[發明專利]免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐及約束屈服段設計方法

無效

• 申請號: 201310411061.2
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103437449A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 董軍;馮飛;李志鵬
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于屈曲約束支撐技術領域，尤其涉及一種免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐及免填充約束屈服段的設計方法。

背景技術

屈曲約束支撐是一種耗能性能優良的金屬耗能裝置，目前已經在建筑結構中廣泛應用并取得了良好的減振效果。

我國對屈曲約束支撐的研究工作開展的相對較晚，但發展很快，從2000年之后，我國大量學者投入到屈曲約束支撐構件及其體系的研究工作中來，比如，我國臺灣蔡崇興和劉育誠研制出一種“簡易強化式挫屈束制支撐”，此種屈曲約束支撐側撐構件和主受力構件一端采用一體成形方式，另一端采用分離方式，簡易強化式挫屈束制支撐之試驗與分析。清華大學郭彥林等提出了一種型鋼組合裝配式屈曲約束支撐，它由常用的各種型鋼通過螺栓連接構成，哈爾濱工業大學趙俊賢等提出了一種新型全角鋼式屈曲約束支撐，該支撐的內芯由4個等邊角鋼通過屈服段無焊接技術組合而成，清華大學馮鵬、葉列平等人提出一種名為“FRP約束防屈曲耗能鋼支撐”的屈曲約束支撐，該支撐以FRP材料作為約束構件，將輕質混凝土、竹篾、木材等材料作為填充材料。

但是現有屈曲約束支撐存在自重大、耐腐性差等缺點，若要將屈曲約束支撐實際應用于高聳鋼塔架結構和橋梁結構上作為耗能裝置，首先應當考慮解決以上問題，

發明內容

本發明的目的在于提供一種免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐及免填充約束屈服段的設計方法，旨在解決現有屈曲約束支撐存在自重大、耐腐性差的問題。

本發明是這樣實現的，一種免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐及免填充約束屈服段的設計方法，免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐以輕質泡沫外包玻璃纖維增強材料，導入樹脂固化成型GFRP帶肋管，約束內核鋼芯。免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐免填充約束屈服段的裝置包括GFRP約束單元、支撐內核鋼芯、限位卡；限位卡設置在支撐內核鋼芯的中間，GFRP約束單元包圍支撐內核鋼芯。

進一步，輕質泡沫采用聚氨酯泡沫。

進一步，內核鋼芯與約束單元之間預留合理的間隙值

進一步，采用在內核鋼芯表面涂刷無粘結材料來預留間隙。

進一步，選用硅膠作為無粘結層材料。

進一步，支撐內核鋼芯為“一”或“十”字形鋼板。

本發明的另一目的在于提供一種免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐免填充約束屈服段的設計方法，包括以下步驟:

步驟一，根據結構內力分析及所選用的內核鋼芯力學性能，確定免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐內核鋼芯的截面積；

步驟二，計算免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐的屈服荷載和極限荷載；

步驟三，確定免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐免填充約束屈服段的截面尺寸。

本發明提供的免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐及免填充約束屈服段的設計方法，可以較大程度的減輕屈曲約束支撐的質量，有利于運輸、安裝施工，并且內核鋼芯為GFRP整體包裹，使支撐又具有低維護、耐腐的優點，較好的解決了現有屈曲約束支撐存在自重大、耐腐性差的問題。此外，本發明結構簡單，操作方便，提供了一種性能優良的免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐免填充約束屈服段的設計方法及裝置。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐的結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的免填充約束屈服段的剖視圖；

圖3是本發明實施例提供的玻璃纖維增強材料、支撐內核鋼芯、聚氨酯泡沫、無粘結材料的結構示意圖。

圖中：1、GFRP約束單元；2、伸縮節；3、支撐連接段；4、支撐內核鋼芯；5、限位卡；6、玻璃纖維增強材料；7、支撐內核鋼芯；8、聚氨酯泡沫；9、無粘結材料；10、肋板。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

圖1-圖3示出了本發明實施例提供的免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐結構。為了便于說明，僅僅示出了與本發明相關的部分。

本發明的免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐以輕質泡沫外包玻璃纖維增強材料，導入樹脂固化成型GFRP帶肋管，約束內核鋼芯。免維護鋼-復合材料屈曲約束支撐免填充約束屈服段的裝置包括GFRP約束單元、支撐內核鋼芯、限位卡；限位卡設置在支撐內核鋼芯的中間，GFRP約束單元包圍支撐內核鋼芯。

作為本發明實施例的一優化方案，輕質泡沫采用聚氨酯泡沫。