[實用新型]薄壁節(jié)段約束輕骨料混凝土碳纖維防屈曲支撐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520201493.5
• 申請日: 2015-04-03
• 公開（公告）號: CN204609035U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設計）人: 余振鵬;傅中秋;吉伯海;許國杰
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 虞希光

技術領域

本實用新型涉及一種工程結構抗震耗能部件，尤其是指一種節(jié)約成本，較大減輕構件自重的防屈曲支撐構件，屬于結構工程技術領域。

背景技術

防屈曲支撐主要由外約束、核心單元和無粘結材料(間隙)三個部分組成，構件由核心單元受軸向作用力，外約束不參與軸向受力主要提供核心單元約束作用，約束使核心單元不會發(fā)生受壓失穩(wěn)的情況，無粘結材料(間隙)避免核心單元與外約束的接觸，形成一個滑動界面，使得構件的核心單元受全部軸向力作用在受拉和受壓均可以達到屈服，有極好的抗震耗能的作用，應用于結構當中，更好的保證主體結構的安全性能。目前在國內逐步得到推廣和應用，很多高層和特殊結構開始逐步涉及使用防屈曲支撐，應用前景廣泛。

目前常用的防屈曲支撐構件基本為外約束為鋼管，鋼管與核心單元無粘結材料之間填充混凝土或砂漿類型的防屈曲支撐。采用此類支撐存在以下問題：(1)構件自重較大，搬運不輕便；(2)構件發(fā)生破壞時，外約束不能重復使用，極大地浪費了材料；(3)構件制作成本較高，鋼材消耗較大。

由此可知，有必要提出一種新型防屈曲支撐構件。

發(fā)明內容：

本實用新型針對現(xiàn)有技術的不足和存在的問題，提出一種薄壁節(jié)段約束輕骨料混凝土碳纖維防屈曲支撐構件。與傳統(tǒng)的防屈曲支撐構件不同，該構件外約束為輕集料混凝土外裹兩層碳纖維，在該類構件的外約束的端部和局部設置裝配薄壁鋼環(huán)，提高構件的局部約束性能。同時，構件的薄壁鋼環(huán)為螺栓裝配式的兩個半圓環(huán)，制作裝配方便。

為實現(xiàn)以上的技術目的，本實用新型將采取以下的技術方案：

一種薄壁節(jié)段約束輕骨料混凝土碳纖維防屈曲支撐構件，包括核心單元：所述核心單元主要用于該構件的軸向荷載作用單元，屬于耗能單元，且在核心單元設置1～2mm的無粘結材料層；另外，在核心單元外側布置外約束，外約束為輕集料混凝土外裹兩層碳纖維布，同時在外約束端部和其它局部設置安裝薄壁鋼環(huán)，核心單元置于輕集料混凝土正中央澆筑。

所述核心單元，在其上覆蓋無粘結材料，位置處于輕集料混凝土正中央位置。

所述無粘結材料層通過在核心單元上涂覆硅膠層或者粘貼其它聚乙烯橡膠之類材料形成。

所述外約束由三部分構成，由里向外分別為輕集料混凝土、兩層碳纖維布和節(jié)段裝配式薄壁鋼環(huán)。

所述裝配式薄壁鋼環(huán)，屬于螺栓安裝可拆卸構件，提高碳纖維布的局部約束能力。

根據以上的技術方案，相對于現(xiàn)有技術，本實用新型具有以下的明顯優(yōu)點：

(1)采用輕集料混凝土約束，大量減輕構件的自重；

(2)采用碳纖維外裹在輕集料混凝土外，較好的提高其約束性能；

(3)采用裝配薄壁鋼環(huán)，加強構件的節(jié)段約束能力，可重復使用，同時減小鋼材的使用量；

(4)構件制作成本得到較大的降低。

附圖說明

圖1為本實用新型薄壁節(jié)段約束輕骨料混凝土碳纖維防屈曲支撐主視圖；

圖2為本實用新型薄壁節(jié)段約束輕骨料混凝土碳纖維防屈曲支撐左視圖；

圖3為本實用新型核心單元示意圖；

圖4為本實用新型端部約束裝配薄壁鋼環(huán)示意圖；

圖5為本實用新型局部約束裝配薄壁鋼環(huán)示意圖；

圖6為本實用新型中部約束裝配薄壁鋼環(huán)示意圖；

圖1中，(1)核心單元，(2)無粘結材料，(3)端部約束薄壁鋼環(huán)，(4)碳纖維布，(5)局部約束裝配薄壁鋼環(huán)，(6)中部約束裝配薄壁鋼環(huán)，(7)輕集料混凝土。

具體實施方式

附圖非限制性地公開了本發(fā)明所涉及優(yōu)先實施例的結構示意圖，下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

如圖1、圖2為薄壁節(jié)段約束輕骨料混凝土碳纖維防屈曲支撐示意圖，首先確定選擇設計所要求的核心單元，確定核心單元的類型和尺寸。在核心單元(1)外圍包裹需要厚度的無粘結材料(2)。由核心單元(1)的尺寸和類型確定輕集料混凝土(7)澆筑尺寸，取需要澆筑輕集料混凝土(7)尺寸的PVC管澆筑模型，將覆蓋無粘結材料(2)的核心單元(1)內置于PVC管正中央位置，核心單元(1)連接部位在PVC管上下兩端等長外露，同時PVC管下端用板片臨時密封，然后向PVC管內灌入輕集料混凝土(7)，直至澆筑到PVC管的上端截面。

等待輕集料混凝土(7)到達齡期后，脫模PVC管，取下PVC管下端臨時密封板片，然后用砂紙?zhí)幚磔p集料混凝土(7)表面，使其光滑，之后再輕集料混凝土(7)表面緊密包裹兩層碳纖維布(4)，涂上粘結膠水。

制作(3)、(5)、(6)連接薄壁鋼環(huán)，每個薄壁鋼環(huán)為兩個一半，套箍在相應位置，通過連接螺栓連接拼成一體。其薄壁鋼環(huán)裝配相應位置如圖1～2所示。完成構件制作。