既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及了防屈曲支撑装置，特别是一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置。
【背景技术】
[0002]20世纪90年代以前，传统的结构抗震方法是通过主体结构局部屈服耗散地震能量，如梁铰机制等，这种抗震耗能方式导致结构主体破坏，严重增加了震后修复难度和成本，不利于结构的震后修复。自日本阪神地震与美国北岭地震后，防屈曲支撑作为一种性能优越的消能减震构件，在日本、美国等多震的发达国家得到了快速的推广应用，在我国的研究也处于发展阶段。防屈曲支撑通过在核心部件外包裹约束部件来限制核心部件的弯曲变形，由核心部件拉压塑性变形耗散地震能量，在小震作用下相当于普通的中心支撑，给结构提供足够的侧向刚度，在中等和较大地震作用下相当于金属阻尼器而耗散能量，如此既提高了结构的延性又充分发挥了支撑的耗能作用，使主体结构在地震作用下不会破坏或者破坏较小，是一种较为理想的抗震耗能方式。
[0003]目前，防屈曲支撑的截面种类按照外围约束部件以及组合情况可以分为三类:钢筋混凝土外围约束截面，钢与混凝土组合外围约束截面和全钢外围约束截面。采用钢筋混凝土外围约束截面或钢与混凝土组合外围约束截面，其存在的问题有:(1)构件制作精度要求高，导致制作费用增加，特别在浇注混凝土时，很难保证内核构件与外围约束构件之间的预留间隙满足精度方面的要求；(2)浇注混凝土等湿作业给构件制作与施工带来了影响，其精度控制难度大；(3)涂装在内核构件表面的隔离材料多采用环氧树脂，品种单一，其耐久性差，易于从内核表面脱离。对于约束部件精度要求较高的防屈曲支撑，一般采用全钢外围约束截面。
[0004]防屈曲支撑的核心受力部件一般是由屈服点较低的钢材制成，截面形式有一字型、十字型和圆管型截面等。
[0005]现阶段，采用圆管作为核心受力部件的防屈曲支撑，考虑到约束精度、自重和外观的要求，一般也采用圆管作为约束部件，但这会影响到防屈曲支撑的加工和性能:
[0006]首先，防屈曲支撑核心部件和约束部件之间一般会预留一定的间隙，而间隙的大小是由构件受压膨胀等决定。然而，对于圆管作为约束部件的防屈曲支撑，市场上现有的圆钢管很难满足核心受力管和约束管之间良好匹配关系，如果定制钢管，则代价会更大。
[0007]其次，作为轴向受压的核心受力圆管，不仅会有因轴向压缩而产生的压应变，还有因扭转而产生的剪应变，约束圆管不能抑制核心受力圆管的扭转变形，而剪应变的存在将导致核心受力部件局部应变增大，降低防屈曲支撑的疲劳性能。
[0008]此外，采用双重、三重圆管防屈曲支撑与主体结构的连接方式，一般在核心管端部焊接一块端板，通过端板与主体结构相连，连接方式较为单一。
[0009]而现有的防屈曲支撑装置，重量大，其变形不能自动恢复。
【发明内容】
[0010]本实用新型的发明目的是克服现有问题，而提供一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置。
[0011]为了完成本实用新型的实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0012]本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，它包括:圆形外管、十字架、挡板和端板，其中:所述十字架为记忆合金，十字架装在圆形外管内并从圆形外管伸出，十字架的两端穿过挡板并固定在端板上，挡板固定在圆形外管的两端，在圆形外管、十字架和两个挡板所围成的空间内充有填充物，端板的径向宽度大于圆形外管的直径；
[0013]本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其中:所述圆形外管为FRP材料的管子；
[0014]本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其中:所述FRP材料为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维；
[0015]本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其中:所述圆形外管的横截面形状为圆形或正方形或长方形；
[0016]本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其中:所述端板为十字形钢板，十字架通过焊接固定在端板上，端板上有连接孔；
[0017]本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其中:所述挡板通过螺钉固定在圆形外管的两端；
[0018]本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其中:所述填充物为EPS材料；
[0019]本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其中:所述EPS材料为聚乙烯泡沫材料。
[0020]本实用新型具有以下优点:
