[發(fā)明專利]一種內(nèi)嵌鋼筋外包纖維管屈曲約束支撐

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610002179.3
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105672511A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王永貴;常駱新;謝曉杰;王俊波;劉建偉;王磊;牛海成
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種屈曲約束支撐，特別涉及一種內(nèi)嵌鋼筋外包纖維管屈曲約束支撐及其制作方法。

背景技術(shù)

屈曲約束支撐能改善普通支撐構(gòu)件在受壓時會出現(xiàn)屈曲失穩(wěn)的缺點，在屈曲約束支撐與框架組成的框架支撐體系中，屈曲約束支撐承擔(dān)大部分的水平荷載，通過支撐內(nèi)核芯材的屈服吸收并耗散外界能量，進(jìn)而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)耗能，保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，可明顯改善結(jié)構(gòu)體系的延性和消能減震行為。但是，傳統(tǒng)屈曲約束支撐內(nèi)核芯材均為型鋼或鋼管，外圍約束機制為鋼管或鋼管混凝土。因此，傳統(tǒng)屈曲約束支撐的芯材截面慣性矩過大，相應(yīng)外圍約束單元的慣性矩和質(zhì)量也較大，造成支撐構(gòu)件的橫截面尺寸大、質(zhì)量大，不利于減輕結(jié)構(gòu)自重，影響支撐的使用范圍。因此，發(fā)明一種截面尺寸小、耗能能力強、組合形式靈活、整體質(zhì)量輕、便于加工制作的屈曲約束支撐，顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服了現(xiàn)有屈曲約束支撐的上述缺陷，提供了一種內(nèi)嵌鋼筋外包纖維管屈曲約束支撐及其制作方法。研究表明，在內(nèi)核耗能芯材橫截面面積相同情況下，本發(fā)明與內(nèi)核耗能芯材為型鋼或鋼管屈曲約束支撐的耗能能力沒有區(qū)別，且本發(fā)明的橫截面外形尺寸為其他類型屈曲約束支撐的50-70%，自重可降低30-40%。因此，本發(fā)明能夠在不降低屈曲約束支撐耗能能力的同時，可使截面尺寸顯著縮小，自重大幅降低，有效節(jié)約資源，外形兼具美感，方便加工制作。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。一種內(nèi)嵌鋼筋外包纖維管屈曲約束支撐，其特征在于：包括光圓鋼筋1，硅膠材料2，纖維布3，約束纖維管4，端部補強管5，端板6，加勁肋7，其中，端部補強管5為鋼管，端板6在形心處鉆孔；其中多根光圓鋼筋1兩端對齊，橫截面組合成圓形或矩形，一端機械墩頭，兩端均緊密纏繞纖維布3，在纖維布3之間的組合光圓鋼筋1外表面涂刷硅膠材料2；待硅膠材料2干燥后，組合光圓鋼筋1未墩頭端穿入一塊端板6，并在穿入處沿端板6內(nèi)側(cè)與端板6焊接；經(jīng)過上述處理的組合光圓鋼筋1未墩頭端穿入約束纖維管4，并將兩根端部補強管5套于約束纖維管4外；再將組合光圓鋼筋1未墩頭端穿入另外一塊端板6，組合光圓鋼筋1未墩頭端在該端板6外側(cè)進(jìn)行墩頭，并在穿入處沿該端板6內(nèi)側(cè)與該端板6焊接；兩根端部補強管5分別與兩端的端板6焊接；約束纖維管4一端通過結(jié)構(gòu)膠與端部補強管5粘接；支撐兩端分別均勻?qū)ΨQ布置四塊加勁肋7，加勁肋7長邊與端部補強管5焊接，短邊與端板6焊接。

進(jìn)一步，光圓鋼筋1需調(diào)直，兩端纏繞纖維布3的厚度約為單根光圓鋼筋直徑一半，表面涂刷硅膠材料2的厚度與纏繞纖維布的厚度相同，纖維布3的纏繞寬度應(yīng)保證在支撐最大軸向拉伸變形情況下，硅膠材料2不外露于約束纖維管4。

約束纖維管4截面形狀與光圓鋼筋1的組合截面形狀相同，壁厚不小于單根光圓鋼筋1直徑的2倍，內(nèi)緣尺寸應(yīng)略大于組合光圓鋼筋1涂刷硅膠材料2后的外形尺寸，約束纖維管4的長度應(yīng)保證在支撐最大軸向壓縮變形情況下不受兩端端板6的軸向壓力，調(diào)整約束纖維管4的縱向位置，使其居于支撐中部，其一端通過結(jié)構(gòu)膠與端部補強管5粘接。

端部補強管5的形狀與約束纖維管4相同，材質(zhì)為鋼材，壁厚不小于單根光圓鋼筋1的直徑，略長于組合光圓鋼筋1端部纖維布3的纏繞寬度，內(nèi)徑尺寸略大于約束纖維管4的外徑尺寸，套于約束纖維管4端部的外側(cè)，在支撐兩端，端部補強管5分別與端板6焊接，焊接后進(jìn)行打磨處理，使焊縫均勻平滑過渡。

兩端的端板6同為圓形或正方形，厚度不小于端部補強管5壁厚的2倍；在其形心處鉆孔，鉆孔尺寸應(yīng)略大于光圓鋼筋1組合截面的外形尺寸。端板6形心處鉆孔部位在端板兩側(cè)應(yīng)旋削處理，旋削處外緣尺寸略小于端部補強管內(nèi)緣尺寸，組合光圓鋼筋1穿入端板6的形心鉆孔，光圓鋼筋1兩端部均進(jìn)行墩頭處理，并分別與支撐兩端端板6形心鉆孔部位內(nèi)側(cè)旋削處焊接，焊縫及墩頭需打磨處理，墩頭大面應(yīng)與端板6外側(cè)面平行，且滿足錨固要求。

加勁肋7形狀為直角三角形，厚度與端部補強管相同，直角進(jìn)行切角處理，兩直角邊兩側(cè)均進(jìn)行切削處理，加勁肋7在支撐端部均勻?qū)ΨQ布置，支撐兩端的加勁肋沿支撐縱向?qū)R。

端板6沿其形心均勻?qū)ΨQ鉆4個孔，通過螺栓和鋼墊塊與主體結(jié)構(gòu)連接。