一种具有双屈服点的双芯材多重钢管全钢防屈曲支撑制造技术

本发明专利技术公开了一种具有双屈服点的双芯材多重钢管全钢防屈曲支撑，其具有双屈服点，抗震耗能能力良好，承载力高，能满足高层、大跨度建筑在地震作用下的支撑承载力需求，其技术方案为：包括内芯材管件和外芯材管件，内芯材管件采用低屈服点钢材制成，外芯材管件采用高屈服点钢材制成。所述内芯材管件套设于外芯材管件内部，且内芯材管件和外芯材管件之间具有设定空隙；所述内芯材管件和外芯材管件两端均固定于端部连接板，所述内芯材管件内套设有内约束套管，内约束套管一端与两端部连接板二者之一固定，内约束套管另一端悬空；所述外芯材管件外部套设有外约束套管，外约束套管一端与两端部连接板二者之另一固定，外约束套管另一端悬空。

A Double-core Steel Tube Buckling-proof Brace with Double Yield Points

The invention discloses a double-core multi-steel pipe all-steel buckling-proof brace with double yield points, good seismic energy dissipation capacity and high bearing capacity, which can meet the support bearing capacity requirements of high-rise and long-span buildings under earthquake action. The technical scheme includes inner core pipe fittings and outer core pipe fittings, inner core pipe fittings are made of low yield point steel, and outer core pipe fittings are made of low yield point steel. Core pipe fittings are made of high yield point steel. The inner core pipe fittings are sleeved inside the outer core pipe fittings, and there is a set gap between the inner core pipe fittings and the outer core pipe fittings; both ends of the inner core pipe fittings and the outer core pipe fittings are fixed at the end connecting plate; the inner core pipe fittings are sleeved with an inner restraint sleeve, one end of the inner restraint sleeve is fixed with one end of the two end connecting plates, and the other end of the inner restraint sleeve is suspended. The outer sleeve of the core pipe fittings is provided with an outer restraint sleeve, one end of the outer restraint sleeve is fixed with the other end connecting plates, and the other end of the outer restraint sleeve is suspended.

