一种波纹钢管混凝土防屈曲支撑装置的制作方法

文档序号:11584395阅读:288来源:国知局

本发明涉及一种无粘结防屈曲支撑,具体涉及一种波纹钢管混凝土防屈曲支撑装置。



背景技术:

防屈曲支撑是建筑结构的耗能减震阻尼器之一,其原理是依靠内芯金属良好的轴向滞回性能,吸收大量的地震能量,从而减轻结构的地震反应。传统的钢管混凝土防屈曲支撑是在内核与外套管之间填充混凝土或砂浆,形成整体式防屈曲支撑,其内芯受到的约束较强,不易发生多波屈曲破坏,因此应用较为广泛。但目前的技术主要存在以下不足:1、外围钢管长期暴露在环境中,极易产生锈蚀,尤其对于露天的结构和一些工业建筑,即使涂抹防腐涂料,使用过程中也容易脱落,因此需要三至五年维护一次,维护成本较高;2、对于一些较高结构中的防屈曲支撑,维护难度较大;3、内核单元受压屈服后横向膨胀,会增大与混凝土之间的摩擦,从而导致塞死,阻碍内核单元继续变形和耗散能量,为了尽量避免塞死,内核与混凝土需要留有一定间歇,这就导致内核单元易受腐蚀,降低其使用年限;4、对于现有的钢管混凝土防屈曲支撑,本身钢管的约束作用较强,能满足支撑条件,所需钢管的厚度不会太厚,而为了避免外围的钢管发生局部屈曲,通常人为地提升壁厚,增加了材料成本。

综上所述,现有的钢管混凝土防屈曲支撑的内芯与外套管容易锈蚀和钢管容易局部屈曲的问题。



技术实现要素:

本发明的目的是为了解决现有的钢管混凝土防屈曲支撑容易锈蚀、定期维护难度大、维护成本高和外围钢管容易发生局部屈曲的问题,提出一种内芯采用不锈钢的镀锌波纹钢管混凝土防屈曲支撑装置。

本发明的技术方案是:一种波纹钢管混凝土防屈曲支撑装置,它包括波纹钢管、芯板、芯板套管和两个节点连接件,芯板、芯板套管和波纹钢管由内至外顺次套装,混凝土浇筑在芯板套管和波纹钢管之间,芯板的两端分别与一个节点连接件连接。

进一步地,波纹钢管为镀锌波纹钢管。

进一步地,节点连接件包括芯板铰接端和节点板连接端,芯板铰接端的下端与芯板两端中的一端焊接,芯板铰接端的上端与节点板连接端的下端连接。

进一步地,芯板与芯板套管之间间隙配合,且芯板与芯板套管之间填充润滑层。

进一步地,芯板与芯板套管的材质均为钢材。

进一步地,芯板的横截面形状为一字形、工字形或十字形。

本发明与现有的钢管混凝土防屈曲支撑相比,本发明具有以下优势:

1、本发明的外围镀锌波纹钢管1具有较强的防锈蚀能力,使用年限通常为50至100年,能满足大部分结构的使用要求,对于露天环境下的结构,维护频率较高(一般三至五年/次),而对于高度较高的工业建筑,维护难度较高,因此采用防锈的镀锌波纹钢管,可大大减少定期维护的成本。

2、现有技术为了避免外围的钢管发生局部屈曲,通常人为地提升壁厚,本发明采用波纹钢管1作为约束单元,管体自身的刚度较高,不需要通过增加壁厚来防止局部屈曲。

3、由于自身具有较高的平面刚度,波纹钢管1自身即作为模板使用,施工快捷,且能有效避免胀模问题;

4、本发明的芯板套管其自身具有一定强度和刚度,因此在施工过程中,不仅能保证自身平直度,而且对芯板起到很好的保护作用,从而保证施工质量;

5、由于波纹钢管1自身具有较高的平面刚度,在本发明防屈曲支撑的制作、运输、施工及使用过程中,可承受冲击和碰撞;

