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一种装配式大尺度防屈曲支撑构件制造技术

技术编号:20090901 阅读:22 留言:0更新日期:2019-01-15 10:05
本发明专利技术公开了一种装配式大尺度防屈曲支撑构件,包括子防屈曲支撑和连接节点,子防屈曲支撑以其设置位置和盖板类型分为端部子防屈曲支撑和中部子防屈曲支撑,所述连接节点用于连接各子防屈曲支撑。本发明专利技术的子防屈曲支撑间的连接段通过拼接角钢得以加强,保证了轴力的有效传递,可以使得每个子防屈曲支撑均屈服耗能;耗能内芯采用螺栓连接,避免了焊接产生的应力集中、焊接残余应力和焊接残余变形带来的不利影响,一字形内芯的设计强度得到保证,且低周疲劳性能得到有效改善。同时,本发明专利技术可分段设计、制作、拼装,方便运输,突破了板材和型钢规格的限制。

【技术实现步骤摘要】
一种装配式大尺度防屈曲支撑构件
本专利技术属于一种土木工程领域,具体涉及一种装配式大尺度防屈曲支撑构件。
技术介绍
传统的结构抗震方法多为提高自身强度和刚度,利用结构构件自身耗能来耗散地震能量。近年来,利用非结构构件来耗散地震能量逐渐被采用,防屈曲支撑以其优越的抗震性能而被广泛应用。设计良好的防屈曲支撑即可像普通支撑一样提供抗侧刚度以减小结构在地震作用下的位移,又可先于结构构件屈服耗散地震能量。因而,防屈曲支撑被广泛应用于既有建筑加固和新建建筑中。目前,防屈曲支撑多应用于框架结构的办公楼、学校、住宅和医院等建筑物,这些建筑物的开间进深尺寸较小,支撑长度多集中在3~10米。社会的发展对防屈曲支撑尺寸提出了新的需求,同时特殊工业建筑以及一些生命线工程也迫切需要引入防屈曲支撑这一高耗能技术来保证其性能,这种防屈曲支撑的长度往往大于10米,甚至可能达到40~50米,如天津117大厦安装的防屈曲支撑。因此,大跨度超长尺寸的防屈曲支撑成为社会发展的必然需求。受制作防屈曲支撑的板材、型钢等限制,大跨度超长尺寸的防屈曲支撑需分段制作,且各段之间采用焊接的形式拼装,这种工艺制作的防屈曲支撑会造成以下问题:1、焊接会产生应力集中,从而使防屈曲支撑内芯焊接部位的应力比名义应力大,这将削弱防屈曲支撑的低周疲劳性能;2、焊接过程中防屈曲支撑内芯受热不均匀,焊缝位置的温度比较高,易造成局部出现塑性变形,冷却后出现残余应力,而残余应力的存在将改变防屈曲支撑内芯的设计强度,进而影响防屈曲支撑的滞回性能;3、防屈曲支撑作为一种轴心受力构件存在,焊接残余应力将降低其受压稳定承载能力。此外,现有防屈曲支撑尚存在屈服部位不明确,设计期望性能与实际工作性能差异较大的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处,提供了一种装配式大尺度防屈曲支撑构件,解决了上述
技术介绍
中大跨度超长尺寸防屈曲支撑的性能等问题,包括大跨度超长尺寸防屈曲支撑焊接拼装产生的应力集中、焊接残余应力和焊接残余变形而引起的防屈曲支撑低周疲劳性能和受压稳定承载力被削弱、内芯设计屈服强度无法保证等问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:提供了一种装配式大尺度防屈曲支撑构件,包括至少二子防屈曲支撑,和用于连接所述子防屈曲支撑的连接节点;所述子防屈曲支撑包括一字形内芯和方钢管约束件,所述一字形内芯沿方钢管约束件的对角线设置于方钢管约束件内,所述一字形内芯包括若干内芯单元,所述内芯单元具有由两端向中部宽度逐渐减小的结构;所述内芯单元还包括限位卡,所述限位卡设置于内芯单元两端的最宽处,并沿其宽度方向向外延伸。在本专利技术一较佳实施例中,所述子防屈曲支撑的端部盖设有端部盖板或中部盖板,所述端部盖板上开设有十字形孔,所述中部盖板上开设有一字形孔,所述一字形内芯穿过端部盖板或中部盖板,裸露于方钢管约束件的两端。在本专利技术一较佳实施例中,所述子防屈曲支撑包括端部子防屈曲支撑;所述端部子防屈曲支撑的一端设端部盖板,另一端设中部盖板,所述一字形内芯于端部盖板处锁接有端部连接件,所述端部连接件插入端部盖板与一字形内芯拼接形成“十”字形。在本专利技术一较佳实施例中,所述子防屈曲支撑还包括中部子防屈曲支撑;所述中部子防屈曲支撑的两端均设置为中部盖板。在本专利技术一较佳实施例中,所述连接节点包括角钢连接件和角钢约束件;所述角钢连接件数量为四,锁接于相邻两个一字形内芯,并背对背拼接形成截面为“十”字型的内芯;所述角钢约束件数量为二,设置于角钢连接件外围并与方钢管约束件焊接形成一整体。在本专利技术一较佳实施例中,所述角钢连接件的两端与中部盖板间留有一定间隙。在本专利技术一较佳实施例中,所述限位卡外周包裹有橡胶。在本专利技术一较佳实施例中,所述一字形内芯与方钢管约束件间的空隙填充有混凝土。在本专利技术一较佳实施例中,所述一字形内芯的两端设有连接部,所述连接部开设有螺栓孔。在本专利技术一较佳实施例中,所述一字形内芯与角钢连接件之间通过高强螺栓锁接。本技术方案与
