一种带剪切型铅阻尼器的方钢管混凝土分体式柱结构制造技术

本发明专利技术公开了一种带剪切型铅阻尼器的方钢管混凝土分体式柱结构，包括钢管，所述钢管为具有外壁部和中空空间的中空结构体，所述钢管共有四根，依照两排两列等间距进行排放，相互接触的钢管外壁之间设置有剪切型铅阻尼器。本发明专利技术把整体截面柱分隔为多个等截面的分体柱并在所开竖缝中设置阻尼器，以提高钢管混凝土分体柱的刚度及耗能能力。土分体柱的刚度及耗能能力。土分体柱的刚度及耗能能力。

【技术实现步骤摘要】
一种带剪切型铅阻尼器的方钢管混凝土分体式柱结构


[0001]本专利技术涉及混凝土分体式柱结构
，具体涉及一种带剪切型铅阻尼器的方钢管混凝土分体式柱结构。

技术介绍

[0002]近年来地震灾害频发，城市韧性已成为目前研究的热点问题，构件抗震或抗侧的韧性是提高结构韧性的关键所在。大量超高层建筑、桥梁等结构中存在巨型截面钢管混凝土柱，其力学及抗震性能是影响结构韧性的重要因素。
[0003]钢管混凝土结构是在钢管中填充混凝土而形成的一种结构。该结构中，钢管与混凝土两种材料共同工作，克服了两者单独受力时的缺陷，混凝土材料具有良好的抗压性能，同时由于混凝土的存在可以延缓钢管的屈曲。钢管混凝土结构与钢筋混凝土结构相比承载力有明显提高，延性和塑性性能得到较大的改善。同时，钢管混凝土柱具有较高的抗震性能，但巨型截面下钢管管壁较厚会降低钢与混凝土之间的协同工作性能，同时大截面尺寸更易使截面边缘发生破坏，不利于充分发挥材料性能，且构件韧性较低。
[0004]同时，钢管混凝土柱具有较高的抗震性能，但如张建伟等在《不同构造措施对异形截面多腔体钢管混凝土柱的力学性能影响》中所述，巨型截面下的纯钢管混凝土柱相对具有一定构造措施的钢管混凝土柱，其柱管壁较厚会降低钢与混凝土之间的协同工作性能，同时大截面尺寸更易使截面边缘发生破坏，不利于充分发挥材料性能，且构件韧性较低。