【技术实现步骤摘要】
一种具有双屈服点的双芯材多重钢管全钢防屈曲支撑
本专利技术涉及建筑工程
，涉及一种新型的减震耗能支撑构件，特别是涉及一种具有双屈服点的双芯材多重钢管全钢防屈曲支撑。
技术介绍
框架-支撑体系作为一种延性良好的结构体系常用于抗震结构中，采用支撑的结构体系在建筑结构中应用十分广泛。普通支撑受压会产生屈曲现象，当支撑受压屈曲后，刚度和承载力急剧降低。在地震作用下，支撑的内力在受压和受拉两种状态下往复变化。当支撑由压曲状态逐渐变至受拉状态时，支撑的内力以及刚度接近为零。因而普通支撑在反复荷载作用下滞回性能较差。为解决普通支撑受压屈曲以及滞回性能差的问题，在支撑外部设置套管，约束支撑的受压屈曲，构成防屈曲支撑。防屈曲支撑横向通常由三部分组成，包括核心耗能芯材、侧向支撑约束构件和无粘结材料。传统防屈曲支撑其耗能芯材通常为单芯材，无粘结材料通常为混凝土或砂浆。在地震作用下，荷载完全由单个芯材承担，侧向约束构件和无粘结材料约束芯材防止其在受压时发生屈曲，以保证芯材在受拉和受压时都能屈服。传统单芯材防屈曲支撑在小震和中震作用下具有足够的刚度，滞回耗能性能良好。但在大震作用下，传统防屈曲支撑通常以全截面达到屈服甚至损坏为主要特征，在屈服耗能后导致刚度的丧失，尤其是当遇到罕遇地震时，该类防屈曲支撑的滞回耗能能力往往不能满足预期设计地震要求，导致刚度过早丧失，最终防屈曲支撑失效。防屈曲支撑的核心受力构件又可划分成三个区域：约束屈服段、约束非屈服段和无约束非屈服段。为了保证防屈曲支撑在受力过程中仅在约束屈服段产生屈曲，需保证端部连接的可靠性，确保防屈曲支撑的无约束非屈服段始终保持弹性状态。传统防屈曲支撑通常是增大无约束非屈服段的强度，如增大端部面积或采用加劲肋等。为避免应力集中，还需要使约束非屈服段截面变化平缓，造成制造困难。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有双屈服点的双芯材多重钢管全钢防屈曲支撑，其具有双屈服点，抗震耗能能力良好，承载力高，能满足高层、大跨度建筑在地震作用下的支撑承载力需求。为了实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种具有双屈服点的双芯材多重钢管全钢防屈曲支撑，包括内芯材管件和外芯材管件，所述内芯材管件套设于外芯材管件内部，且内芯材管件和外芯材管件之间具有设定空隙；所述内芯材管件和外芯材管件两端均固定于端部连接板，所述内芯材管件内套设有内约束套管，内约束套管一端与两端部连接板二者之一固定，内约束套管另一端悬空；所述外芯材管件外部套设有外约束套管，外约束套管一端与两端部连接板二者之另一固定，外约束套管另一端悬空。进一步的，所述内芯材管件和内约束套管之间具有设定空隙。进一步的，所述外芯材管件和外约束套管之间具有设定空隙。进一步的，所述内芯材管件采用低屈服点钢材制成，外芯材管件采用高屈服点钢材制成。优选的，所述内芯材管件的管壁上开设至少一个凹槽或孔洞。进一步的，所述凹槽或孔洞为多个时，多个凹槽或孔洞在内芯材管件的管壁上对称均匀布设。优选的，所述外芯材管件的管壁上开设至少一个凹槽或孔洞。进一步的，所述凹槽或孔洞为多个时，多个凹槽或孔洞在外芯材管件的管壁上对称均匀布设。进一步的，所述内芯材管件、外芯材管件、内约束套管、外约束套管均同心布设。进一步的，所述内芯材管件和外芯材管件的长度相等。进一步的，所述内约束套管和外约束套管的长度相等，且二者长度均小于内芯材管件和外芯材管件的长度。进一步的，所述内约束套管和外约束套管强度分别比内芯材管件和外芯材管件高一到两个等级。进一步的，所述内芯材管件、外芯材管件、内约束套管、外约束套管均为圆形钢管制成。进一步的，所述端部连接板为圆形或方形钢板制成，其强度不低于外芯材管件，端部连接板与耳板固定连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的防屈曲支撑具有双屈服点，设有两道抗震防线，抗震耗能能力良好。本专利技术中的多重钢管防屈曲支撑内部设有屈服点不同的双芯材，当建筑物遭到小震作用时，两芯材都能够处于弹性状态；当地震作用增大至抗震设防烈度的地震时，低屈服点芯材进入屈服耗能，高屈服点芯材仍保持弹性，使防屈曲支撑仍具有足够的刚度，且高屈服点芯材能够充当低屈服点芯材的侧向约束支撑；当遭遇大震甚至罕遇地震时，低屈服点芯材和高屈服点芯材先后进入屈服进行耗能。因此，双屈服点防屈曲支撑在地震作用下具有双重抗震防线，在不同地震作用水平下都能发挥良好的耗能能力，在大震甚至罕遇地震作用下仍能保持良好的耗能能力，可以实现多水准抗震设防的目标要求。2.本专利技术的防屈曲支撑承载力高。双屈服点多重钢管防屈曲支撑采用内外双重防屈曲约束套管，避免了芯材在受压时发生鼓曲而导致的构件承载力降低。且圆形钢管回转半径大，并设有双层内芯，可有效提高支撑的承载力，能满足高层、大跨度建筑在地震作用下的支撑承载力需求。3.本专利技术的防屈曲支撑延性好，无需对支撑端部进行额外加强。本专利技术中的防屈曲支撑通过在芯材上开孔或开槽使防屈曲支撑的薄弱部位由端部转移到开槽或开孔处，具有定点屈服的功能，提高了支撑的延性。依据“核心单元局部削弱相当于其他部位加强”的设计思想，无需再对支撑端部进行加强，确保了防屈曲支撑的无约束非屈服段始终保持弹性状态。4.本专利技术的防屈曲支撑采用全钢结构，自重轻，施工速度快。传统灌浆型防屈曲支撑需要浇筑砂浆或混凝土等无粘结材料，自重较大，且需要进行砂浆或混凝土的养护等，施工速度慢。双屈服点多重钢管防屈曲支撑为全钢型，可全部在工厂加工预制完成，不需要浇筑砂浆或混凝土，能有效降低结构的自重，提高施工速度。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1是本专利技术防屈曲支撑的示意图；图2是本专利技术防屈曲支撑的剖面图；图3(a)是开槽式防屈曲支撑核心耗能芯材的示意图；图3(b)是开槽式防屈曲支撑核心耗能芯材的剖面图；图4(a)是开孔式防屈曲支撑核心耗能芯材的示意图；图4(b)是开孔式防屈曲支撑核心耗能芯材的剖面图；图中，1、内芯材管件，2、外芯材管件，3、内约束套管，4、外约束套管，5、端部连接板，6、耳板，7、空隙，8、凹槽，9、孔洞。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在防屈曲支撑滞回耗能能力不能满足要求，从而导致防屈曲支撑失效的不足，为了解决如上的技术问题，依据“核心单元局部削弱相当于其他部位加强”的设计思想，本申请提出了一种具有双屈服点的双芯材多重钢管全钢防屈曲支撑。本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图2所示，提供了一种具有双屈服点的双芯材多重钢管全钢防屈曲支撑，其包括内芯材管件1，外芯材管件2，内约束套管3，外约束套管4，端部连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有双屈服点的双芯材多重钢管全钢防屈曲支撑，其特征是，包括内芯材管件和外芯材管件，所述内芯材管件套设于外芯材管件内部，且内芯材管件和外芯材管件之间具有设定空隙；所述内芯材管件和外芯材管件两端均固定于端部连接板，所述内芯材管件内套设有内约束套管，内约束套管一端与两端部连接板二者之一固定，内约束套管另一端悬空；所述外芯材管件外部套设有外约束套管，外约束套管一端与两端部连接板二者之另一固定，外约束套管另一端悬空。

