[發明專利]含隔離角鋼的組合約束防屈曲支撐及其制作方法

在審

• 申請號: 201710994169.7
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107630584A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 張延年;庚佳
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 沈陽之華益專利事務所有限公司21218
• 代理人: 劉鳳桐

技術領域

本發明屬于建筑技術領域，特別是涉及一種含隔離角鋼的組合約束防屈曲支撐及其制作方法。

背景技術

防屈曲支撐的作用是在小震作用下，可以為結構提供足夠的側向剛度，在中震或大震作用下，支撐內芯通過拉壓屈服耗散地震能量，可有效地減輕梁、柱等主體結構的損傷。它主要由兩個基本部分組成：一是用以承擔全部支撐軸向力的鋼內芯，二是為鋼內芯提供側撐與約束、防止其在受壓時失穩的外包約束構件。鋼內芯與外包約束構件之間用無粘結材料或空隙相隔離，以確保內芯獨自承擔軸向力。

結構消能減振技術是把結構的某些非承重構件(如支撐、剪力墻、連接件等)設計成消能桿件，或在結構的某些部位(層間空間、節點、連接縫等)安裝消能裝置。因為地震等原因傳輸給建筑結構的外部能量，是結構產生振動的根源，所以在結構中設置耗能裝置，增加耗能量，將會減少結構的振動反應。將消能部件用于支撐中可形成各種耗能支撐，如交叉支撐、斜撐支撐、K形支撐等。當前一些防屈曲耗能支撐的約束混凝土容易被壓碎從而失去約束與防屈曲能力，致使其耗能能力大幅降低。因此，一些耗能支撐的制造工藝，耗能性能等仍需要進一步改進。

發明內容

為了解決上述存在的技術問題，本發明提供了一種含隔離角鋼的組合約束防屈曲支撐及其制作方法，采用角鋼隔離的方式，避免約束混凝土破壞，以提高其耗能能力，利用外約束鋼與角鋼組合約束受力內芯的方式，有效減少建筑結構的地震反應，對建筑結構起到很好的保護作用。

本發明采用的技術方案如下：

一種含隔離角鋼的組合約束防屈曲支撐，包括外約束鋼管（1）、十字形內芯（2）、過渡鋼板（3）、連接鋼板（4）、螺栓孔（5）、防屈曲薄壁隔離角鋼（6）、約束混凝土（7）、蓋板（8）、十字形切口（8-1）和墊板（9）；含隔離角鋼的組合約束防屈曲支撐由內到外分別為十字形內芯（2）、防屈曲薄壁隔離角鋼（6）、約束混凝土（7）和外約束鋼管（1），所述十字形內芯（2）與外約束鋼管（1）同軸，十字形內芯（2）四周分別設置四個防屈曲薄壁隔離角鋼（6），四個防屈曲薄壁隔離角鋼（6）之間用墊板（9）連接，四個防屈曲薄壁隔離角鋼（6）的角點均靠近十字形內芯（2）中心，防屈曲薄壁隔離角鋼（6）與外約束鋼管（1）圍成四個扇形隔離區域和一個十字形隔離區域，四個扇形隔離區域內填充約束混凝土（7），十字形隔離區域內設置十字形內芯（2），十字形內芯（2）兩端為過渡鋼板（3）；所述外約束鋼管（1）兩端分別設置蓋板（8），蓋板（8）一側焊接十字形連接鋼板（4），另一側焊接外約束鋼管（1）、防屈曲薄壁隔離角鋼（6）和十字形過渡鋼板（3）；連接鋼板（4）與過渡鋼板（3）通過兩塊蓋板（8）上的十字形切口（8-1）焊接成整體，連接鋼板（4）上設置螺栓孔（5）。

進一步地，所述的十字形內芯（2）長度為a，過渡鋼板（3）長度為b，防屈曲薄壁隔離角鋼（6）長度為c，外約束鋼管（1）長度為d，四者長度關系滿足公式：c=d=a+2b。

進一步地，所述的十字形內芯（2）與防屈曲薄壁隔離角鋼（6）的間距為5-10mm ，外約束鋼管（1）與十字形內芯（2）的最小間距為10-20mm。

進一步地，所述的十字形內芯（2）由多塊鋼板焊接而成。

進一步地，所述的外約束鋼管（1）的截面也可選用正方形，由型鋼或鋼板焊接而成。

含隔離角鋼的組合約束防屈曲支撐的制作方法，包括以下步驟：

A. 采用三塊鋼板將十字形內芯（2）焊接成型；

B.根據十字形內芯（2）的尺寸，采用角鋼或鋼板將防屈曲薄壁隔離角鋼（6）裝配成型，注意用墊板（9）將防屈曲薄壁隔離角鋼（6）連接成整體；

C.將十字形內芯（2）、防屈曲薄壁隔離角鋼（6）和外約束鋼管（1）組合定位；

D.在外約束鋼管（1）的一端焊接蓋板（8），蓋板（8）由兩塊含十字形切口（8-1）的鋼板焊接而成，蓋板（8）拼接后，十字形切口（8-1）與十字形過渡鋼板（3）尺寸相匹配，十字形切口（8-1）內邊緣與過渡鋼板（3）焊接，蓋板（8）與外約束鋼管（1）及防屈曲薄壁隔離角鋼（6）焊接，外約束鋼管（1）與四個防屈曲薄壁隔離角鋼（6）之間形成扇形空隙；

E.從外約束鋼管（1）的另一端向扇形空隙內注入約束混凝土（7）；

F.待約束混凝土（7）密實灌滿后，將外約束鋼管（1）的另一端用蓋板（8）焊接密封，蓋板（8）的十字形切口（8-1）內邊緣與過渡鋼板（3）焊接，蓋板（8）與外約束鋼管（1）及防屈曲薄壁隔離角鋼（6）焊接。

本發明的有益效果：