一种连接壳体间杆件的耗能构件的制作方法

本发明属于土木工程中的壳体建筑领域，涉及一种连接壳体间杆件的耗能构件。

背景技术：

大跨空间结构是目前发展最快的结构类型。大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展状况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。大跨度空间壳体结构是曲面型的网格结构,兼有杆系结构和薄壳结构的固有特性,具有受力合理,覆盖跨度大,刚度大、自重轻、造型丰富美观，综合技术经济指标好的特点,是大跨度大空间结构的主要结构形式之一，有的广阔发展前景。而矩形钢管单层球壳钢结构厚度较薄,具有简洁通透、节省投资等优点。

壳体结构广泛应用于各种大型场馆建设中，场馆不仅跨度大，需高空作业，而且施工技术复杂，工期紧，要求结构轻巧。另外，从工程重要性来讲，对其壳体结构的坚固耐用也有很高的要求。然而，目前对壳体结构与主体结构的连接件研究尚显不足，更缺乏能支持工程设计理论和方法的科学与技术储备。因此，开展大跨度壳体结构与主体结构的连接件研究显得非常迫切。大跨度结构一般设计复杂，施工难度较大。而连接件模型简单，设计简单。耗能构件自1995年阪神大地震后在日本开始兴起，并逐渐传到美国、中国台湾地区等，自2010年上海世博会后，耗能构件在我国开始大范围的使用。耗能构件具有滞回性能稳定、耗能能力大、长期可靠并不受环境与温度影响的特点。

而在壳体结构中，连接件是比较脆弱的其中一个部位，如果连接处破坏则无法修复。因此使用耗能构件，在破坏时优先破坏耗能构件。且耗能构件易于更换，成本低，就有了广阔的应用领域。

普通连接件在破坏时无法消耗较大的能量，因此破坏范围较大并且不易修复。

而耗能构件能大量消耗能量并保护其他结构尽量避免损坏，降低修复成本及难度，最大程度保护壳体结构的安全。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种连接壳体间杆件的耗能构件，该耗能构件能够大量消耗能量，最大程度保护壳体结构的安全性，且修复成本低。

为达到上述目的，本发明所述的连接壳体间杆件的耗能构件包括套筒、耗能型钢芯板及若干根预应力索，其中，耗能型钢芯板及各根预应力索均穿过套筒，且耗能型钢芯板与套筒之间固定连接，各根预应力索沿周向依次分布，且套筒与耗能型钢芯板及预应力索之间填充有消能填充材料，各根预应力索的端部与连接壳体间的杆件相连接。

耗能型钢芯板与套筒之间通过高强度螺栓固定连接。

所述套筒通过铝板制作而成，且套筒的横截面为矩形。

耗能型钢芯板的横截面为十字形结构，预应力索的数目为四根，且四根预应力索沿周向等间距分布。

套筒的外壁上涂覆有防腐蚀涂层。

耗能型钢芯板由四块型钢通过点焊制作而成。

消能填充材料由泡沫铝制成。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的连接壳体间杆件的耗能构件在使用时，通过预应力索拉动消能填充材料，通过耗能填充材料与套筒及耗能型钢芯板之间相互摩擦，以提高耗能构件对能量的吸收，从而最大程度保护壳体结构的安全性。另外，需要说明的是，耗能型钢芯板与套筒之间通过高强螺栓固定连接，当耗能型钢芯板或者套筒破坏后，更换较为方便；套筒通过铝板制作而成，套筒的外壁上涂覆有防腐蚀涂层，以提高构件的耐久性及耐腐蚀性，质量较轻，且方便搬运及安装，破坏时，优先破坏耗能型钢芯板，套筒可以重复利用，环保节约；耗能型钢芯板由型钢通过点焊而成，破坏失效后，可回收再利用。

进一步，消能填充材料由泡沫铝制成，具有轻质、高强度及良好的吸收能量的特点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明使用时的结构示意图。

其中，1为套筒、2为防腐蚀涂层、3为耗能型钢芯板、4为高强度螺栓、5为预应力索、6为消能填充材料。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1及图2，本发明所述的连接壳体间杆件的耗能构件包括套筒1、耗能型钢芯板3及若干根预应力索5，其中，耗能型钢芯板3及各根预应力索5均穿过套筒1，且耗能型钢芯板3与套筒1之间固定连接，各根预应力索5沿周向依次分布，且套筒1与耗能型钢芯板3及预应力索5之间填充有消能填充材料6，各根预应力索5的端部与连接壳体间的杆件相连接。

耗能型钢芯板3与套筒1之间通过高强度螺栓4固定连接；所述套筒1通过铝板制作而成，且套筒1的横截面为矩形；耗能型钢芯板3的横截面为十字形结构，预应力索5的数目为四根，且四根预应力索5沿周向等间距分布；套筒1的外壁上涂覆有防腐蚀涂层2；耗能型钢芯板3由四块型钢通过点焊制作而成；消能填充材料6由泡沫铝制成；高强度螺栓4为性能在8.8级以上的螺栓，由高强度钢制成。

参考图3，本发明的安装过程为：将耗能构件与杆件通过螺栓固定与浇筑在主体结构内的预埋件相连接，其中，预埋件通过螺栓与杆件相连接，耗能构件通过螺栓固定于预埋件上，预埋件通过螺栓固定于主体结构中的肋上。

上述实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的保护范围以权利要求书为准。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种连接壳体间杆件的耗能构件，包括套筒、耗能型钢芯板及若干根预应力索，其中，耗能型钢芯板及各根预应力索均穿过套筒，且耗能型钢芯板与套筒之间固定连接，各根预应力索沿周向依次分布，且套筒与耗能型钢芯板及预应力索之间填充有消能填充材料，各根预应力索的端部与连接壳体间的杆件相连接，该耗能构件能够大量消耗能量，最大程度保护壳体结构的安全性，且修复成本低。

技术研发人员：矫璐超;常玉珍;龙彦鹏
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：2018.10.18
技术公布日：2018.12.18