多段连接超长尺度防屈曲支撑制造技术

本实用新型专利技术是一种多段连接超长尺度防屈曲支撑。防屈曲支撑包括多个分段，每个分段包括钢芯、外包于钢芯工作段的钢套管、钢套管内填的混凝土，以及处于钢芯和内填混凝土之间的柔性材料，各分段在对接段内进行对焊连接组合，钢芯表面铺装柔性材料，装配对接封闭套管，内填混凝土并密封。各组合工作段在对接段内通过对接段水平向槽形焊口以及对接段竖向槽形焊口连接，本实用新型专利技术用于制作10～50米长度、长细比可达30的防屈曲支撑。可在大型电厂空冷平台结构、大型及特殊工业建筑、大空间结构及某些高层建筑中使用，既可增加结构刚度，提高建筑物的功能性，又可在设防烈度、罕遇烈度乃至超大规模地震下通过自身的屈服耗能来保护主体结构。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于土木工程结构消能减震(振)
，主要用于土木结构工程、建筑结构工程。适宜在大型电厂空冷平台结构、大型及特殊工业建筑、大空间结构及某些高层建筑中安装使用。
技术介绍
在土木工程结构体系的重要节点之间设置一定数量的防屈曲支撑可代替普通支撑，可防止受压屈曲现象，达到增加结构抗侧刚度、消耗地震能量、提高抗震能力、有效保护结构及设施的效果。防屈曲支撑是一种消能减震构件，滞回曲线饱满，可使结构获得较大阻尼比，降低地震作用；还可改变结构体系的传力规律，缓解其它抗侧力构件所承担的地震剪力；在地震发生时，还可将大量非弹性变性吸纳于防屈曲支撑套管内部，是主体结构处于弹性、准弹性状态，消能减震效果优异。若经大震损坏还可更换，且不影响结构的正常使用。 普通防屈曲支撑长度范围从3米到20米不等，虽然可满足一般建筑结构消能减震的需要，但在大型电厂空冷平台结构、大型机库、大型铁路站场等特殊工业建筑或大空间结构以及某些高层建筑中应用防屈曲支撑消能减震技术而大受影响。制作长度更大的防屈曲支撑，主要是受到钢芯母材尺寸(如热轧型材、板材)、机械加工(如铣床切削)条件、现场起重(起重量及起重所需空间)条件等方面的限制。而制作长度超过20米或长细比超过30的超长构件，更是难以实现。
技术实现思路
本技术提出了一种多段连接超长尺度防屈曲支撑构造，长度可达20 50米，10 20米长度的防屈曲支撑也可采用，长细比可达30。在保证提供侧移刚度满足结构物正常工作需求以及消能减震的前提条件下，解决了因型材、机加工及施工安装所遇到的问题，为抗风、减振、消能减震提供可选择的产品。为了实现上述效果，本技术设计一种多段连接超长尺度防屈曲支撑，其特征在于防屈曲支撑包括多个分段，每个分段包括钢芯、外包于钢芯工作段的钢套管、钢套管内填的混凝土，以及处于钢芯和内填混凝土之间的柔性材料，各分段在对接段内进行对焊连接组合，钢芯表面铺装柔性材料，装配对接封闭套管，内填混凝土并密封。各组合分段在对接段内通过对接段水平向槽形焊口以及对接段竖向槽形焊口连接，对接段水平向槽形焊口、对接段竖向槽形焊口位置上相互错开，且设置在处于工作段切削弧范围以外的对接段之内。本技术的钢芯可以在设计控制位移下屈服耗能，不发生屈曲失稳。在钢芯表面上铺装柔性材料，厚度由设计确定，用以减少钢芯与约束单元间的摩擦，保证钢芯顺畅的伸缩变形，获得优秀的滞回耗能性能。本技术的中部某个对接段具有对接和限位卡的双重作用，可保证钢芯与约束单元之间的位置相对固定，限位卡不需另行设置。本技术可采用螺栓连接、铰接、焊接，或半焊接半螺栓连接等多种连接方式与主体结构的关键节点连接。