[發明專利]FRP型材防屈曲支撐結構

有效

• 申請號: 201310139203.4
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN103216023A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 潘鵬;葉列平;陸新征;胥曉光;陳浩文;曹海韻
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術領域

本發明屬于土木工程結構減震技術領域，具體涉及一種快速工業化生產的FRP型材防屈曲支撐結構。

背景技術

框架結構包括鋼筋混凝土框架結構和鋼框架結構，是當今全球范圍內使用最為普遍的結構形式，其具有可設計性強，自重較輕，經濟性好等顯著優勢，然而當遭遇地震等橫向作用時則容易出現層間位移過大而影響后期使用甚至因強度不足而破壞，倒塌的現象。為使建筑結構具有較強的抵抗地震等外力破壞的能力，經常需要在框架結構中增設耗能構件。

常見的耗能構件有粘滯型阻尼器、粘彈性阻尼器、摩擦型阻尼器、磁流變阻尼器、防屈曲支撐等。其中防屈曲支撐因其安全性與經濟性較好且易于更換等優點，在工程中應用較多。目前防屈曲支撐的外核形式一般多采用鋼管混凝土、鋼筋混凝土或純鋼等進行約束。鋼管混凝土形式的防屈曲支撐約束效果較好，但卻存在施工較慢，自重較大等缺點，鋼筋混凝土防屈曲支撐則有因為混凝土開裂而剛度下降，同時自重較大等問題，純鋼防屈曲支撐雖然自重較輕，卻存在經濟性問題。以上防屈曲支撐的缺點從某種程度上限制了防屈曲支撐的推廣應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種構造簡單、便于工廠快速化生產，利用FRP材料實現輕質高強的防屈曲支撐，用以解決現有技術中防屈曲支撐的缺陷以及其他存在的問題。

本發明采用的技術方案為：

核心耗能元件為一字型鋼板，其兩端部截面在寬度方向上擴大；一字型鋼板在兩端部與鋼板垂直焊接成十字型，方便與結構構件連接；將兩塊FRP空心帶肋型材分別夾在一字型鋼板的兩側，外圈纏繞FRP布料，并在一字型鋼板、FRP空心帶肋型材及FRP布料之間填充多孔泡沫材料，以減小內核與外包單元之間的摩擦作用力并提供內核側向變形的空間；一字型鋼板的兩端及鋼板上設置用于與結構相連的連接結構。

所述一字型鋼板的兩端及鋼板上設置的用于與結構相連的連接結構為通孔或螺紋孔。

所述一字型鋼板是具有良好塑性變形能力的鋼板。

所述一字型鋼板的中部在寬度方向兩側分別設有小塊凸起，在FRP空心帶肋型材的中部也設置相對應的小塊凹進，兩者配合形成約束，以防止錯動。

所述FRP空心帶肋型材為能夠進行快速工業化生產的FRP拉擠型材，具有足夠大的約束剛度限制內核鋼材的橫向變形。

所述?FRP空心帶肋型材的端部設置槽口，以便與鋼板連接配合。

本發明有益效果如下：

1）可實現構件輕質化。本發明充分利用FRP材料輕質高強的特點，在實現以往傳統形式的防屈曲支撐的功能前提下，克服傳統形式自重大的缺點。通過空心帶肋形式進一步減輕構件自重，腔內無需填充其他材料。

2）結構簡單，方便加工。本發明以一字型鋼板作為耗能元件，無需焊接成型；在端部鋼板上開孔，通過螺栓連接的方式與主體結構固定，方便外核鋼管內的混凝土澆筑。

3）便于大規模工業化快速生產。本發明的大多數生產環節均便于工廠流水線批量生產，一字型鋼無需焊接成型，FRP拉擠型材與纏繞工藝均可實現流水作業，生產效率高，大大降低人力成本。

試驗證明，本發明能夠利用鋼材良好的塑性變形能力實現耗能，同時利用FRP材料特性實現輕質化，其結構新穎合理，易于加工，使用方便，可以有效提高建筑結構的抗震性能，具有廣闊的市場推廣和應用前景。

附圖說明

圖1為本發明所述結構的示意圖；

圖2為圖1的E向視圖。

圖3為一字型鋼板的形狀示意圖。

圖4為圖1中A-A面剖面圖。

圖5為圖1中B-B面剖面圖。

圖6為圖1中C-C面剖面圖。

圖7為快速工業化生產FRP型材防屈曲支撐的應用示意圖實施例一。

圖8為快速工業化生產FRP型材防屈曲支撐的應用示意圖實施例二。

圖中標號：

1-一字型鋼板；2-鋼板；3-?FRP空心帶肋型材；4-FRP布料；5-通孔。

具體實施方式

本發明提供了一種快速工業化生產的FRP型材防屈曲支撐結構，下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。

實施例一