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一种三重圆钢管屈曲约束支撑

  • 发布时间: 2024-08-30
预算 双方协商
基本信息
成果方:东北林业大学
合作方式:技术转让
成果类型:发明专利,
行业领域
其他
成果描述

一种三重圆钢管屈曲约束支撑,它涉及一种屈曲约束支撑。本发明的目的是要解决现有全钢约束部件存在耗能内芯直接与节点相连,导致无法对支撑内芯进行全范围约束,未对耗能圆管进行变截面处理,导致支撑在地震作用下塑性变形主要集中在圆管两端,及不能抑制耗能圆管的扭转变形的问题;三重圆钢管屈曲约束支撑由内约束管、耗能管、外约束管、插接件、垫环和扭转限位杆组成;所述内约束管、耗能管和外约束管由内至外依次套装在一起;优点:1、保证耗能内芯被全范围约束,提高支撑的稳定性;2、保证塑性变形主要集中在开槽区域。3、提高的疲劳性能。本发明主要用于制备三重圆钢管屈曲约束支撑。

应用范围

屈曲约束支撑是一种兼具普通支撑及金属阻尼器双重功能的新型支撑,它既可以在小震下给主体结构提供抗侧刚度和强度,又可以在大震时利用其自身的塑性变形消耗地震能量,减少甚至避免结构的破坏,因此得到了广泛的工程应用。

随着屈曲约束支撑工程应用的增加以及相关研究的开展,各种高性能屈曲约束支撑不断出现。目前,屈曲约束支撑按照约束部件以及组合情况可以分为三类:钢筋混凝土约束部件、钢与混凝土组合约束部件以及全钢约束部件。

采用钢筋混凝土约束部件及钢与混凝土组合约束部件的屈曲约束支撑存在的问题主要有:1、支撑制作精度要求高,尤其是在浇筑混凝土时,难以保证耗能内芯与约束构件之间的间隙满足设计要求;2、加工周期长,支撑在完成浇筑后至少需要进行7天的养护才能开展后续的制作安装;3、采用含有混凝土的约束部件自重较大,施工、运输及安装等费用高。

采用全钢约束部件的支撑其耗能内芯的截面形式一般为一字型、十字型、H型以及圆管型等,而目前采用圆钢管作为耗能内芯的屈曲约束支撑,其约束部件的截面形式也多为圆管,这类屈曲约束支撑存在的问题主要有:1、耗能内芯直接与节点相连,约束部件无法对支撑内芯进行全范围约束,即支撑内芯必然有部分暴露于约束部件以外,在大震作用下,该外露段易于发生失稳破坏;2、未对耗能圆管进行变截面处理,导致支撑在地震作用下塑性变形主要集中在圆管两端,即不能充分发挥钢材的耗能特性;3、轴向受压的耗能圆管不仅会产生压应变,还会因受扭产生剪应变,而现有的圆管型约束部件不能抑制耗能圆管的扭转变形,因此剪应变的存在将增加耗能圆管的塑性应变,进而降低支撑的疲劳性能。


前景分析

本发明原理及优点:

1、本发明一种三重圆钢管屈曲约束支撑中内约束管、耗能管和外约束管由内至外依次套装在一起,2个内约束管利用3个插接件连接在一起,且连接后的内约束管的长度大于耗能管,外约束管的长度大于耗能管,这样可以保证耗能内芯被全范围约束,避免未约束部分的耗能内芯在大震下出现失稳破坏,提高支撑的稳定性;而现有全钢约束部件是由节点板与耗能元件直接相连,这样耗能元件必然有部分暴露于外,在较大轴力下可能会发生失稳破坏;

2、本发明一种三重圆钢管屈曲约束支撑中耗能管的中部沿纵向开有槽孔,可以保证在地震作用下耗能管的塑性变形主要集中在开槽区域,耗能机制明确,避免了现有圆管屈曲约束支撑塑性变形主要集中于耗能内芯两端,而没有充分发挥钢材的耗能特性的缺点。

3、本发明一种三重圆钢管屈曲约束支撑中4个扭转限位杆依次穿过耗能管的槽孔和内约束管的扭转限位孔,内约束管上的扭转限位杆可以有效抑制耗能管的扭转变形,避免其因受压产生剪切变形,提高了三重圆钢管屈曲约束支撑的疲劳性能。

4、本发明一种三重圆钢管屈曲约束支撑中所有部件均为钢构件,相比于传统支撑重量更轻,易于运输、安装,且所有部件均可在工厂制作,加工精度易于保证。

5、本发明一种三重圆钢管屈曲约束支撑的截面形式为圆形,外表美观,更适用于对外观要求较高的重要建筑物。


联系方式

  • 联系人:

    鲁军凯

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    18633276657

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    黑龙江省哈尔滨市香坊区和兴路26号

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