[發明專利]全角鋼式防屈曲支撐構件及其加工方法

無效

• 申請號: 200810064500.6
• 申請日: 2008-05-14
• 公開（公告）號: CN101265729A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 趙俊賢;吳斌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 畢志銘

技術領域

本發明涉及一種防屈曲支撐構件，具體涉及一種主要用于建筑結構工程領域中的抗側力構件(也是一種耗能減震裝置)以及其加工方法。

背景技術

現有的防屈曲支撐構件存在以下不足之處。對于方鋼管約束十字形焊接芯板的傳統全鋼防屈曲支撐形式，其支撐節點板3分別與十字形芯板1的兩端面焊接在一起。由于外套方鋼管2的截面比支撐節點板3的截面小，因此另外一端的支撐節點板3必須在十字形芯板1插入鋼管2之后再通過全融透對接焊縫與十字形芯板的另一端面連成一體(參見圖1～2)。上述現有的防屈曲支撐構件存在生產制作時焊接量大(十字形芯板1、支撐節點板3均需要焊接而成，支撐節點板3與十字形芯板1的兩端面需要焊接)，焊接量大會造成以下兩類主要問題：

一、支撐構件的加工質量問題

首先，支撐節點板3以及十字形芯板1各板件之間大量的長線焊接所造成的板件的殘余變形，會使十字形芯板1在插入鋼管2的過程中與鋼管內壁發生接觸從而產生過大的摩擦力，這種摩擦力甚至會造成十字形芯板1無法穿越鋼管，對其加工制作造成一定障礙。另一方面，當支撐節點板3與十字形芯板1的兩端面之間進行全融透對接時，局部的熱應力會使十字形芯板1與其兩端的支撐節點板3之間產生相對的焊接翹曲變形，造成支撐節點板3與十字形芯板1的中心線不重合而產生偏心，這樣會對支撐在實際工程中的安裝帶來施工上的困難。以上所述充分表明，現有的(傳統的)全鋼防屈曲支撐構件在生產加工方面的缺陷無法保證其成品的加工質量以及實際工程的安裝質量。

二、支撐的力學性能缺陷

首先，焊接殘余變形所造成的支撐節點板3與十字形芯板1之間的相對偏心會嚴重降低支撐構件的整體穩定性，而這種由加工隨機誤差所造成的相對偏心量是研究人員和工程設計人員無法如實考慮的因素，因此無法從設計上確保其具有可靠的穩定承載力；另外，板件之間的焊接所產生的熱應力會大大降低十字形芯板1的低周疲勞壽命，當十字形芯板1進入大塑性應變時此類問題尤為突出，會造成十字形芯板1在地震過程中提前發生斷裂而不能夠充分發揮其耗能能力，而這種焊接所造成的對低周疲勞壽命的影響也是研究人員無法準確估計的。最后，在設計方面，焊接還會顯著改變內芯的實際屈服軸力，使得設計屈服軸力與實際屈服軸力不一致，從而可能造成在中震作用下，支撐構件不能夠先于結構屈服繼而達不到保護主體結構的目的。以上所述充分說明，現有的(傳統的)全鋼防屈曲支撐構件的力學性能缺陷使工程設計人員無法從設計上確保其具有可靠的穩定性能及低周疲勞性能，同時也無法確保支撐構件能夠先于結構屈服，這些因素都會造成此類支撐構件的設計性能與實際性能大相徑庭。

綜上所述，由于現有的(傳統的)全鋼防屈曲支撐構件在生產加工和力學性能上的缺陷，人們很難在設計方法甚至實際應用上對現有的全鋼防屈曲支撐構件的實際性能提供可靠的技術保障。

發明內容

本發明為了解決現有的全鋼防屈曲支撐構件存在由于自身結構帶來的焊接量大、生產工藝復雜的問題，以及焊接量大導致無法保證加工質量以及實際工程的安裝質量、無法從設計上確保其具有可靠的穩定性能及低周疲勞性能，同時也無法確保支撐構件能夠先于結構屈服的問題，進而提供了一種全角鋼式防屈曲支撐構件及其加工方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種全角鋼式防屈曲支撐構件，它包括支撐內芯、外包約束構件，所述外包約束構件由兩個角鋼件組成，所述兩個角鋼件相對夾在支撐內芯的外側并固接成一體，所述防屈曲支撐構件還包括八個加勁肋，所述支撐內芯由四個等邊角鋼件組成，所述四個等邊角鋼件肢壁背面相靠并固接形成十字型截面，所述每個等邊角鋼件的兩肢壁之間固裝有兩個加勁肋。

所述的全角鋼式防屈曲支撐構件的加工方法是按照以下步驟實現的：步驟一、將四個等邊角鋼件肢壁背面相靠并固接形成十字型截面的支撐內芯；步驟二、將八個加勁肋分別固裝在每個等邊角鋼件的兩肢壁之間；步驟三、將兩個角鋼件相對夾在支撐內芯的外側并固接成一體；步驟四、完成全角鋼式防屈曲支撐構件的加工。