与现有防屈曲支撑技术相比，本技术采用分段制作、现场对接组装、现场吊装连接，可制作出并顺利安装中等尺度、超长尺度(10-50米)的防屈曲支撑产品。屈服承载力、弹性刚度及弹塑性刚度可按设计进行控制。对于提高大型结构的功能性、调整结构薄弱部位、消减地震能量、降低地震反应具有明显作用。附图说明图I :多段连接超长尺度防屈曲支撑布置方式示意图，其中(a)纵向分散布置，(b)纵向集中布置，(C)纵向交叉布置，(d)横向分散，(e)横向集中布置，(f)横向交叉布置。图2 :4分段支撑纵剖面图，其中I钢芯，2钢套管及内填混凝土，3切削弧，4端部间隙材料，5内部间隙材料，6表面柔性材料，7对接段水平向槽形焊ロ，8对接段竖向槽形焊ロ，9外部吊点，10内部吊点，11内部对接段封闭套管及膨胀材料，12中部对接段封闭套管及膨胀材料，13表面柔性材料边界。 图3 :对接段槽形焊ロ构造。图4:对接段封闭套管构造，其中14封闭套管焊ロ，15封闭套管密封盖。具体实施方式安装本技术可根据实际需要选用分散布置方案(图Ia)、集中布置方案(图Ib)以及交叉布置方案(图Ic)等。根据实际所需长度，经设计确定分段数。一般可分为2 4段。本技术主要由多段钢芯I、多段钢套管及内填混凝土 2、粘贴于钢芯I表面柔性材料6、多处端部间隙材料4和5、对接段构造(水平向槽形焊ロ 7、竖向槽形焊ロ 8、内部对接处封闭套管及内填混凝土材料11、中间对接段封闭套管及膨胀材料12、封闭套管密封盖15)等组成。钢芯I可选用十字形钢板截面、错十字角钢组合形式、一字形截面形式、エ字形截面形式等，钢管选用矩形、方形、圆形或正多边形等。柔性材料可选用硅胶或其它高分子材料。各分段支撑在エ厂制作加工钢芯I (包括对接段端部构造7、8)、端部间隙材料4或5、铺设柔性材料(6)等、设置钢套管及内填混凝土、外部防护处理等。现场对接激光放线、预起拱、对接塞焊、焊缝超声检测、铺设表面柔性材料6(中间对接段无此步骤)、设置封闭套管11、现场焊接14、内填膨胀混凝土材料、封ロ 15、外部防护处理。现场吊装连接按吊装点(9、10)吊装，按设计倾角就位，现场连接。最后应说明的是以上实施方式仅用以说明本技术而并非限制本技术所描述的技术方案。因此，尽管本说明书參照上述实施方式对本技术进行了详细说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，一切不脱离本技术的思路和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多段连接超长尺度防屈曲支撑，其特征在于：防屈曲支撑包括多个分段，每个分段包括钢芯、外包于钢芯工作段的钢套管、钢套管内填的混凝土，以及处于钢芯和内填混凝土之间的柔性材料，各分段在对接段内进行对焊连接组合，钢芯表面铺装柔性材料，装配对接封闭套管，内填混凝土并密封。

【技术特征摘要】
1.ー种多段连接超长尺度防屈曲支撑，其特征在于防屈曲支撑包括多个分段，每个分段包括钢芯、外包于钢芯工作段的钢套管、钢套管内填的混凝土，以及处于钢芯和内填混凝土之间的柔性材料，各分段在对接段内进行对焊连接组合，钢芯表面铺装柔性材料，装配对接封闭套管，内填...

【专利技术属性】
技术研发人员：高向宇，张逊，李建勤，程鹏雁，李亚鹏，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：