附图说明

图1是本发明整体结构示意图,其中包括波纹钢管1、芯板2、节点连接件3、芯板套管4和混凝土5。

图2是构件分解示意图,图3是节点板连接端的侧视图,图4是图3的主视图,图5是图3的轴测图,图6是芯板铰接端的侧视图,图7是图6的主视图,图8是图6的轴测图,图9是本发明横截面图。

具体实施方式

具体实施方式一:结合图1至图2说明本实施方式,本实施方式的一种波纹钢管混凝土防屈曲支撑装置,包括波纹钢管1、芯板2、芯板套管4和两个节点连接件3,芯板2、芯板套管4和波纹钢管1由内至外顺次套装,混凝土5浇筑在芯板2、芯板套管4和波纹钢管1内,芯板2的两端分别与一个节点连接件3连接。

本发明通过采用镀锌波纹钢管1来约束混凝土5和芯板套管4,从而形成芯板2的侧向支撑,芯板套管4的隔离实现芯板2和混凝土5的无粘结,使芯板2轴向自由变形耗能,从而实现施工快捷、高性能、耐腐蚀、经济环保。

具体实施方式二:结合图1至图2说明本实施方式,本实施方式的波纹钢管1为镀锌波纹钢管,芯板2为不锈钢板或钢芯。如此设置,能够起到抗侵蚀的作用,可适应恶劣环境,不需要定期的防腐维护。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三:结合图3至图9说明本实施方式,本实施方式的节点连接件3包括芯板铰接端3-1和节点板连接端3-2,芯板铰接端3-1的下端与芯板2两端中的一端连接,芯板铰接端3-1的上端与节点板连接端3-2的下端连接。如此设置,结构简单,连接方便并且牢固。其它组成和连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式四:结合图1至图2说明本实施方式,本实施方式的节点板连接端3-2上端采用螺栓连接,设置多排螺栓孔,如此设置,可方便内核单元芯板2的更换,其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五:结合图1至图2说明本实施方式,本实施方式的芯板2与芯板套管4之间间隙配合,芯板套管4材质为软质的塑料或其他人工合成材料,其内表面与芯板2之间设有润滑层。如此设置,既可以方便芯板2的插装,又可保证混凝土5与芯板2之间不产生粘结,只产生侧向的相互支撑作用。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六:结合图1说明本实施方式,本实施方式的镀锌波纹钢管1强度等级采用q235、q345、q390、q420或其他等级,芯板2的钢材采用q235、q345、q390或者q420钢材。如此设置,可满足各种设计需求。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式七:结合图1至图2说明本实施方式,本实施方式的芯板铰接端3-1的铰接头为单向转动或球铰,节点板连接端3-2与节点板的连接采用螺栓连接或焊接,其截面可采用一字型、十字形、口字形或其他截面形式。如此设置,便于安装。其它组成和连接关系与具体实施方式一至六相同。

具体实施方式八:结合图1说明本实施方式,本实施方式的填充混凝土3的强度等级为c30及以上,材料可选取普通混凝土、再生混凝土或其他材料。便于取材,成本低,同时能够满足强度。

本发明的工作过程:

本发明由镀锌波纹钢管1、芯板2、芯板节点连接件3、芯板套管4及混凝土5组成,用混凝土5填充的钢管外部为镀锌波纹钢管1,内部为芯板套管4。芯板节点连接件采用铰接连接,以避免刚性连接改变原结构的节点刚度。芯板套管4内部填充润滑油脂,以此保证芯板与外围约束构件分离,防止芯板受压屈服后横向膨胀塞死。

在地震作用下,本发明的内核芯板2承受拉、压往复的轴向力,当承受轴向压力时,芯板2可能发生多波的屈曲破坏,由于混凝土5的支撑作用,可以尽量避免芯板2的屈曲,从而只产生轴向的压缩变形来耗散能量,在压缩膨胀时,混凝土5会受到来自芯板2的侧向膨胀力,并最终由外围的波纹钢管承担。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1