一种双口径耗能方钢管支撑构件的制作方法

本发明属于建筑结构振动控制领域，特别是涉及一种双口径耗能方钢管支撑构件。

背景技术

地震灾害具有突发性和毁灭性，严重威胁着人类生命、财产的安全。世界上每年发生破坏性地震近千次，一次大地震可引起上千亿美元的经济损失，导致几十万人死亡或严重伤残。我国地处世界上两个最活跃的地震带上，是遭受地震灾害最严重的国家之一，地震造成的人员伤亡居世界首位，经济损失也十分巨大。地震中建筑物的大量破坏与倒塌，是造成地震灾害的直接原因。地震发生时，地面振动引起结构的地震反应。对于基础固接于地面的建筑结构物，其反应沿着高度从下到上逐层放大。由于结构物某部位的地震反应(加速度、速度或位移)过大，使主体承重结构严重破坏甚至倒塌；或虽然主体结构未破坏，但建筑饰面、装修或其它非结构配件等毁坏而导致严重损失；或室内昂贵仪器、设备破坏导致严重的损失或次生灾害。为了避免上述灾害的发生，人们必须对结构体系的地震反应进行控制，并消除结构体系的“放大器”作用，结构消能减振技术是把结构的某些非承重构件(如剪力墙、连接件等)设计成消能杆件，或在结构的某些部位(层间空间、节点、连接缝等)安装消能装置。在小风或小震时，这些消能杆件(或消能装置)和结构本身具有足够的侧向刚度以满足使用要求，结构处于弹性状态；当出现大震或大风时，随着结构侧向变形的增大，消能构件或消能装置率先开始工作，产生较大阻尼，大量消耗输入结构的地震或风振能量，使结构的动能或弹性势能等能量转化成热能等形式耗散掉，迅速衰减结构的地震或风振反应(位移、速度、加速度等)，使主体结构避免出现明显的非弹性状态，保护主体结构及构件在强震或大风中免遭破坏。因为地震等原因传输给建筑结构的外部能量，是结构产生振动的根源，所以在结构中设置耗能装置，增加耗能量，将会减少结构的振动反应。目前研究开发的防屈曲耗能构件的约束混凝土容易被压碎而失去了约束与防屈曲作用，致使其耗能能力大幅降低。因此，一些耗能构件制造工艺，耗能性能等仍需要进一步改进。

技术实现要素：

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种双口径耗能方钢管支撑构件，具有多方向耗能作用，能够相互协调，使建筑拥有良好的抗震性能、延性和滞回耗能能力。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种双口径耗能方钢管支撑构件，包括内小口径耗能方钢管、耗能肋、内设椭圆孔、发泡铝耗能板、上连接板、连接板螺孔、铅销孔、下连接板、铅销、外大口径固定耗能方钢管、耗能填充材料和十字耗能肋，一种双口径耗能方钢管支撑构件的上下两端分别设置上连接板和下连接板，在上连接板和下连接板之间设置两个内小口径耗能方钢管，并在两个内小口径耗能方钢管的外侧采用铅销和外大口径固定耗能方钢管对两个内小口径耗能方钢管进行连接；在内小口径耗能方钢管的内部设置发泡铝耗能板，在发泡铝耗能板、上连接板和下连接板围成的结构内填充耗能填充材料，并在发泡铝耗能板、上连接板和下连接板围成的结构内设置十字耗能肋，十字耗能肋的上、下两端分别和上连接板、下连接板固定连接，内小口径耗能方钢管为四面体结构，内小口径耗能方钢管的每面上下两侧分别设置一行铅销孔，在两行铅销孔之间设置两行内设椭圆孔，并且在相邻的内设椭圆孔和内设椭圆孔之间设置耗能肋；外大口径固定耗能方钢管为四面体结构，在外大口径固定耗能方钢管的每面的中部设置一行内设椭圆孔，在外大口径固定耗能方钢管的每面的上部、下部分别设置两行铅销孔，在两行铅销孔之间设置两行内设椭圆孔，并且在相邻的内设椭圆孔和内设椭圆孔之间设置耗能肋，在上连接板和下连接板的外圈分别开设若干连接板螺孔。

