[发明专利]一种灌浆套管耗能元件

说明书

技术领域

本发明涉及固定建筑物结构工程领域，特别涉及一种耗能支撑，用于降低地震荷载效应对建筑物或构筑物结构的破坏。

背景技术

用于抗震的结构控制技术已成为建筑结构设计的主要研究对象。结构控制技术包括主动结构控制技术和被动结构控制技术。耗能支撑技术是被动控制技术中较常见的一种，是新建建筑的抗震设防和既有建筑的抗震加固提高结构抗震性能的一种非常实用的途径。现有被动控制技术中常用的耗能支撑主要有摩擦耗能减震支撑、粘性和粘弹性阻尼器耗能减震支撑、防屈曲金属耗能减震支撑等，但是这些支撑仅作为建筑结构中的非承重构件安装在柱间或抗震墙间，具有造价较高、震后不便于维修更换、加工精度要求高、安装复杂等缺点，限制了耗能支撑的广泛应用。

中国专利说明书CN101514570B(专利号ZL200910048898.9；公开日2009年8月26日)公开了另一种灌浆耗能套管，其构成为：包括内管和外管，内管和外管同轴搭接，外管和内管搭接段之间的缝隙设有膨胀水泥，膨胀水泥浆固化后形成膨胀水泥环。虽然，该套管在非地震状态时能做为建筑结构的承重构件，同时便于加工，较经济地解决建筑物的消能减震的技术问题，但是，存在的问题是：通过外管和内管搭接段缝隙之间的膨胀水泥浆的化学预应力，使膨胀水泥环和钢管的接触面压紧以增大摩擦系数，由于膨胀水泥环与钢管之间的发生摩擦时，膨胀水泥环会被磨损，导致其性能快速退化。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种能保证加工质量，有效增加套管之间摩擦的另一种灌浆套管耗能元件，同时，它又具有加工便捷，安装方便，经济可靠的优点，也能在非抗震状态时作为结构承重构件。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种灌浆套管耗能元件，包括内管和外管，所述内管的一端设有盖板，所述内管连同所述盖板沿管轴方向被分割成若干独立的单块，所述单块由管壁和盖板分割块组成，将所述分割成块的内管外壁贴于所述外管内壁插入所述外管中，形成内管插入段和内管外露段，所述分割成块的盖板处于所述内管插入段的端头，膨胀水泥浆通过内管外露段注入所述内管的插入段范围内，形成膨胀水泥浆体柱。

作为上述方案的一种优化，所述内管和外管为圆管，所述内管连同所述盖板被均匀分割成两部分，所述单块由截面为半圆的管壁和半圆形的盖板分割块组成。即将连带有半圆形盖板的半柱体壁紧贴外管内壁插入外管中。圆管的各方形受力均匀，能较好地实现本发明的传力原理，将内管由相同的两个带半圆形盖板的半个圆柱体构成，加工方便易行。

作为上述方案的一种优化，膨胀水泥浆体柱中可配置钢筋。钢筋可纵向沿管长方向配置，也可横向沿管周长方向配置，或者，纵向和横向钢筋同时布置，当然，也可以配置螺旋形钢筋等，任意现有的配筋方式均可。

作为上述方案的一种优化，膨胀水泥浆中可掺有纤维或砂。其中，纤维包括碳纤维和钢纤维等。

本发明的有益效果在于：膨胀水泥浆体柱通过化学预应力，挤压内管，从而使滑动摩擦发生在内管和外管之间的接触面上，而不是发生在膨胀水泥浆与内、外管壁之间，能够使耗能元件的性能保持稳定，多次滑动后不退化。在正常使用状态下，该发明可以承受很大的轴向荷载，并具备和普通支撑一样的刚度；而在地震荷载作用下，该发明通过内外管的直接接触滑动来消耗和吸收地震能量。本发明在加工精度上没有太高的要求，节省钢材，造价低廉。本发明在震灾中破坏失效后，仅需对支撑耗能元件进行更换即可。采用该支撑对结构设计人员无额外工作量，现场安装简便，无特殊技术要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明图1的A-A剖面图。

图3为本发明的盖板示意图。

图4为本发明膨胀水泥浆体柱中配置沿管长方向纵向设置钢筋的示意图。

图5为本发明膨胀水泥浆体柱中配置沿管周长横向设置钢筋的示意图。

具体实施方式

下面接合附图，对本发明的优选实施例进行详细的介绍。