[发明专利]混凝土填充的颈部加强防屈曲支撑

说明书

(一)技术领域

本发明属于结构工程抗震技术领域，涉及一种混凝土填充的防屈曲支撑。

(二)技术背景

地震灾害对人们的生命安全造成了极大的影响，而这些灾害主要是由于地震过程中建筑结构发生过大的变形损坏或倒塌引起的。为了控制建筑结构特别是高层建筑结构在风荷载和地震荷载下的动力响应，经常采用一些机械装置耗散风振和地震作用引入的能量，从而达到保护主要承重构件的目的，这就是结构控制的概念。目前，结构控制的研究和应用方向主要分为被动控制、半主动控制、主动控制和混合控制几种。其中，被动控制技术因其构造简单可靠、耗能性能稳定、价格低廉、维护方便而被广泛应用于工程建设，或用于改善已有老旧建筑物的抗震或抗风性能之中。

框架-防屈曲支撑体系作为一种近年来用于高层建筑抗侧力体系的新型形式得到应用。防屈曲支撑的应用改善了传统支撑体系受压支撑屈曲后导致的整体抗侧刚度不足的问题，同时防屈曲支撑也作为一种高效的耗能减震装置，改善结构的整体滞回性能。防屈曲支撑主要由核心屈服构件、约束构件以及二者之间的无粘结材料或间隙组成。

但是在实际应用中，防屈曲支撑存在着一定的问题：(1)防屈曲支撑在受力性能上存在着拉压不对称性，主要是由于外约束构件参与作用，导致核心屈服构件承载力上升；(2)在核心屈服构件的颈部(无约束部分)容易发生局部屈曲，导致防屈曲支撑失效。

(三)发明内容

本发明旨在解决防屈曲支撑在实际应用中存在的上述缺点，提出一种新型的混凝土填充的颈部加强防屈曲支撑。

本发明安装在结构中具有相对变形位置上，安装时通过销钉将构件与结构中的预埋构件连接，保持二力杆的受力形态。在受压时采用颈部加强件保证了核心钢管没有不受约束的部分，保证颈部不出现局部屈曲。同时合理的无粘结作法保证了支撑在受压时约束构件不参与作用，承载力保持拉压对称。本发明作为结构支撑构件和耗能元件安装在结构中，在风荷载和小震作用下，保持弹性受力状态，为结构提供足够的抗侧刚度，保证正常的使用状态；在遭受超过设防烈度等级的地震作用时，本发明进入塑性工作状态并耗散地震能量。另外，本发明结构简单，现场安装方便；提供了对称的拉压受力性能，不对节点产生设计以外的多余作用力，同时具备耗散地震作用和风荷载引入的振动能量，保护结构的主要构件；不出现局部屈曲失效，构件可靠度高。

本发明的混凝土填充的颈部加强防屈曲支撑，包括有核心钢管1，约束钢管2，端头3，颈部加强件一4，颈部加强件二5，薄铁皮6，填充混凝土或砂浆7，端头3和核心钢管1连接形成受力整体，填充混凝土或砂浆7填充在核心钢管1中以及核心钢管1与约束钢管2之间，核心钢管1内外包裹薄铁皮6起无粘结作用，颈部加强件一4和颈部加强件二5安装在核心钢管1的端部，使核心钢管1不发生严重的局部屈曲变形。

依照本发明实施例所述，颈部加强件一4为钢管开十字形槽，槽口朝外安装在约束钢管2两端的内侧。

依照本发明实施例所述，颈部加强件二5为钢管切割出十字形，与颈部加强件一4咬合。

依照本发明实施例所述，新型无粘结做法为在核心钢管1内外均包裹薄铁皮6，铁皮与核心钢管之间保持一定的间隙。

依照本发明实施例所述，填充混凝土或砂浆7填充在核心钢管1内以及核心钢管1与约束钢管2之间的空隙内。

本发明的有益效果：

结构简单，现场安装方便；提供了对称的拉压受力性能，不对节点产生设计以外的多余作用力，同时具备耗散地震作用和风荷载引入的振动能量，保护结构的主要构件；不出现局部屈曲失效，构件可靠度高。

(四)附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明实施例一的整体示意图。

图2是本发明实施例一去除约束构件的示意图。

图3是本发明实施例一颈部和中部的剖面图。

图4是本发明实施例一的端头三视图。

图5是本发明实施例一的颈部加强件一的示意图。

图6是本发明实施例一的颈部加强件二的示意图。

图7是本发明实施例一的新型无粘结做法。

图8是本发明实施例二的中部剖面图。

图9是本发明实施例二的颈部加强件一的示意图。

图10是本发明实施例二的颈部加强件二的示意图。

图中1.核心钢管，2.约束钢管，3.端头，4.颈部加强件一，5.颈部加强件二，6.薄铁皮，7.填充混凝土或砂浆，8.核心钢管，9.约束钢管。

(五)具体实施方法

实施例一