进一步地，所述的铅销的尺寸依据铅销孔的尺寸进行设置。

进一步地，在所述的上连接板和下连接板的外圈分别等间距开设若干连接板螺孔。

进一步地，所述的内小口径耗能方钢管采用低屈服点钢板制作而成。

进一步地，外大口径固定耗能方钢管采用低屈服点钢板制作而成。

进一步地，所述的耗能填充材料采用聚氨酯泡沫填充而成。

本发明的有益效果是:

本发明的有益效果是初始刚度较大、钢材屈服面积大、耗能效果好，采用铅销和外大口径固定耗能方钢管对两个内小口径耗能方钢管进行连接的结构设计，当支撑构件受到竖直方向拉动时，上连接板和下连接板可带动内小口径耗能方钢管变形耗能，内小口径耗能方钢管可带动外大口径固定耗能方钢管变形耗能，当支撑构件受到竖直方向挤压时，内小口径耗能方钢管可发生挤压变形耗能，上连接板和下连接板可对十字耗能肋进行挤压变形耗能，当支撑构件受到水平方向剪切作用时，发泡铝耗能板可对耗能填充材料进行挤压变形耗能，使得本发明结构具有多方向耗能作用，能够相互协调，在正常状态下使用时能够增大建筑结构的整体刚度，在遇到地震时，能够减少建筑结构的地震反应，使其拥有良好的抗震性能、延性和滞回耗能能力。

附图说明

图1为本发明一种双口径耗能方钢管支撑构件正视和侧视示意图。

图2为本发明一种双口径耗能方钢管支撑构件俯视示意图。

图3为图1的a-a剖面示意图。

图4为内小口径耗能方钢管的正视和侧视示意图。

图5为外大口径固定耗能方钢管的正视和侧视示意图。

图6为上连接板、下连接板和两个内小口径耗能方钢管布置的正视和侧视示意图。

图中：1为内小口径耗能方钢管；2为耗能肋；3为内设椭圆孔；4为发泡铝耗能板；5为上连接板；6为连接板螺孔；7为铅销孔；8为下连接板；9为铅销；10为外大口径固定耗能方钢管；11为耗能填充材料；12为十字耗能肋。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例：如图1～6所示，一种双口径耗能方钢管支撑构件，包括内小口径耗能方钢管1、耗能肋2、内设椭圆孔3、发泡铝耗能板4、上连接板5、连接板螺孔6、铅销孔7、下连接板8、铅销9、外大口径固定耗能方钢管10、耗能填充材料11和十字耗能肋12，其特征在于：

一种双口径耗能方钢管支撑构件的上下两端分别设置上连接板5和下连接板8，在上连接板5和下连接板8之间设置两个内小口径耗能方钢管1，并在两个内小口径耗能方钢管1的外侧采用铅销9和外大口径固定耗能方钢管10对两个内小口径耗能方钢管1进行连接；在内小口径耗能方钢管1的内部设置发泡铝耗能板4，在发泡铝耗能板4、上连接板5和下连接板8围成的结构内填充耗能填充材料11，并在发泡铝耗能板4、上连接板5和下连接板8围成的结构内设置十字耗能肋12，十字耗能肋12的上、下两端分别和上连接板5、下连接板8固定连接，内小口径耗能方钢管1为四面体结构，每面上下两侧分别设置一行铅销孔7，在两行铅销孔7之间设置两行内设椭圆孔3，并且在相邻的内设椭圆孔3和内设椭圆孔3之间设置耗能肋2；外大口径固定耗能方钢管10为四面体结构，在外大口径固定耗能方钢管10的每面的中部设置一行内设椭圆孔3，在外大口径固定耗能方钢管10的每面的上部、下部分别设置两行铅销孔7，在两行铅销孔7之间设置两行内设椭圆孔3，并且在相邻的内设椭圆孔3和内设椭圆孔3之间设置耗能肋2，在上连接板5和下连接板8的外圈分别开设若干连接板螺孔6。

所述的铅销9的尺寸依据铅销孔7的尺寸进行设置；所述的上连接板5和下连接板8的外圈分别等间距开设若干连接板螺孔6；所述的内小口径耗能方钢管1采用低屈服点钢板制作而成；外大口径固定耗能方钢管10采用低屈服点钢板制作而成；所述的耗能填充材料11采用聚氨酯泡沫填充而成。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。