内置耗能方钢管的鼓形耗能支撑制造技术

本发明专利技术涉及一种内置耗能方钢管的鼓形耗能支撑，属于建筑结构振动控制领域，采用四重筒结构拉压的耗能方式以及曲面耗能钢板、耗能方钢管和泡沫铝耗能材料相互挤压摩擦的耗能方式，能够相互协调，设置的内设椭圆孔的大耗能方钢管、内设椭圆孔的小耗能方钢管耗能效果好、钢材利用率高、屈服面积大，设置多个内设椭圆孔，形成的耗能肋不仅节省材料，而且使结构耗能更充分，无明显应力集中现象，设置的泡沫铝耗能材料耗能效果好，能使结构动能或弹性势能等能量转化成热能等形式耗散掉，具有耗能能力强、加工简单、安装方便等优点，能够用于已有工程加固维修、新建建筑抗震设计，使其拥有良好抗震性能、延性和滞回耗能能力。

【技术实现步骤摘要】
内置耗能方钢管的鼓形耗能支撑
本专利技术属于建筑结构振动控制领域，特别是涉及一种内置耗能方钢管的鼓形耗能支撑。
技术介绍
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。
技术实现思路
为了解决上述存在的技术问题，本专利技术提供一种内置耗能方钢管的鼓形耗能支撑，主要是为了开发一种抗震性能好、延性和滞回耗能能力强的耗能支撑，采用四重筒结构拉压的耗能方式以及曲面耗能钢板、耗能方钢管和泡沫铝耗能材料相互挤压摩擦的耗能方式，能够相互协调，能够用于已有工程加固维修、新建建筑抗震设计，能够有效避免建筑物在地震中出现过强的地震反应，能够有效保护建筑结构，延长寿命。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：内置耗能方钢管的鼓形耗能支撑，包括上板、下板、上板螺孔、下板螺孔、大曲面耗能钢板、内设椭圆孔的大耗能方钢管、内设椭圆孔、协调连接钢筋、耗能肋、小曲面耗能钢板、内设椭圆孔的小耗能方钢管、泡沫铝耗能材料和锁紧螺母；本专利技术采用四重筒结构，最外侧的大曲面耗能钢板采用鼓形筒，大曲面耗能钢板内侧的内设椭圆孔的大耗能方钢管采用方形筒，内设椭圆孔的大耗能方钢管内侧的小曲面耗能钢板采用鼓形筒，小曲面耗能钢板内侧的内设椭圆孔的小耗能方钢管采用方形筒，四筒同轴，大曲面耗能钢板和小曲面耗能钢板从中间至两侧的弯曲半径逐渐减小，设置协调连接钢筋分别穿过大曲面耗能钢板和内设椭圆孔的大耗能方钢管、小曲面耗能钢板和内设椭圆孔的小耗能方钢管的中点，在两端采用锁紧螺母锁紧固定，在结构的最上端设置有上板，在结构的最下端设置有下板，在上板和下板的外圈均对应开设上板螺孔和下板螺孔，在内设椭圆孔的大耗能方钢管和内设椭圆孔的小耗能方钢管的四面均设置内设椭圆孔和耗能肋，内设椭圆孔的长轴为水平方向，大曲面耗能钢板、内设椭圆孔的大耗能方钢管、小曲面耗能钢板和内设椭圆孔的小耗能方钢管的上、下两端分别与上板、下板固定连接，在上板、下板和大曲面耗能钢板围成的结构内填充泡沫铝耗能材料。进一步地，大曲面耗能钢板和小曲面耗能钢板采用低屈服点钢板制作而成。进一步地，泡沫铝耗能材料采用泡沫铝制作而成。进一步地，大曲面耗能钢板、内设椭圆孔的大耗能方钢管、小曲面耗能钢板和内设椭圆孔的小耗能方钢管的上、下两端分别与上板、下板采用焊接连接。进一步地，在上板的外圈等间距开设上板螺孔，在下板的外圈等间距开设下板螺孔。本专利技术的有益效果：本专利技术的效果和优点是具有耗能能力强、加工简单、安装方便，采用四重筒结构拉压的耗能方式以及曲面耗能钢板、耗能方钢管和泡沫铝耗能材料相互挤压摩擦的耗能方式，能够相互协调，耗能效果好、钢材利用率高、屈服面积大，设置多个内设椭圆孔，形成的耗能肋不仅节省材料，而且使结构耗能更充分，无明显应力集中现象，能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，能够用于已有工程的加固维修，也能用于新建建筑工程的抗震设计，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为内置耗能方钢管的鼓形耗能支撑平面示意图。图2为本专利技术中图1的A-A剖面图。图3为本专利技术中内设椭圆孔的大耗能方钢管的立面示意图。图4为本专利技术中内设椭圆孔的小耗能方钢管的立面示意图。图中：1为上板；2为下板；3为上板螺孔；4为下板螺孔；5为大曲面耗能钢板；6为内设椭圆孔的大耗能方钢管；7为内设椭圆孔；8为协调连接钢筋；9为耗能肋；10为小曲面耗能钢板；11为内设椭圆孔的小耗能方钢管；12为泡沫铝耗能材料；13为锁紧螺母。具体实施方式为了进一步说明本专利技术，下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细地描述，但不能将它们理解为对本专利技术保护范围的限定。实施例，如图1-图4所示，内置耗能方钢管的鼓形耗能支撑，包括上板1、下板2、上板螺孔3、下板螺孔4、大曲面耗能钢板5、内设椭圆孔的大耗能方钢管6、内设椭圆孔7、协调连接钢筋8、耗能肋9、小曲面耗能钢板10、内设椭圆孔的小耗能方钢管11、泡沫铝耗能材料12和锁紧螺母13；本专利技术采用四重筒结构，最外侧的大曲面耗能钢板5采用鼓形筒，大曲面耗能钢板5内侧的内设椭圆孔的大耗能方钢管6采用方形筒，内设椭圆孔的大耗能方钢管6内侧的小曲面耗能钢板10采用鼓形筒，小曲面耗能钢板10内侧的内设椭圆孔的小耗能方钢管11采用方形筒，四筒同轴，大曲面耗能钢板5和小曲面耗能钢板10从中间至两侧的弯曲半径逐渐减小，设置协调连接钢筋8分别穿过大曲面耗能钢板5和内设椭圆孔的大耗能方钢管6、小曲面耗能钢板10和内设椭圆孔的小耗能方钢管11的中点，在两端采用锁紧螺母13锁紧固定，在结构的最上端设置有上板1，在结构的最下端设置有下板2，在上板1和下板2的外圈均对应开设上板螺孔3和下板螺孔4，在内设椭圆孔的大耗能方钢管6和内设椭圆孔的小耗能方钢管11的四面均设置内设椭圆孔7和耗能肋9，内设椭圆孔7的长轴为水平方向，大曲面耗能钢板5、内设椭圆孔的大耗能方钢管6、小曲面耗能钢板10和内设椭圆孔的小耗能方钢管11的上、下两端分别与上板1、下板2固定连接，在上板1、下板2和大曲面耗能钢板5围成的结构内填充泡沫铝耗能材料12；大曲面耗能钢板5和小曲面耗能钢板10采用低屈服点钢板制作而成；泡沫铝耗能材料12采用泡沫铝制作而成；大曲面耗能钢板5、内设椭圆孔的大耗能方钢管6、小曲面耗能钢板10和内设椭圆孔的小耗能方钢管11的上、下两端分别与上板1、下板2采用焊接连接；在上板1的外圈等间距开设上板螺孔3，在下板2的外圈等间距开设下板螺孔4。以上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.内置耗能方钢管的鼓形耗能支撑，其特征在于：包括上板(1)、下板(2)、上板螺孔(3)、下板螺孔(4)、大曲面耗能钢板(5)、内设椭圆孔的大耗能方钢管(6)、内设椭圆孔(7)、协调连接钢筋(8)、耗能肋(9)、小曲面耗能钢板(10)、内设椭圆孔的小耗能方钢管(11)、泡沫铝耗能材料(12)和锁紧螺母(13)；本专利技术采用四重筒结构，最外侧的大曲面耗能钢板(5)采用鼓形筒，大曲面耗能钢板(5)内侧的内设椭圆孔的大耗能方钢管(6)采用方形筒，内设椭圆孔的大耗能方钢管(6)内侧的小曲面耗能钢板(10)采用鼓形筒，小曲面耗能钢板(10)内侧的内设椭圆孔的小耗能方钢管(11)采用方形筒，四筒同轴，大曲面耗能钢板(5)和小曲面耗能钢板(10)从中间至两侧的弯曲半径逐渐减小，设置协调连接钢筋(8)分别穿过大曲面耗能钢板(5)和内设椭圆孔的大耗能方钢管(6)、小曲面耗能钢板(10)和内设椭圆孔的小耗能方钢管(11)的中点，在两端采用锁紧螺母(13)锁紧固定，在结构的最上端设置有上板(1)，在结构的最下端设置有下板(2)，在上板(1)和下板(2)的外圈均对应开设上板螺孔(3)和下板螺孔(4)，在内设椭圆孔的大耗能方钢管(6)和内设椭圆孔的小耗能方钢管(11)的四面均设置内设椭圆孔(7)和耗能肋(9)，内设椭圆孔(7)的长轴为水平方向，大曲面耗能钢板(5)、内设椭圆孔的大耗能方钢管(6)、小曲面耗能钢板(10)和内设椭圆孔的小耗能方钢管(11)的上、下两端分别与上板(1)、下板(2)固定连接，在上板(1)、下板(2)和大曲面耗能钢板(5)围成的结构内填充泡沫铝耗能材料(12)。...