【技术特征摘要】
1.一种具有双屈服点的双芯材多重钢管全钢防屈曲支撑，其特征是，包括内芯材管件和外芯材管件，所述内芯材管件套设于外芯材管件内部，且内芯材管件和外芯材管件之间具有设定空隙；所述内芯材管件和外芯材管件两端均固定于端部连接板，所述内芯材管件内套设有内约束套管，内约束套管一端与两端部连接板二者之一固定，内约束套管另一端悬空；所述外芯材管件外部套设有外约束套管，外约束套管一端与两端部连接板二者之另一固定，外约束套管另一端悬空。2.如权利要求1所述的防屈曲支撑，其特征是，所述内芯材管件和内约束套管之间具有设定空隙。3.如权利要求1所述的防屈曲支撑，其特征是，所述外芯材管件和外约束套管之间具有设定空隙。4.如权利要求1所述的防屈曲支撑，其特征是，所述内芯材管件采用低屈服点钢材制成，外芯材管件采用高屈服点钢材制成。5.如权利要求1所述的防屈曲支撑，其特征是，所述内芯材管件的管壁上开设至少一个凹槽或孔洞。6.如权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱绪林，杨彬，郑旭，付海清，
申请(专利权)人：山东省工程地震研究中心，
类型：发明
国别省市：山东,37