一种抗震耗能型屈曲构件制造技术

一种抗震耗能型屈曲构件，包括外部圆钢管和内核芯，内核心包括内钢管，内钢管套设在外部圆钢管内，内钢管内壁上设置有内侧塑料层，内钢管外壁上设置有外侧塑料层；通过螺柱将内核芯与外部圆钢管连接为整体；内钢管内以及内钢管与外部圆钢管之间填充有混凝土。本实用新型专利技术相比于传统的屈曲约束支撑，抗震耗能性能明显提升，外观上也更加的整洁美观，不但能够精简加工工艺，降低成本，而且能提高构件屈曲承载力，增强了建筑结构的抗震性能。外观上也更加的整洁美观。

A seismic energy dissipation buckling member

An earthquake-resistant energy-dissipating buckling member comprises an outer circular steel tube and an inner core, the inner core comprises an inner steel tube, the inner steel tube is sleeved in an outer circular steel tube, the inner steel tube is provided with an inner plastic layer on the inner wall, and the outer plastic layer is arranged on the outer wall of the inner steel tube. Concrete is filled between inner and inner steel tubes and external circular steel tubes. Compared with the traditional buckling restrained brace, the utility model has obvious improvement in seismic energy dissipation performance and more neat and beautiful appearance, which can not only simplify the processing technology, reduce the cost, but also improve the buckling capacity of components and enhance the seismic performance of the building structure. The appearance is also more neat and beautiful.

