[实用新型]一种组合钢管混凝土十字屈曲约束支撑

说明书

技术领域

本实用新型涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种组合钢管混凝土十字屈曲约束支撑。

背景技术

屈曲约束支撑是一种具有高承载力的轴向拉压构件和高效的耗能减震装置，它由芯板材料、约束芯板屈曲的套管和位于芯板和套管之间的无粘结材料及填充材料组成。这是一种受拉时同普通支撑而受压时承载力与受拉时相当且具有消能机制的支撑。屈曲约束支撑仅芯板与其他构件连接，所受的荷载全部由芯板承担，套管和填充材料仅约束芯板受压屈曲，使芯板在受拉和受压下均能进入屈服，因此，屈曲约束支撑的滞回性能优良。

屈曲约束支撑一方面可以避免普通支撑拉压承载力差异显著的缺陷，另一方面具有金属阻尼器的耗能能力，可以在结构中充当“保险丝”，使得主体结构基本处于弹性范围内。因此，屈曲约束支撑的应用，可以全面提高传统的支撑框架在中震和大震下的抗震性能。根据其在结构中的不同功能，屈曲约束支撑可分为承载型和耗能型。承载型屈曲约束支撑一般只在弹性阶段工作而不屈服，作为弹性二力杆为结构提供足够的刚度或传递结构内力，而耗能型屈曲约束支撑则可在弹塑性范围工作，在中、大震下通过拉压屈服耗散地震能量。

图1为现有技术的组合钢管混凝土式屈曲约束支撑的主视图，图2为现有技术的组合钢管混凝土式屈曲约束支撑的矩形钢管的主视图，图3为现有技术的组合钢管混凝土式屈曲约束支撑的一字芯板的爆炸图，图4为图1中A-A处剖视图，图5为图1中B-B处剖视图。如图1～5所示，现有的组合钢管混凝土式屈曲约束支撑的常见结构以及成型工序如下：首先，制作组成构件：一字芯板9(其中只有两端一小段的连接段上设置了加强肋板的构造而使得横截面为十字截面)、矩形钢管8、第一限位板3、第二限位板4、第一封板5和第二封板6，然后在矩形钢管8的内部灌注混凝土202，待混凝土202凝结后将各个组成构件组装并焊接成型。这种制作方法导致以下问题：

一、质量缺陷

在制作组合钢管混凝土过程中，需要将矩形钢管8竖立起来浇灌混凝土202，由于矩形钢管8形状的限制，造成振捣施工困难，难以保证矩形钢管8内部完全振捣密实，而且无法直接检查内部的密实情况，容易造成矩形钢管8内部出现空腔，进而诱发一字芯板9在空腔位置发生局部屈曲。另外，在制作过程中矩形钢管8竖立起来浇筑会引发涨管的问题，矩形钢管8的底部压强大，容易涨开，导致矩形钢管8在一端发生明显可见的形变。使得在组装屈曲约束支撑时由于矩形钢管8表面不平整而无法焊接组装。还有，涨管现象有可能导致一字芯板9预留变形缝隙减小，影响一字芯板9在轴力下的泊松效应，导致一字芯板9无法相对自由变形。

二、承载力缺陷

由于传统组合钢管混凝土屈曲约束支撑，只是在一字芯板9的两端分别增加两块加劲肋而变为十字截面，以满足连接段刚度大于耗能段的构造需求，而位于矩形钢管8的中部的芯板耗能段依旧采用一字截面，这就限制了屈曲约束支撑整体的承载能力，使屈曲约束支撑仅能满足4000kN以下的承载力需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种组合钢管混凝土十字屈曲约束支撑，以解决现有技术的组合钢管混凝土式屈曲约束支撑存在的质量缺陷、承载力缺陷的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种组合钢管混凝土十字屈曲约束支撑，包括十字芯板和两个槽钢混合约束构件；所述十字芯板为条状型板，其横截面呈十字形；所述槽钢混合约束构件为条状构件，其横截面呈凹字形；所述槽钢混合约束构件的侧壁为钢板、内部灌注混凝土；横截面呈凹字形的所述槽钢混合约束构件由横截面呈弓字形的弓形槽钢、混凝土和盖板组合而成；所述十字芯板相对的两个侧板分别设置于两个所述槽钢混合约束构件的凹槽之中。

进一步，所述盖板的厚度大于所述弓形槽钢的钢板厚度。该技术方案的技术效果在于：由于弓形槽钢的截面靠近其形心轴位置，对钢管的抗弯刚度贡献有限，且只作为模板使用，因此弓形槽钢的厚度可相对较薄，而远离形心轴的盖板的厚度可相对较大，这种设置方式能够最充分地发挥钢材对抗弯刚度贡献，节省用钢量。

优选地，所述弓形槽钢由钢板冷弯制成。该技术方案的技术效果在于：冷弯成型设备采用连续卷料生产，经冷弯成型后精确定长切断制件，一次成型、形状规则、长度精确、一致性好，成型工件外观好、强度高。由于冷弯工艺的生产效率高、可靠性高，所以能够大大降低设备的生产成本。