【技术特征摘要】
1.内置耗能方钢管的鼓形耗能支撑，其特征在于：包括上板(1)、下板(2)、上板螺孔(3)、下板螺孔(4)、大曲面耗能钢板(5)、内设椭圆孔的大耗能方钢管(6)、内设椭圆孔(7)、协调连接钢筋(8)、耗能肋(9)、小曲面耗能钢板(10)、内设椭圆孔的小耗能方钢管(11)、泡沫铝耗能材料(12)和锁紧螺母(13)；本发明采用四重筒结构，最外侧的大曲面耗能钢板(5)采用鼓形筒，大曲面耗能钢板(5)内侧的内设椭圆孔的大耗能方钢管(6)采用方形筒，内设椭圆孔的大耗能方钢管(6)内侧的小曲面耗能钢板(10)采用鼓形筒，小曲面耗能钢板(10)内侧的内设椭圆孔的小耗能方钢管(11)采用方形筒，四筒同轴，大曲面耗能钢板(5)和小曲面耗能钢板(10)从中间至两侧的弯曲半径逐渐减小，设置协调连接钢筋(8)分别穿过大曲面耗能钢板(5)和内设椭圆孔的大耗能方钢管(6)、小曲面耗能钢板(10)和内设椭圆孔的小耗能方钢管(11)的中点，在两端采用锁紧螺母(13)锁紧固定，在结构的最上端设置有上板(1)，在结构的最下端设置有下板(2)，在上板(1)和下板(2)的外圈均对应开设上板螺孔(3)和下板螺孔(4)，在内设椭圆孔的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张延年，杨森，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21