[发明专利]Z型套筒约束一字形纯钢屈曲约束支撑及其制作方法有效
申请号: | 201510225508.6 | 申请日: | 2015-05-05 |
公开(公告)号: | CN104805927B | 公开(公告)日: | 2017-08-08 |
发明(设计)人: | 吴志平 | 申请(专利权)人: | 上海源同建筑科技有限公司 |
主分类号: | E04B1/98 | 分类号: | E04B1/98 |
代理公司: | 上海申汇专利代理有限公司31001 | 代理人: | 吴宝根,王晶 |
地址: | 200090 上海市杨*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 套筒 约束 字形 纯钢 屈曲 支撑 及其 制作方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种抗震防灾建筑结构,尤其是一种属于被动控制范畴的减震结构,具体涉及一种Z型套筒约束一字形纯钢屈曲约束支撑及其制作方法,可用于建筑结构中抵抗水平地震作用,提高结构抗震性能。
背景技术
屈曲约束支撑是一种既能提供抗侧刚度又不失稳,又能在强震下稳定地实现消能减震的结构构件。试验表明,在混凝土框架内设置屈曲约束支撑能大幅度提高承载能力、提高结构抗震性能,可望替代某些剪力墙,提高框架结构使用高度。此外,屈曲约束支撑能在工厂预制,易于标准化,安装方便,还有加快施工速度、节约建造成本等优势。
屈曲约束支撑是金属耗能减震装置的一种,其通过耗能核心单元轴向拉压屈服的高效耗能机制,耗散地震输入能量。屈曲约束支撑构件的种类较多,根据外围约束构件的材料划分,主要有3种类型,即混凝土约束型、钢与混凝土组合约束型和纯钢约束型。纯钢约束型屈曲约束支撑较前两种屈曲约束支撑轻,加工速度快,精度易控制,质量易保证。
屈曲约束支撑的核心单元在轴向压力作用下有两种屈曲破坏模式,即整体屈曲与局部屈曲。现有的纯钢型屈曲约束支撑,都是通过加劲板等构造措施限制了核心单元的这两种屈曲破坏模式的发生。常见的核心单元有“一”字形板和“十”字形组合断面等。
但是,现有的纯钢型屈曲约束支撑外围约束套筒在加工中存在制作复杂,焊缝多,核心单元和外围约束套筒之间组装复杂,加工工期长,加工制作成本较高,这将不利于标准化作业和大规模生产。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种制作简单,组装方便,加工工期短,加工制作成本较低,完全通过自身构造起到稳定约束作用的一种Z型套筒约束一字形纯钢屈曲约束支撑及其制作方法,用于解决现有技术中的上述问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明的技术方案是:
一种Z型套筒约束一字形纯钢屈曲约束支撑,包括横截面为一字形的芯板、无粘结材料层以及套设在所述芯板上的外围约束套筒,所述外围约束套筒横截面为Z型,长度方向上下两侧翼缘内壁各1/3位置处各设置两根通长的小直径圆钢,所述小直径圆钢与外围约束套筒的内壁贴合并且固定连接,所述芯板的外部包裹无粘结材料层,由所述无粘结材料层包裹的所述芯板紧贴在所述外围约束套筒内。
所述外围约束套筒由中间空腔的Z型钢板组成。
所述Z型套筒约束一字形纯钢屈曲约束支撑还包括固定在所述芯板两端的加劲板,所述外围约束套筒在所述加劲板的位置开槽,使所述加劲板暴露在所述外围约束套筒外面。
所述加劲板与所述芯板垂直固定。
所述Z型套筒约束一字形纯钢屈曲约束支撑还包括固定在所述芯板中心并和所述芯板表面垂直的大直径圆钢,在所述大直径圆钢垂直的外围约束套筒外面再固定一块直径是所述大直径圆钢直径两倍的圆环,所述圆环厚度等于所述Z型套筒腹部壁板厚度,使所述大直径圆钢卡在所述外围约束套筒4和圆环中。
一种Z型套筒约束一字形纯钢屈曲约束支撑的制作方法,所述制作方法包括以下步骤:
(1)用折板机制作两块L型壁板,所述L型壁板的折弯角为90度;
(2)制作一根长度等于两倍L型壁板厚度的大直径圆钢;并且所述大直径圆钢固定在所述芯板中心并和所述芯板1表面垂直;
(3)用无粘结材料层包裹在所述芯板外围四个面;
(4)制作四根比所述外围约束套筒短6~12倍套筒腹部壁板厚的小直径圆钢,所述小直径圆钢端部打磨,并且所述小直径圆钢焊接固定在外围约束套筒上下的各1/3内壁宽度位置,两端长度方向比所述外围约束套筒各短为套筒腹部壁板厚3~6倍;
(5)将所述两块L型壁板的侧板开槽,开槽高度位置的中心线和所述加劲板的中心线重合,开槽宽度等于所述加劲板的厚度加上焊缝的厚度和无粘结材料厚度,开槽长度等于所述加劲板在所述外围约束套筒内的长度加上1/50所述屈曲约束支撑的长度,所述外围约束套筒内的槽深方向为半圆,使所述加劲板暴露在所述外围约束套筒外面;
(6)在所述芯板中心并和所述芯板表面垂直的大直径圆钢位置对应的外围约束套筒外面再固定一块直径是所述大直径圆钢直径两倍的圆环,所述圆环厚度等于所述Z型套筒腹部壁板厚度,使所述大直径圆钢卡在所述外围约束套筒和圆环中;
(7)制作拼装外围约束套筒的两块L型壁板,将所述两块L型壁板焊接组成外围约束套筒;所述外围约束套筒的宽度为所述芯板厚度加上所述两面无粘结材料层厚度,使所述无粘结材料层包裹的芯板紧贴在所述外围约束套筒内。
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