技术实现思路

[0005]为了克服以上现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种带剪切型铅阻尼器的方钢管混凝土分体式柱结构，将整体截面柱分隔为多个等截面的分体柱并在所开竖缝中设置阻尼器，以提高钢管混凝土分体柱的刚度及韧性，进而提高其耗能能力。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种带剪切型铅阻尼器的方钢管混凝土分体式柱结构，包括钢管，所述钢管设置多跟，相邻钢管外壁之间设置有剪切型铅阻尼器。
[0008]所述钢管的截面为长方形，四边钢板等厚等高，内部填充有混凝土，所述钢管两端通过十字连接板和其相邻的钢管进行焊接连接。
[0009]所述剪切型铅阻尼器为两块带有锯齿的钢板，带有锯齿的钢板的相向设置，钢板的相向设置的内部填充有金属铅，两侧钢板间不做刚性连接，两个带有锯齿的钢板端部之间留有通缝。
[0010]所述两个带有锯齿的钢板整体构成剪切型铅阻尼器外部钢壁，剪切型铅阻尼器外部钢壁整体为长方体结构，所述剪切型铅阻尼器外部钢壁与钢管的接触面应光滑无翘曲，所述带有锯齿的钢板与金属铅的接触面存在突出矩形钢齿。
[0011]所述突出矩形钢齿由剪切型铅阻尼器外部钢壁通过车床切削所得，所述突出矩形钢齿在剪切型铅阻尼器两侧外壁做错齿处理，即一侧矩形钢齿与另一侧矩形钢齿中间位置
对齐。
[0012]所述剪切型铅阻尼器两侧为钢材挡板与钢材挡板连接焊缝；
[0013]所述钢材挡板用于防止剪切型铅阻尼器两侧钢壁发生错动结构变形而导致内部金属铅的外溢现象的发生，钢材挡板与剪切型铅阻尼器两侧钢壁之间的连接方式为焊接连接，为保证剪切型铅阻尼器的正常工作，钢材挡板与剪切型铅阻尼器两侧钢壁之间仅进行单侧焊接，另一边为留空状态。
[0014]所述剪切型铅阻尼器与钢管通过外壁焊接焊缝进行焊接，焊缝为全长度焊接焊缝，同时所述剪切型铅阻尼器表面分别开有两个螺栓孔与相邻两钢管通过螺栓相连接。
[0015]所述钢管共有四根，依照两排两列等间距进行排放。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017]本专利技术结构既具有钢管混凝土柱和分体式柱的优点，同时能够提高分体柱的整体性能及抗震韧性。剪切型铅阻尼器的加入充分提高了该结构在抗震方面的性能，同时填补了该类型结构的设计空白。
[0018]剪切型铅阻尼器的加入充分提高了该结构在抗震方面的性能，具体来说，该剪切型铅阻尼器主要由两块齿形外壁和金属铅构成的一块铅芯组成，通过栓焊混合形式将两侧齿形外壁与两侧相接触的钢管混凝土柱进行连接。当钢管混凝土柱因外部受力或变形而使柱间竖缝产生相对位移时带动阻尼器两侧齿形外壁产生错动，从而剪切内部铅芯发挥耗能作用。同时，本专利技术填补了该类型结构的设计空白。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例横截面示意图。
[0020]图2为本专利技术实施例立体示意图。
[0021]图3为本专利技术实施例的铅阻尼器截面示意图。
[0022]图4为本专利技术实施例的铅阻尼器与钢管外壁连接示意图。
[0023]图5为本专利技术实施例的铅阻尼器两端钢材挡板连接示意图。
[0024]图中：1为钢管，2为剪切型铅阻尼器，3为混凝土，4为外部钢壁，5为突出矩形钢齿，6为金属铅填充物，7为剪切型铅阻尼器与钢管外壁螺栓栓接连接点，8为剪切型铅阻尼器与钢管外壁焊接焊缝示意，9为剪切型铅阻尼器两端钢材挡板，10为剪切型铅阻尼器两端钢材挡板连接焊缝。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0026]如图1和图2所示，本实施例提供了一种带剪切型铅阻尼器的方钢管混凝土分体式柱结构，包括钢管1，所述钢管1为具有外壁部和中空空间的中空结构体，钢管可为四片等长等厚钢板焊接成型，也可为符合国标的成型矩形钢管，所述钢管共有四根，依照两排两列等间距进行排放，所述钢管间的外壁上分别设置有剪切型铅阻尼器2。通过对称等距设置有剪切型铅阻尼器2，能使该方钢管混凝土分体式柱结构在任意方向上的受力或者变形，都能够有着充分且相同的耗能能力。
[0027]具体而言，所述剪切型铅阻尼器的方钢管混凝土分体式柱结构内部填充有强度为
C30的混凝土，同时内部不埋置钢筋。该分体式结构四根钢管1之间，于四根钢管1两端做有十字连接板与四根钢管1进行焊接连接，以保证四根钢管1之间的整体性，从而保证结构的整体性，以防止发生钢管间剪切型铅阻尼器还未充分发挥或者未发挥耗能能力，结构便发生损坏。
[0028]如图3所示，一种带剪切型铅阻尼器的方钢管混凝土分体式柱结构上的剪切型铅阻尼器2，包括剪切型铅阻尼器外部钢壁4，所述剪切型铅阻尼器外部钢壁4外壁部光滑，以保证其与钢管外壁充分接触，便于焊接以及力的均匀传递。
[0029]具体而言，所述剪切型铅阻尼器外部钢壁4内壁部存在突出矩形钢齿5，所述突出矩形钢齿5由剪切型铅阻尼器外钢壁通过车床切削所得。所述突出矩形钢齿5在剪切型铅阻尼器两边外壁做错齿处理，即一端矩形钢齿与另一端两矩形钢齿中间位置对齐，突出矩形钢齿5做错齿处理能保证铅芯在两侧齿作用下能充分发挥其剪切变形耗能能力，同时能减小构件两侧齿对于内部铅芯的剪切分割能力，避免产生外溢或断开为数段的情况。
[0030]具体而言，所述剪切型铅阻尼器2内部填充有金属铅6，剪切型铅阻尼器外部钢壁4中间留有通缝，保证金属铅能有足够的剪切变形耗能能力。
[0031]如图2和图4所示，一种带剪切型铅阻尼器的方钢管混凝土分体式柱结构上的剪切型铅阻尼器2与钢管1外壁连接示意，包括剪切型铅阻尼器2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带剪切型铅阻尼器的方钢管混凝土分体式柱结构，其特征在于，包括钢管(1)，所述钢管(1)设置多跟，相邻钢管(1)外壁之间设置有剪切型铅阻尼器(2)。2.根据权利要求1所述的一种带剪切型铅阻尼器的方钢管混凝土分体式柱结构，其特征在于，所述钢管(1)的截面为长方形，四边钢板等厚等高，内部填充有混凝土(3)，所述钢管(1)两端通过十字连接板和其相邻的钢管(1)进行焊接连接。3.根据权利要求1所述的一种带剪切型铅阻尼器的方钢管混凝土分体式柱结构，其特征在于，所述剪切型铅阻尼器(2)为两块带有锯齿的钢板，带有锯齿的钢板的相向设置，钢板的相向设置的内部填充有金属铅(6)，两侧钢板间不做刚性连接，两个带有锯齿的钢板端部之间留有通缝。4.根据权利要求1所述的一种带剪切型铅阻尼器的方钢管混凝土分体式柱结构，其特征在于，所述两个带有锯齿的钢板整体构成剪切型铅阻尼器外部钢壁(4)，剪切型铅阻尼器外部钢壁(4)整体为长方体结构，所述剪切型铅阻尼器外部钢壁(4)与钢管(1)的接触面应光滑无翘曲，所述带有锯齿的钢板与金属铅(6)的接触面存在突出矩形钢齿(5)。5.根据权利要求4所述的一种带剪切型铅阻尼器的方钢管混凝土分体式柱结构，其特征在于，所述突出矩形...

【专利技术属性】
技术研发人员：戎翀，田文凯，史庆轩，璩云松，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：