[發明專利]一種帶保護件的灌漿套管耗能元件

有效

• 申請號: 200910048897.4
• 申請日: 2009-04-07
• 公開（公告）號: CN101525910A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 蔣首超;趙媛媛;李國強;王震
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 上海光華專利事務所
• 代理人: 雷紹寧

技術領域

本發明涉及一種固定建筑物的支撐構件，特別涉及一種支撐構件的耗能元件，用于降低地震荷載效應對建筑物和構筑物結構的破壞。?

背景技術

隨著多、高層建筑興建日益增加，抗震成為結構設計的主要研究對象。傳統的抗震設計方法以“抗”為主要思路，由于其經濟性和安全性方面都存在問題，故漸漸被結構控制技術所取代。結構控制技術包括主動結構控制技術和被動結構控制技術。耗能支撐技術是被動控制技術中較常見的一種，是新建建筑的抗震設防和既有建筑的抗震加固提高結構抗震性能的一種非常實用的途徑。?

普通耗能支撐是建筑結構中的非承重構件，有消能支撐組成的體系可以安裝在柱間或抗震墻間，其做法是在普通支撐上安裝各種作用不同的消能節點或阻尼裝置。該裝置在正常使用荷載及小震作用下一般不發生作用。在遇到強烈地震時，當結構的主要承重構件尚未發生屈服時，耗能支撐裝置開始滑移或轉動而發生作用，以增大阻尼或以摩擦功消耗地震輸入結構的能量，從而使結構改變動力特性，達到保護主體結構的目的和起到減震的作用。目前，已開發出多種耗能減震支撐，它們可歸納為以下三類：摩擦耗能減震支撐、粘性和粘彈性阻尼器耗能減震支撐、防屈曲金屬耗能減震支撐。?

摩擦耗能減震支撐通過支撐的滑動來消耗和吸收地震能量；粘性和粘彈性阻尼器耗能減震支撐中的粘彈性阻尼器是由粘彈性材料與約束鋼板交替疊合而成的，是一種主要與速度相關的減震裝置。它通過粘彈性材料的剪切滯回變形來增加結構的阻尼，耗散輸入的地震能量，從而減小結構的振動反應；金屬屈曲耗能減震支撐利用金屬材料進入塑性范圍后的較好滯回性能耗能減震。現有的耗能支撐采用在普通支撐上安裝各種作用不同的耗能元件、阻尼裝置或者采用大延性金屬材料制作的作法，具有造價較高、震后不便于維修更換、加工精度要求高、安裝復雜等缺點，限制了耗能支撐的廣泛應用。?

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種便于維修更換、加工簡單、施工簡便、性能優越、造價低廉的支撐耗能元件，它能較經濟地解決新建建筑的消能減震和既有建筑抗震加固的技術問題，同時，非地震狀態時也是建筑結構的承重構件。?

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：?

一種帶保護件的灌漿套管耗能元件，包括內管和外管，所述內管和外管同軸搭接，所述內管搭接段的外壁上裹有金屬皮，所述金屬皮的外表面設有數根沿內管軸向延伸的分布鋼筋，所述分布鋼筋上設有數個鋼筋頭，所述外管與所述內管搭接段之間的縫隙處設有膨脹水泥漿，所述膨脹水泥漿固化后形成膨脹水泥環。?

依上述主要技術特征，所述外管與所述內管搭接段的外端設有外環板，所述外管與所述內管搭接段的內端設有內環板，所述外環板和所述內環板與所述外管固定連接，所述內環板、外環板內管和所外管圍成一灌漿空腔，所述灌漿空腔外壁上設有灌漿孔，所述膨脹水泥漿位于所述灌漿空腔內。?

依上述主要技術特征，所述灌漿孔設置在所述內環板或所述外環板或所述外管的灌漿空腔段上。?

依上述主要技術特征，所述灌漿孔設置在所述內管的灌漿空腔段上，所述金屬皮上開有和所述內管上的灌漿孔位置對應的孔。?

依上述主要技術特征，所述膨脹水泥漿中混有纖維。?

依上述主要技術特征，所述纖維為鋼纖維或碳纖維或玻璃纖維。?

依上述主要技術特征，所述膨脹水泥漿中混有砂。?

本發明的有益效果在于：本發明利用膨脹水泥漿的化學預應力，使膨脹水泥環和鋼管的接觸面壓緊，以增大兩者之間的摩擦力。由金屬皮、分布鋼筋和鋼筋頭組成的保護件可以保護膨脹水泥環的內表面，防止其在往復摩擦下碎裂而引起承載力的退化。在正常使用狀態下，該發明可以承受很大的軸向荷載，并具備和普通支撐一樣的剛度；而在地震荷載作用下，該發明通過內外管的相對滑動來消耗和吸收地震能量。其作用機理，使得構件在加工精度上沒有太高的要求，節省鋼材，造價低廉。該發明在震災中破壞失效后，僅需對支撐耗能元件進行更換即可。采用該支撐對結構設計人員無額外工作量，現場安裝簡便，無特殊技術要求。?

采用本發明的耗能支撐可以取代現有的摩擦耗能減震支撐、粘性和粘彈性阻尼器耗能減震支撐和防屈曲金屬耗能減震支撐在結構中使用，用途廣泛。雖然，灌漿套管連接在建筑工程的構件連接中有所應用，但僅僅停留在鋼管連接的層面上，其對多、高層建筑、空間結構、網架結構的消能減震和既有建筑的抗震加固的應用并未被認識到，本發明用一種施工簡單、成本低廉的方法解決了新建建筑的消能減震和既有建筑的抗震加固技術問題。?

附圖說明