【技术实现步骤摘要】
一种抗震耗能型屈曲构件
本技术涉及建筑工程领域，具体涉及一种抗震耗能型屈曲构件。
技术介绍
屈曲约束支撑BRB(BucklingRestrainedBrace)作为一种有效的抗震耗能元件于上世纪七十年代首先在日本产生并得以运用。当时的一些日本学者成功研发了最早的墙板式防屈曲耗能支撑，即将钢板置于混凝土板中间，两者接触面上无粘结力的新型结构体系。之后日本学者又对其进行了改进，外部用钢套管内部使用内核支撑，两者之间用无粘结材料填充，并对其进行了加入不同无粘结材料的拉压试验，实验结果非常理想。九十年代美国也开始对防屈曲支撑体系进行相应的设计研究和相关试验，同时结合理论计算分析了该支撑体系较其他支撑体系的优点。进入二十世纪我国也开始了这方面的研究，清华大学的郭彦林教授对屈曲约束支撑进行了有限元分析和整体稳定性能研究并分析了约束比、内核板件宽度比、初始缺陷、间隙等参数对支撑性能的影响，同时也给出了简单的初步设计方法。同济大学的邓长根教授对屈曲约束支撑的稳定性问题做了比较深的研究。之后屈曲约束支撑在国内逐渐得到发展及应用。目前，国内的高层结构中为了提高抗震性能普遍应用了这种构件。屈曲约束支撑相比普通的支撑优势明显，它有明确的屈服承载力，滞回性能好，在大震作用下可起到“保险丝”的作用，用于保护主体结构在大震作用下不屈服或者不严重破坏，并且大震发生后，经核查，还可以方便地更换损坏的支撑。现在常用的屈曲约束支撑内核主要是“一”字型、“十”子形、“工”字形等焊接形式的内核芯，但是焊接处会有残余应力等因素造成的不良影响，降低构件的稳定性和承载力。为克服这种缺陷，可以用无缝的圆形厚壁钢管来做内芯，而且外套仍用圆形钢套管。市场上无缝圆钢管较多，涵盖不同壁厚，不同截面直径，可以直接采用，这样会使得材料的来源更加广泛易得，而且有利于加工，只需要对内芯的端部进行加工形成受力合理的连接端头即可。此外，传统的组合板焊接区会有以下不良影响：1、焊接往往导致焊接接头组织和性能改变，如控制不当会严重影响结构件的质量。2、焊缝及热影响区因工艺或操作不当会产生多种缺陷，使结构的承载能力下降。3、焊接使工件产生残余应力和变形，影响产品质量。再者内芯适当位置要设置加劲肋，这样使内芯的加工工艺也更加麻烦。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种抗震耗能型屈曲构件，保证构件端部的可靠性，不能先于构件主体破坏。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案如下：一种抗震耗能型屈曲构件，包括外部圆钢管和内核芯，内核心包括内钢管，内钢管套设在外部圆钢管内，内钢管内壁上设置有内侧塑料层，内钢管外壁上设置有外侧塑料层；通过螺柱将内核芯与外部圆钢管连接为整体；内钢管内以及内钢管与外部圆钢管之间填充有混凝土。本技术进一步的改进在于，内侧塑料层和外侧塑料层的厚度均为3～5mm。本技术进一步的改进在于，内钢管的端部设置有连接在一起的端部连接平板和四块端部加固钢板，端部连接平板上开设有螺栓孔，端部连接平板伸入到内钢管内，四块端部加固钢板与端部连接平板垂直设置；四块端部加固钢板均伸入到内钢管内部。本技术进一步的改进在于，端部连接平板伸入到内钢管内的长度与端部加固钢板伸入到内钢管内部的长度相同。本技术进一步的改进在于，端部连接平板与四个端部加固钢板通过角焊接形成组合件，组合件的6个边缘与内钢管端部通过对接焊接进行固定。本技术进一步的改进在于，内钢管长度比外部圆钢管长150～200mm。本技术进一步的改进在于，内钢管的壁厚为20～25mm。本技术进一步的改进在于，内钢管壁厚比外部圆钢管壁厚5～8mm。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：本技术通过对传统屈曲约束支撑的组合板内核芯进行改进，直接采用圆钢管作为内核芯，并对管单位端部进行细部加工形成可靠的连接端头。本技术采用无缝的圆形厚壁钢管来做内芯，而且外套仍用圆形钢套管，这样材料的来源更加广泛易得，有利于加工，只需要对内芯的端部进行加工形成受力合理的连接端头即可。本技术的特点还在于，整体外观上，都是圆形简洁美观，截面结构相比方形来说更加合理，从实际效果来看，内核芯采用圆钢管可以有效提高构件的承载力，只要保证混凝土与内核芯保持适当的距离，内核芯仍然会有屈曲性能，并且屈曲承载力会比组合板内核芯的屈曲承载力高，这样的构件在地震时表现出的性能更加理想，对建筑物的保护更加有效。内核芯端部进行专门处理，端头钢板部分深入内核芯圆管中并焊接为一体，并且进行端部加固，保证构件端部的可靠性，不能先于构件主体破坏。本技术的结构受力形式有效合理，外观简洁美观，达到了力与美的良好结合，未来在抗震结构中可大规模运用。进一步的，端部连接平板与四个端部加固钢板通过角焊接形成组合件，组合件的个边缘与内钢管端部通过对接焊接进行固定，克服了组合板焊接区的不良影响，提高了内核芯的屈曲承载力，更加有利于抗震。进一步的，内钢管的端部设置有相连接的端部连接平板和四块端部加固钢板，端部连接平板伸入到内钢管内，四块端部加固钢板与端部连接平板垂直设置；四块端部加固钢板均伸入到内钢管内部。端部的加工工作量比传统的屈曲约束支撑要少很多，但加工工艺难度有些增大，尤其对焊接的要求比较严格，这是实际操作过程中的一个挑战点。本技术可节省了许多工作量，降低了制作成本，拥有非常广阔的市场前景。附图说明图1为屈曲支撑构件整体示意图。图2为螺柱示意图。图3为外部圆套管示意图。图4为内核芯示意图。图5为屈曲支撑构件主视图。图6为图5中沿A-A线的剖视图。图7为图5中沿B-B线的剖视图。图8为图5中沿C-C线的剖视图。图9为角焊接局部示意图。图中，1为端部连接平板，2为固定螺栓孔，3为内钢管，4为混凝土，5为螺柱，6为外部圆钢管，7为外钢管螺柱孔，8为内钢管螺柱孔，9为内侧塑料层，10为端部加固钢板，11为外侧塑料层，12为角焊接处，13为对接焊接处。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术提供的一种抗震耗能型屈曲构件，其结构如图1所示，主要由内核芯(包括端部连接平板1，内钢管3，端部加固钢板10)、外部圆钢管6和混凝土4(浇筑类型)构成，此外还有连接内核芯与外部圆钢管6的螺柱5以及内钢管3内外侧的塑料层。具体的，参见图1、图2和图3，本技术包括外部圆钢管6和内核芯，内核心包括内钢管3，内钢管3套设在外部圆钢管6内，并且内钢管3与外部圆钢管6平行设置，内钢管3内壁上设置有内侧塑料层9，内钢管3外壁上设置有外侧塑料层11，并且内侧塑料层9和外侧塑料层11的厚度均为3～5mm。内侧塑料层9、外侧塑料层11和内钢管3形成缓冲层，通过螺柱5将内核芯与外部圆钢管6连接为整体。在外部圆钢管6的三等分点处开设外钢管螺柱孔7。参见图1、图4、图5、图6、图7、图8和图9，内钢管3的端部设置有端部连接平板1和两块端部加固钢板10，端部连接平板1上开设有螺栓孔2，通过螺栓穿过螺栓孔将构件整体与建筑结构相连，端部连接平板1伸入到内钢管3内，端部加固钢板10与端部连接平板1垂直设置。两块端部加固钢板10平行设置，并且两块端部加固钢板10均伸入到内钢管3内部，并且端部连接平板1深入到内钢管3内的长度与端部加固钢板10伸入到内钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗震耗能型屈曲构件，其特征在于，包括外部圆钢管(6)和内核芯，内核心包括内钢管(3)，内钢管(3)套设在外部圆钢管(6)内，内钢管(3)内壁上设置有内侧塑料层(9)，内钢管(3)外壁上设置有外侧塑料层(11)；通过螺柱(5)将内核芯与外部圆钢管(6)连接为整体；内钢管(3)内以及内钢管(3)与外部圆钢管(6)之间填充有混凝土(4)。

【技术特征摘要】
1.一种抗震耗能型屈曲构件，其特征在于，包括外部圆钢管(6)和内核芯，内核心包括内钢管(3)，内钢管(3)套设在外部圆钢管(6)内，内钢管(3)内壁上设置有内侧塑料层(9)，内钢管(3)外壁上设置有外侧塑料层(11)；通过螺柱(5)将内核芯与外部圆钢管(6)连接为整体；内钢管(3)内以及内钢管(3)与外部圆钢管(6)之间填充有混凝土(4)。2.根据权利要求1所述的一种抗震耗能型屈曲构件，其特征在于，内侧塑料层(9)和外侧塑料层(11)的厚度均为3～5mm。3.根据权利要求1所述的一种抗震耗能型屈曲构件，其特征在于，内钢管(3)的端部设置有连接在一起的端部连接平板(1)和四块端部加固钢板(10)，端部连接平板(1)上开设有螺栓孔(2)，端部连接平板(1)伸入到内钢管(3)内，四块端部加固钢板(10)与端部连接平板(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊生，杨政，桂从文，岳炎超，张廷玉，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61