[发明专利]一种免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的装置及加工工艺

说明书

技术领域

本发明属于建筑金属耗能技术领域，尤其涉及一种免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的装置及加工工艺。 

背景技术

防屈曲约束支撑作为一种耗能性能优良的金属耗能装置，已在建筑结构中得到广泛运用。国内外的学者对防屈曲约束支撑的不同的构造形式做了研究和探索，开发出许多性能优良的新型防屈曲约束支撑，但存在自重大，耐腐性差等问题。目前防屈曲约束支撑主要分为两种：（1）混合型，以钢筋混凝土或钢管混凝土作约束构件，钢材作为内芯受力构件；（2）全钢型，以约束构件和内芯构件均为钢材；混合型屈曲约束支撑普遍存在整个支撑构件自重大的问题，自重过大可能会导致支撑构件在安装、使用过程中存在初始挠曲变形，会对支撑性能产生不利影响，且自重大的屈曲约束支撑构件不便于吊装安装施工。此外，耐腐性差也是混合型屈曲约束支撑面临的问题。全钢型屈曲约束支撑虽然在自重上比混合型减少很多，但用在高耸钢塔架、桥梁等户外结构时，其耐腐性差，后期维护成本高的问题十分突出。 

但是现有屈曲约束支撑存在自重大、耐腐性差等缺点，若要将屈曲约束支撑实际应用于高耸钢塔架结构和桥梁结构上作为耗能装置，首先应当考虑解决以上问题， 

发明内容

本发明的目的在于提供一种免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的装置及加工工艺，旨在解决现有屈曲约束支撑存在自重大、耐腐性差的问题。 

本发明是这样实现的，一种免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的装置，该免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的装置包括：约束单元、伸缩节、支撑连接段、支撑内核钢芯、限位卡、玻璃纤维增强塑料层、聚氨酯泡沫层、无粘结材料层、肋板； 

约束单元设置在屈曲约束支撑的装置的中间位置，支撑连接段设置在屈曲约束支撑的装置的两侧，伸缩节设置在约束单元和支撑连接段之间，支撑内核钢芯设置在约束单元的内部，限位卡设置在支撑内核钢芯的中间位置，聚氨酯泡沫层的外侧设置包玻璃纤维增强塑料层，肋板设置在玻璃纤维增强塑料层的里面，无粘结材料层设置在支撑内核钢芯的表面。 

进一步，肋板采用聚氨酯泡沫层外包玻璃纤维增强塑料层导入树脂固化制成。 

进一步，聚氨酯泡沫层采用成型泡沫填充而成。 

进一步，支撑内核钢芯为一字或十字钢板结构。 

本发明的另一目的在于提供一种免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的加工工艺，该免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的加工工艺包括以下步骤： 

准备高的硬度和光滑度的木模，在模具边缘保留15mm，在模具内部增设打蜡的白板； 

制作支撑内核钢芯，清理表面污垢，在支撑内核钢芯中部一字板上人工涂刷硅胶，外围裹一层胶带，在模具内铺设好玻璃纤维布； 

将支撑内核钢芯放入模具，把包裹好玻璃纤维布的泡沫条放入支撑内核钢芯两侧，在整体构件表面再次铺放玻璃纤维盖布； 

在玻璃纤维布的表面依次铺放脱模布、导流布，四周铺放螺旋缠绕导流管，并与真空泵相连； 

铺放真空袋，用密封胶带将包裹好整个构件的真空袋沿周边密封，密封好后，开始抽真空，夹紧树脂管对整个体系抽真空； 

将树脂管插入树脂桶中，根据进料顺序依次打开夹子，让树脂充分浸润到整个构件中，待树脂固化完全后，揭去真空袋，拆去模具取出制品，将多余的肋板切割掉，并进行打磨处理。 

进一步，该免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的加工工艺为真空导入一次整体成型加工工艺。 

进一步，支撑内核钢芯端部用胶水粘贴泡沫预留压缩空间2～3cm，再次在模具内铺设好已设计的玻璃纤维布。 

本发明提供的免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的装置及加工工艺，通过约束单元设置为一字或十字钢板，以带肋GFRP矩形管作为约束单元，通过聚氨酯泡沫条外包玻璃纤维布导入树脂固化后形成肋板；利用伸缩节刚度小、柔度大、可设计性的特点，保证了轴力主要有内核钢芯承受；在支撑内核钢芯中部位置设置限位卡防止支撑内核钢芯和约束单元发生相对错动，并在支撑内核钢芯约束全段涂刷无粘结材料以减少与约束单元的摩擦。本发明的整个支撑构件采用真空导入一次性整体成型，支撑外部被GFRP整体密封包裹具有密封性、整体性、耐腐性的特点。此外，本发明结构简单，方法易操作，提高了防屈曲约束支撑的性能，解决了现有屈曲约束支撑存在自重大、耐腐性差的问题，提供了一种高性能的免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的装置及加工工艺。 

附图说明

图1是本发明实施例提供的免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的装置结构示意图；