全角钢式防屈曲支撑构件及其加工方法技术

全角钢式防屈曲支撑构件及其加工方法，它涉及一种防屈曲支撑构件及其加工方法。本发明专利技术解决了现有的全钢防屈曲支撑构件存在由于自身结构带来的焊接量大、生产工艺复杂的问题，以及焊接量大导致无法保证加工质量以及实际工程的安装质量等问题。本发明专利技术所述两个角钢件（７－１）相对夹在支撑内芯（５）的外侧并固接成一体，所述四个等边角钢件（５－１）肢壁背面相靠并固接形成十字型截面，所述每个等边角钢件（５－１）的两肢壁之间固装有两个加劲肋（６）。本方法的步骤是加工支撑内芯、安装加劲肋、安装外包约束构件。本发明专利技术具有焊接量较少、生产工艺简便、力学性能优越且便于分析设计、能确保实际工程的安装质量的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种防屈曲支撑构件，具体涉及一种主要用于建筑结构工程领 域中的抗侧力构件(也是一种耗能减震装置)以及其加工方法。
技术介绍
现有的防屈曲支撑构件存在以下不足之处。对于方钢管约束十字形焊接芯板的传统全钢防屈曲支撑形式，其支撑节点板3分别与十字形芯板1的两端面 焊接在一起。由于外套方钢管2的截面比支撑节点板3的截面小，因此另外一 端的支撑节点板3必须在十字形芯板1插入钢管2之后再通过全融透对接焊缝 与十字形芯板的另一端面连成一体(参见图1 2)。上述现有的防屈曲支撑 构件存在生产制作时焊接量大(十字形芯板1、支撑节点板3均需要焊接而成， 支撑节点板3与十字形芯板1的两端面需要焊接)，焊接量大会造成以下两类 主要问题一、 支撑构件的加工质量问题首先，支撑节点板3以及十字形芯板1各板件之间大量的长线焊接所造成 的板件的残余变形，会使十字形芯板1在插入钢管2的过程中与钢管内壁发生 接触从而产生过大的摩擦力，这种摩擦力甚至会造成十字形芯板1无法穿越钢 管，对其加工制作造成一定障碍。另一方面，当支撑节点板3与十字形芯板1 的两端面之间进行全融透对接时，局部的热应力会使十字形芯板1与其两端的 支撑节点板3之间产生相对的焊接翘曲变形，造成支撑节点板3与十字形芯板 1的中心线不重合而产生偏心，这样会对支撑在实际工程中的安装带来施工上 的困难。以上所述充分表明，现有的(传统的)全钢防屈曲支撑构件在生产加 工方面的缺陷无法保证其成品的加工质量以及实际工程的安装质量。二、 支撑的力学性能缺陷首先，焊接残余变形所造成的支撑节点板3与十字形芯板1之间的相对偏 心会严重降低支撑构件的整体稳定性，而这种由加工随机误差所造成的相对偏心量是研究人员和工程设计人员无法如实考虑的因素，因此无法从设计上确保其具有可靠的稳定承载力；另外，板件之间的焊接所产生的热应力会大大降低 十字形芯板1的低周疲劳寿命，当十字形芯板1进入大塑性应变时此类问题尤 为突出，会造成十字形芯板1在地震过程中提前发生断裂而不能够充分发挥其 耗能能力，而这种焊接所造成的对低周疲劳寿命的影响也是研究人员无法准确 估计的。最后，在设计方面，焊接还会显著改变内芯的实际屈服轴力，使得设 计屈服轴力与实际屈服轴力不一致，从而可能造成在中震作用下，支撑构件不 能够先于结构屈服继而达不到保护主体结构的目的。以上所述充分说明，现有 的(传统的)全钢防屈曲支撑构件的力学性能缺陷使工程设计人员无法从设计 上确保其具有可靠的稳定性能及低周疲劳性能，同时也无法确保支撑构件能够 先于结构屈服，这些因素都会造成此类支撑构件的设计性能与实际性能大相径胜o综上所述，由于现有的(传统的)全钢防屈曲支撑构件在生产加工和力学 性能上的缺陷，人们很难在设计方法甚至实际应用上对现有的全钢防屈曲支撑 构件的实际性能提供可靠的技术保障。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有的全钢防屈曲支撑构件存在由于自身结构带来的焊 接量大、生产工艺复杂的问题，以及焊接量大导致无法保证加工质量以及实际 工程的安装质量、无法从设计上确保其具有可靠的稳定性能及低周疲劳性能， 同时也无法确保支撑构件能够先于结构屈服的问题，进而提供了一种全角钢式 防屈曲支撑构件及其加工方法。 '本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种全角钢式防屈曲支撑构 件，它包括支撑内芯、外包约束构件，所述外包约束构件由两个角钢件组成， 所述两个角钢件相对夹在支撑内芯的外侧并固接成一体，所述防屈曲支撑构件 还包括八个加劲肋，所述支撑内芯由四个等边,钢件组成，所述四个等边角钢 件肢壁背面相靠并固接形成十字型截面，所述每个等边角钢件的两肢壁之间固 装有两个加劲肋。