一种灌浆套管耗能元件制造技术

本发明专利技术涉及固定建筑物结构工程领域的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的插入段端头，膨胀水泥浆通过内管外露段注入所述内管插入段范围内，形成膨胀水泥浆体柱。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术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，本专利技术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勻分割成两部分，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勻，能较好地实现本专利技术的传力原理，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。本专利技术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，该专利技术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，该专利技术通过内外管的直接接触滑动来消耗和吸收地震能量。本专利技术在加工精度上没有太高的要求，节省钢材，造价低廉。本专利技术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为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术图1的A-A剖面图。图3为本专利技术的盖板示意图。图4为本专利技术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为本专利技术膨胀水泥浆体柱中配置沿管周长横向设置钢筋的示意图。具体实施例方式下面接合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的介绍。如图1所示，内管1外壁贴于所述外管2内壁插入外管中，形成了内管插入段3和内管外露段5，盖板4位于内管插入段的内端，盖住内管1的端部。图2为图1的A-A剖面图，如图2所示，内管由两块截面为半圆形的管壁9拼接而成。同时，如图3所示，盖板为两块半圆型的盖板分割块10拼接而成，每块盖板分割块10的圆弧边分别于所述两块管壁中的一块连接，盖板分割块10的直径边相互拼接，形成盖板整体。如图1所示，膨胀水泥浆通过内管外露段5注入内管插入段3内，形成膨胀水泥浆体柱。以上仅为一种优选的实施例的示意。本专利技术中的管壁可为多块，即带有盖板的内管可沿管轴方向分割为多块，固结后膨胀水泥柱对内管壁产生压力，挤压内管，管壁上的分隔缝能使内管发生微小的变形，从而使内管挤压外管。盖板随内管管壁的分隔，也可被分为多块，盖板随管壁分隔的目的是为了不约束内管的向外变形和传力。当地震作用时，内外管在地震力作用下发生往复相对位移时，滑动面上的摩擦力做功消耗地震输入结构的能量，起到消能减震的作用。图4为本专利技术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为本专利技术膨胀水泥浆体柱中配置沿管周长横向设置钢筋的示意图。配置钢筋的方式可采用现有技术中任意一种。与中国专利说明书CN101514570B公开了一种灌浆套管耗能元件相比，本专利技术不需要预留开设灌浆孔，只需要通过内管的外露段的任何位置注入膨胀水泥浆即可。由于膨胀水泥浆抗压强度高，但受拉力易发生碎裂，因此可在膨胀水泥浆中配置钢筋，或掺入纤维，纤维的加入在极大程度上改善了膨胀水泥浆的受力性能，提高了该种专利技术的承载力和滞回耗能性能。膨胀水泥浆中添加的纤维包括碳纤维和钢纤维等，纤维种类、掺量需按工程实际情况选取。为了减少水泥浆液化后的收缩，也可在膨胀水泥浆中可混入砂。本专利技术的耗能减震性能主要由元件尺寸和膨胀水泥浆体的膨胀率决定，膨胀剂的选取，其膨胀水泥浆的配合比很大程度上影响着该种专利技术的性能。本专利技术的一般制作步骤根据本专利技术的元件承载力等级确定内外管的具体尺寸和内管的插入长度。将内管分割为若干长条形块壁，将盖板根据内管的分隔数量分割成块，完成盖板分割块与管壁的连接。可采用硅胶、胶泥或泡沫塑料等其他临时柔性的填堵材料卡入盖板分割块之间，可有效保证后续灌浆时，膨胀水泥浆不从盖板分割块之间的缝隙中漏出。当然，由于盖板分割块之间只是缝隙，也可以不采取上述临时填堵的措施，只是会发生轻微的漏浆现象。将带有盖板的内管插入外管内，使内管的外壁与外管的内壁紧贴。然后通过内管的外露段的任一位置注入膨胀水泥浆，填堵内管的插入段，最后进行膨胀水泥浆的养护。以上对本专利技术实施例所提供的一种灌浆套管耗能元件进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本专利技术实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制，凡依本专利技术设计思想所做的任何改变都在本专利技术的保护范围之内。权利要求1.一种灌浆套管耗能元件，包括内管(1)和外管0)，其特征在于所述内管(1)的一端设有盖板G)，所述内管(1)连同所述盖板(4)沿管轴方向被分割成若干独立的单块，所述单块由管壁(9)和盖板分割块(10)组成，将所述分割成块的内管(1)外壁贴于所述外管 ⑵内壁插入所述外管⑵中，形成内管插入段和内管外露段，所述分割成块的盖板⑷处于所述内管插入段的端头，膨胀水泥浆通过所述内管外露段注入所述内管插入段范围内， 形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶雷，
申请(专利权)人：上海同育建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：