[发明专利]采用卡箍式圆管约束的预应力可恢复钢压杆

说明书

本发明采用卡箍式圆管约束的预应力可恢复钢压杆包括：圆形压管、上半圆约束管、下半圆约束管、卡箍、第一加劲耳板、第二加劲耳板、预拉杆、上封口板和下封口板，上半圆约束管套装在圆形压管一段外侧上半圆上，下半圆约束管套装在上述对应段的圆形压管下半圆上，上封口板分别焊接在上半圆约束管的两端，下封口板分别焊接在下半圆约束管的两端，在上半圆约束管一端焊接有两个对称的第一加劲耳板，其另一端上封口板与圆形压管相应端焊接，在下半圆约束管另一端焊接有两个对称的第二加劲耳板，其一端的下封口板与圆形压管相应端焊接，两个预拉杆两端分别锚固在第一加劲耳板和第二加劲耳板之间，在上半圆约束管和下半圆约束管的外侧固定有若干个卡箍。

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种用于提高网架结构抗坍塌性能的采用卡箍式圆管约束的预应力可恢复钢压杆。

背景技术

网架结构由于受力合理、外形美观、经济性高，已得到工程界的认可，近年来发展十分迅猛。但在网架结构广泛应用的同时，其安全事故也时有发生。其中，由设计阶段结构荷载工况考虑不全面、加工阶段构件质量粗糙和使用阶段荷载超标等原因引起网架杆件承载力不足，进而引发杆件出现过大弯曲变形或破坏，是导致网架结构出现整体垮塌的常见问题。

在受压构件中设置约束构件，通过约束构件限制受压杆件的横向变形，避免低阶屈曲失稳的出现，可提升受压构件的承载力。屈曲约束对受压构件承载力的提升效果已得到验证，且其概念已被运用于结构的中心支撑中。近年来，对网架结构中的部分关键杆件采用屈曲约束技术，已被视为网架结构加固的重要手段。虽然约束构件能有效避免杆件的受压屈曲，但却无法解决杆件因材料屈服引起的刚度突变和承载力的不足。此外，杆件在发生屈服变形后卸载时仍会存在较大的残余变形，由于网架结构是超静定结构，因此杆件残余变形会引起结构产生较大内力，对结构的承载能力和抗坍塌的性能十分不利。

为进一步提高受压杆件的承载力，并控制杆件的残余变形，可将采用了后张预应力技术的约束构件引入网架结构中，对关键杆件进行加固。当杆件承担受压荷载时，首先约束构件可以避免杆件的受压屈曲，提高其承载能力；其次，预拉杆中施加的预张力能替杆件分担部分受压荷载，而预拉杆也能在杆件屈服后继续提高承载刚度，从而进一步增大构件的承载力；最后，预拉杆中的预张力还能减小结构卸载后杆件的残余变形，减低结构的内力。

针对现有网架结构的杆件加固存在的问题，本发明提出一种采用卡箍式圆管约束的预应力可恢复钢压杆，在有效提升杆件受压承载力的同时，还能减小由杆件残余变形引起的结构内力，实现增强网架结构抗坍塌性能的目的。

发明内容

本发明的发明目的是针对已有网架结构的受压杆件承载力不足和易产生残余变形的缺陷，而提供一种可有效提升杆件承载力和控制残余变形的采用卡箍式圆管约束的预应力可恢复钢压杆。

为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：

本发明的采用卡箍式圆管约束的预应力可恢复钢压杆，它包括：圆形压管、上半圆约束管、下半圆约束管、卡箍、第一加劲耳板、第二加劲耳板、预拉杆、上封口板和下封口板，其中：上半圆约束管套装在圆形压管一段外侧的上半圆上，下半圆约束管套装在上述对应段的圆形压管的下半圆上，上封口板分别焊接在上半圆约束管的两端，下封口板分别焊接在下半圆约束管的两端，在上半圆约束管的一端焊接有两个对称的第一加劲耳板，其另一端的上封口板与圆形压管相应端焊接，在下半圆约束管另一端焊接有两个对称的第二加劲耳板，其一端的下封口板与圆形压管相应端焊接，圆形压管穿过并固定在上半圆约束管、下半圆约束管、上封口板和下封口板所限定的空间内，两个预拉杆的两端分别锚固在上述第一加劲耳板和第二加劲耳板之间，沿着圆形压管的长度方向，在上半圆约束管和下半圆约束管的外侧固定有若干个卡箍。

本发明的采用卡箍式圆管约束的预应力可恢复钢压杆，其中：所述上半圆约束管的一端与下半圆约束管的一端是位于圆形压管长度方向的相同位置处，上半圆约束管的另一端与下半圆约束管的另一端是位于圆形压管长度方向的相同位置处。