技术介绍
相比,它具有如下优点:1.本方案由子防屈曲支撑组成整体支撑,且子防屈曲支撑间的连接节点通过角钢连接件得以加强,保证了轴力的有效传递,可以使得每个子防屈曲支撑均屈服耗能;2.各耗能部位分段工作,即使某一子防屈曲支撑的内芯发生断裂,整体支撑依然可以继续承受轴力,其余子防屈曲支撑依然可以继续正常工作,耗散能量;3.耗能内芯间采用螺栓连接,避免了焊接产生的应力集中、焊接残余应力和焊接残余变形带来的不利影响,一字形内芯的设计强度得到保证,且低周疲劳性能得到有效改善;4.各子防屈曲支撑的一字形内芯是带有多个限位卡的变宽度软钢钢板,屈服部位明确,可产生多波屈曲,子防屈曲支撑和整体支撑构件的耗能能力得到了有效地提高;5.子防屈曲支撑的一字形内芯受到混凝土的有效约束,内芯的稳定性和受压承载力得到保障;6.整体支撑构件可分段设计、制作、拼装,方便运输,突破了板材和型钢规格的限制。附图说明图1为支撑构件结构示意图。图2为支撑构件沿方钢管约束件对角线的剖视图。图3为支撑构件沿方钢管约束件对称轴的剖视图。图4为图2中S处放大示意图。图5为图2中各截面示意图;其中图5-1为A-A截面示意图,图5-2为B-B截面示意图,图5-3为C-C截面示意图,图5-4为D-D截面示意图,图5-5为E-E截面示意图。图6为子防屈曲支撑装配过程示意图。图7为支撑构件装配过程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例具体说明本专利技术的内容:实施例1请查阅图1-5,本实施例的一种装配式大尺度防屈曲支撑构件,包括至少二子防屈曲支撑,和用于连接所述子防屈曲支撑的连接节点;所述子防屈曲支撑包括一字形内芯1和方钢管约束件2,所述一字形内芯1沿方钢管约束件2的对角线设置于方钢管约束件2内,所述一字形内芯1包括若干内芯单元,所述内芯单元具有由两端向中部宽度逐渐减小的结构,因此在轴向力作用下,子防屈曲支撑可实现分段屈服,且屈服部位可控,从而改善了防屈曲支撑的耗能能力;所述内芯单元还包括限位卡15,所述限位卡15设置于内芯单元两端的最宽处,并沿其宽度方向向外延伸;本实施例的内芯单元上下两侧均设有限位卡15;一字形内芯1在限位卡15处的宽度最大,为避免一字形内芯1由于泊松效应带来的横向变形对约束构件产生过度挤压,一字形内芯1在限位卡15处与方钢管约束件2之间应预留一定的间隙,确定间隙值时应考虑支撑安装的角度、框架的高度以及框架的侧向位移等因素。请查阅图4,在相邻两个限位卡15之间,一字形内芯1的截面宽度逐渐减小,且宽度减小尺寸d1应根据设计需要确定,以避免由于d1数值较大,造成局部变形集中,进而影响疲劳寿命和支撑的极限变形能力。所述子防屈曲支撑的端部盖设有端部盖板3或中部盖板5,所述端部盖板3上开设有十字形孔,所述中部盖板5上开设有一字形孔,所述一字形内芯1穿过端部盖板3或中部盖板5,裸露于方钢管约束件2的两端。一字形内芯1通过端部盖板3或中部盖板5在子防屈曲支撑内定位,为方便连接,所述一字形内芯1的两端设有连接部,所述连接部开设有螺栓孔,所述连接部裸露于方钢管约束件的两端,端部连接件与连接部拼接形成十字形截面处的螺栓孔方便与外部结构连接,各个构件可单独设计、加工、运输并在现场拼接安装。在本实施例中,一字形内芯1外包裹无粘结材料本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种装配式大尺度防屈曲支撑构件,其特征在于:包括至少二子防屈曲支撑,和用于连接所述子防屈曲支撑的连接节点;所述子防屈曲支撑包括一字形内芯和方钢管约束件,所述一字形内芯沿方钢管约束件的对角线设置于方钢管约束件内,所述一字形内芯包括若干内芯单元,所述内芯单元具有由两端向中部宽度逐渐减小的结构;所述内芯单元还包括限位卡,所述限位卡设置于内芯单元两端的最宽处,并沿其宽度方向向外延伸。

