撑，其特征是所述芯板形状为"十"字形，由两块T形型材(34， 35)通过填充材料连接而成。
专利摘要本实用新型公开了一种组合套管式防屈曲耗能支撑。包括约束套管和设于约束套管中的芯板，所述约束套管包括四根直角型钢及四块连接板，四根直角型钢围成一个约束芯板的“十”字空腔，且每相邻两根直角型钢之间由一块连接板相连接。本实用新型由于采用组合式型材构成约束套管，代替了现有钢套管及灌注填充料(混凝土或砂浆等)的结构，减小支撑自重，而且利于加工，方便了制作过程。另外，由于型材围成了容纳并可以约束芯板的“十”字空腔，省去了在芯板表面涂抹脱粘结材料的步骤，有利于控制芯板与套管间的缝隙，保证了制作加工质量。
文档编号E04B1/98GK201351317SQ20082015706
公开日2009年11月25日 申请日期2008年12月12日 优先权日2008年12月12日
发明者徐继东, 陈明中, 黄坤耀 申请人:上海维固工程实业有限公司