[實用新型]內置圓箍式外套管壓桿穩定控制裝置

有效

• 申請號: 201220361885.4
• 申請日: 2012-07-24
• 公開（公告）號: CN202755452U
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 白正仙;陳鳴飛;侯西明;司波;劉育民
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B1/30
• 分類號: E04B1/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本實用新型是一種采用圓環盤連接件的外套管裝置，屬于一種抑制壓桿構件失穩、提高壓桿構件穩定承載力的穩定控制裝置。

背景技術

穩定控制裝置是通過對受壓構件加設附加裝置來改善受壓構件屈曲性能的一種組件。目前已有的穩定控制裝置主要有預應力撐桿裝置、限制力裝置、限位螺栓裝置、套管裝置等。預應力撐桿裝置是在鋼壓桿外圍設置若干撐桿或內部設置橫隔板，然后利用張緊的預應力拉索通過撐桿或橫隔隔板提供給鋼壓桿有效的側向彈性支撐作用，從而減小鋼壓桿計算長度，提高其穩定承載力。限制力裝置是由外套筒、內鋼管、四周中部布置的板條組成。在壓力作用下，外套管、內鋼管承受壓力，而四周的板條承受拉力，通過設計使板條首先受拉屈服，屈服荷載小于受壓桿的屈曲荷載，從而受壓桿具有理想彈塑性的軸力-軸向位移曲線，即在桿件中引入人為的延性變形能力從而改善構件脆性破壞性能。限位螺栓裝置是在矩形外套鋼管上沿軸向布設定位螺栓對內核工字形鋼桿提供側向支撐，使內核鋼桿發生高階失穩破壞。套管裝置是由內核圓鋼管與外套圓鋼管組成，內核管比外鋼管稍長，且兩者之間留有間隙。內核管承受軸向壓力，發生失穩現象，產生側向彎曲變形與外套管接觸后，外鋼管參與受力，為內核桿提供側向約束。當外核管剛度足夠大時，能迫使內核桿在高階屈曲模態下發生失穩破壞，使得整體構件承載力得到很大的提高。

對預應力撐桿裝置而言，內部設置橫隔板及預應力索方式的穩定改善效果不顯著；而外設撐桿及預應力索形式，使整體桿件外圍不平整，不易設置維護材料，不適合用于大跨結構。限制力裝置構造復雜，施工難度大，不利于推廣應用。限位螺栓裝置構造簡單明確，屬主動控制失穩形式，但因核心鋼桿為工字形截面，用于大跨結構時節點處理有難度，外管為矩形鋼管，約束能力也遜于相應圓鋼管。套管裝置為了有效提高外套管抗彎剛度，需要內外管間隙足夠大，這使得桿件失穩破壞時，內核管發生較大的軸向變形，影響結構整體剛度，另外對發生的桿件屈曲模態控制也是屬于被動控制。

實用新型內容

針對上述現有技術，本實用新型提供一種內置圓箍式外套管壓桿穩定控制裝置。該穩定控制裝置主要加設在圓鋼管上，通過將外套管焊接于圓鋼管下部的圓環板上，從而將內核圓鋼管和外套管連接成整體。在內核鋼管的中部及其他位置焊接圓箍（圓箍的直徑略小于外套管內徑，以便外套管能順利套入）以為內核鋼管提供有效的側向約束，迫使其出現類似高階屈曲模態的變形形式，提高了組合壓桿的穩定承載力。如果采用高強度鋼材的內核鋼管，不僅能充分發揮高強度鋼材強度性能的優勢，大幅度提高組合壓桿的穩定承載力，還能使得組合構件的經濟性指（承載力/用鋼量）也得到很大提高。

為了解決上述技術問題，本實用新型內置圓箍式外套管壓桿穩定控制裝置以實現的技術方案是：

內核鋼管、外套管、圓箍盤、橡膠圓環塊和橡膠墊片；其中內核鋼管中部以及上、下1/4長度位置各焊接一個圓箍盤，該類圓箍盤的外徑小于外套管內徑，以便套入外套管；在內核鋼管離下端50～200mm位置焊接一個圓環盤，該圓環盤的外徑大于外套管外徑15～25mm；外套管焊接于內核鋼管的下部圓環盤上而與內核鋼管連接為整體；外套鋼管和內核鋼管之間保留間隙，外套鋼管上部端頭和內核鋼管相應位置處填充橡膠圓環塊。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型內置圓箍式外套管壓桿穩定控制裝置通過內管下部焊接的圓環盤將內核鋼管和外套管連接在一起，并通過內核中部及其他相應位置的圓箍盤為內核鋼管提供有效的約束，迫使內核鋼管出現高階屈曲模態，從而提高了構件承載力。不僅如此，該類內置圓箍式外套管壓桿穩定控制裝置制作工藝簡單，施工安裝方便，僅占有少量的建筑空間，有利于實際工程的推廣和應用。如果內核鋼管采用高強度鋼材，則能使得鋼材的“高強度”性能得到了很大的發揮。通過合理的內核鋼管的鋼材強度等級、外套管剛度的選用，則能在提高組合構件承載力的同時，還能提高其經濟性（承載力/總用鋼量）指標。

附圖說明

圖1是加設內置圓箍式外套管壓桿穩定控制裝置的壓桿軸向示意圖

圖2是圖1所示A-A剖切位置的剖面圖

圖3是圖1所示B-B剖切位置的剖面圖

附圖代號說明：1-內核鋼管，2-外套鋼管，3-圓箍盤，4-橡膠圓環塊，5-間隙，6-圓環盤

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步說明：