[0021]1、当支撑受到轴向压力的时候，在圆形外管发生微小扭转后，记忆十字架限制了圆形外管的进一步扭转，避免了圆形外管由于严重的扭转引起过大的剪应变导致局部应变过大，变形可以自动恢复，支撑的疲劳性能降低。
[0022]2、端板布置在端部，让防屈曲支撑与主体结构的连接方式可以灵活多变，方便设
i+o
[0023]3、所有钢部件均可在工厂制作，加工精度更易控制。
[0024]4、圆形外管为FRP材料，填充物为聚乙烯泡沫的EPS材料，减少了支撑装置的重量。
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型的既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置的局部剖面示意图，其中圆形外管外部的端板和十字架没有剖开；
[0026]图2为图1A-A处尚]面不意图；
[0027]图3为挡板的侧向示意图；
[0028]图4为图1B-B处侧向剖面示意图；
[0029]在图1至图4中，标号1为圆形外管；标号2为十字架；标号3为挡板；标号4为填充物；标号5为端板，标号6为连接孔。
【具体实施方式】
[0030]如图1至图4所示，本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置包括:圆形外管1、十字架2、挡板3和端板5，圆形外管1为FRP材料的管子，FRP材料为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维。十字架2为记忆合金，十字架2装在圆形外管1内并从圆形外管1伸出，端板5为十字形钢板，端板5上有连接孔6。十字架2的两端穿过挡板3并焊接在端板5上，挡板3通过螺钉固定在圆形外管1的两端。在圆形外管
1、十字架2和两个挡板3所围成的空间内充有填充物4，填充物4为聚乙烯泡沫的EPS材料，端板5的径向宽度大于圆形外管1的直径。
[0031]上述实施方式说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何本领域技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下，可以对上述实施方式进行任何修饰与改变。因此，本实用新型的权利保护范围，应如权利要求书所列。
【主权项】
1.一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，它包括:圆形外管(1)、十字架(2)、挡板(3)和端板(5)，其特征在于:所述十字架(2)为记忆合金，十字架(2)装在圆形外管(1)内并从圆形外管(1)伸出，十字架(2)的两端穿过挡板(3)并固定在端板(5)上，挡板(3)固定在圆形外管(1)的两端，在圆形外管(1)、十字架(2)和两个挡板(3)所围成的空间内充有填充物(4)，端板(5)的径向宽度大于圆形外管⑴的直径。2.如权利要求1所述的既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其特征在于:所述圆形外管(1)为FRP材料的管子。3.如权利要求2所述的既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其特征在于:所述FRP材料为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维。4.如权利要求3所述的既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其特征在于:所述端板(5)为十字形钢板，十字架(2)通过焊接固定在端板(5)上，端板(5)上有连接孔⑶。5.如权利要求4所述的既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其特征在于:所述挡板(3)通过螺钉固定在圆形外管(1)的两端。6.如权利要求5所述的既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其特征在于:所述填充物⑷为EPS材料。
【专利摘要】本实用新型涉及一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，它包括：圆形外管(1)、十字架(2)、挡板(3)和端板(5)，十字架(2)为记忆合金，十字架(2)装在圆形外管(1)内并从圆形外管(1)伸出，十字架(2)的两端穿过挡板(3)并固定在端板(5)上，挡板(3)固定在圆形外管(1)的两端，在圆形外管(1)、十字架(2)和两个挡板(3)所围成的空间内充有填充物(4),端板(5)的径向宽度大于圆形外管(1)的直径，圆形外管为FRP材料，填充物为聚乙烯泡沫的EPS材料，减少了支撑装置的重量。
【IPC分类】E04B1/98
【公开号】CN205100384
【申请号】CN201520522683
【发明人】曾滨, 刘德军, 许庆
【申请人】中冶建筑研究总院有限公司, 中国京冶工程技术有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年7月17日