所述的全角钢式防屈曲支撑构件的加工方法是按照以下步骤实现的步骤 一、将四个等边角钢件肢壁背面相靠并固接形成十字型截面的支撑内芯；步骤二、将八个加劲肋分别固装在每个等边角钢件的两肢壁之间；步骤三、将两个 角钢件相对夹在支撑内芯的外侧并固接成一体；步骤四、完成全角钢式防屈曲 支撑构件的加工。本专利技术具有以下有益效果本专利技术具有焊接量较少、生产工艺简便、力学 性能优越且便于分析设计、能确保实际工程的安装质量的优点。本专利技术的优点具体表现在以下几个方面 一、支撑内芯及外包约束构件直接采用市场上的现 成等边角钢一次切割加工而成，取材统一且价格低廉；二、避免了支撑内芯屈 服段相邻板件之间的焊接，大大简化了生产工艺，保证了成品的质量，同时又 减少了支撑内芯的生产加工缺陷以及力学性能缺陷；三、外包约束构件采用双 角钢拼接方式代替传统的方钢管，避免了整体节点弹性段Lc (支撑节点板) 与支撑内芯的两端面的对接，减少了焊接所引起的焊接残余变形，支撑构件的 施工安装质量以及实际性能都得到可靠保证；四、由于减少了传统生产方式所 造成的各种生产加工缺陷以及力学性能缺陷，使得全角钢式防屈曲支撑构件更 加便于工程师分析与设计，因此能够保证支撑构件的实际性能与设计性能的一 致性；五、支撑内芯以及外包约束构件之间无需设置无粘结材料或设置专门的 部件来预留两者之间的间隙，只需要在内芯角钢的肢尖处作简单的机械倒角处 理便能够预留间隙，进一步简化了其生产工艺，同时又可以减少内芯与约束构 件之间的摩擦力，使得两者分工更加明确。附图说明图1是现有的全钢防屈曲支撑构件的结构及其生产加工流程示意图，图2 是图1的A-A剖视图，图3是本专利技术的生产加工流程示意图，图4是支撑内芯 其中一根等边角钢件的立体图，图5是外包约束构件中的一个角钢件的立体 图，图6是加劲肋的立体图，图7是图3的B-B剖视图，图8是图3的C-C 剖视图，图9是图3的D-D剖视图，图10是图3的E-E剖视图，图11是图7 的F部放大图，图12是图8的G部放大图，图13是图9的H部放大图，图 l4是图10的I部放大图，图15是本专利技术的主视图(没有画出外包约束构件7)， 图16是本专利技术的主视图，图17是本专利技术的实际工程安装示意图，图18是图 17的J-J剖面图。具体实施方式具体实施方式一如图3 14所示，本实施方式所述的全角钢式防屈曲支撑构件，它包括支撑内芯5、外包约束构件7，所述外包约束构件7由两个角 钢件7-1组成，所述两个角钢件7-1相对夹在支撑内芯5的外侧并固接成一体， 所述防屈曲支撑构件还包括八个加劲肋6，所述支撑内芯5由四个等边角钢件 5-1组成，所述四个等边角钢件5-l肢壁背面相靠并固接形成十字型截面，所 述每个等边角钢件5-1的两肢壁之间固装有两个加劲肋6。所述八个加劲肋6 均沿与四个等边角钢件5-l的两肢壁呈45。方向放置。上述支撑内芯5中的每个等边角钢件5-1均经由火焰切割一次加工而成， 然后在角钢的棱角处作刨边平滑处理，最后在角钢肢尖F处作倒角处理以预留 与外包约束构件7之间的间隙(参见图7)。在外包约束构件7的肢尖位置作 倒角平滑处理，然后把支撑内芯5定位在外包约束构件7中间，并在外包约束 构件7的相邻肢尖H处沿纵向进行焊接，即把双等边角钢7连为一体(参见图 9)。具体实施方式二如图3 14所示，'本实施方式所述四个等边角钢件5-1 均由两段支撑节点连接段5-1-1、两段斜面过渡段5-1-2、中间段5-l-3组成， 所述两段斜面过渡段5-卜2分别设置在中间段5-1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全角钢式防屈曲支撑构件，它包括支撑内芯（５）、外包约束构件（７），其特征在于所述外包约束构件（７）由两个角钢件（７－１）组成，所述两个角钢件（７－１）相对夹在支撑内芯（５）的外侧并固接成一体，所述防屈曲支撑构件还包括八个加劲肋（６），所述支撑内芯（５）由四个等边角钢件（５－１）组成，所述四个等边角钢件（５－１）肢壁背面相靠并固接形成十字型截面，所述每个等边角钢件（５－１）的两肢壁之间固装有两个加劲肋（６）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊贤，吴斌，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[]