【技术特征摘要】
1.一种装配式大尺度防屈曲支撑构件,其特征在于:包括至少二子防屈曲支撑,和用于连接所述子防屈曲支撑的连接节点;所述子防屈曲支撑包括一字形内芯和方钢管约束件,所述一字形内芯沿方钢管约束件的对角线设置于方钢管约束件内,所述一字形内芯包括若干内芯单元,所述内芯单元具有由两端向中部宽度逐渐减小的结构;所述内芯单元还包括限位卡,所述限位卡设置于内芯单元两端的最宽处,并沿其宽度方向向外延伸。2.根据权利要求1所述的一种装配式大尺度防屈曲支撑构件,其特征在于:所述子防屈曲支撑的端部盖设有端部盖板或中部盖板,所述端部盖板上开设有十字形孔,所述中部盖板上开设有一字形孔,所述一字形内芯穿过端部盖板或中部盖板,裸露于方钢管约束件的两端。3.根据权利要求2所述的一种装配式大尺度防屈曲支撑构件,其特征在于:所述子防屈曲支撑包括端部子防屈曲支撑;所述端部子防屈曲支撑的一端设端部盖板,另一端设中部盖板,所述一字形内芯于端部盖板处锁接有端部连接件,所述端部连接件插入端部盖板与一字形内芯拼接形成“十”字形。4.根据权利要求3所述的一种装配式大尺度防屈曲支撑构件...

【专利技术属性】
技术研发人员:宁西占李伟吴斌
申请(专利权)人:华侨大学
类型:发明
国别省市:福建,35

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