[发明专利]碳纤维增强冷弯薄壁方钢管防屈曲耗能支撑

权利要求书

1.碳纤维增强冷弯薄壁方钢管防屈曲耗能支撑，其特征在于：该支撑由约束屈服段、约束非屈服段、屈曲约束机构、隔离无粘结层、无约束非屈服段、三层碳纤维增强布包裹、碳纤维布局部增强组成；该支撑包括外包约束冷弯薄壁方钢管(1)、三层碳纤维增强布(2)、内填纳米碳纤维混凝土(3)、内核钢芯(4)、加强端板(5)、圆形连接孔(6)、加劲板(7)、铰接板(8)、空隙(9)、隔离无粘结层(10)、两层碳纤维增强布(11)、角钢(12)、约束钢管表面防腐涂层体系(13)；具体而言，外包约束冷弯薄壁方钢管(1)的截面为方形圆角结构；三层碳纤维增强布(2)包裹在外包约束冷弯薄壁方钢管(1)的外面，在外包约束冷弯薄壁方钢管(1)与三层碳纤维增强布(2)之间的四个角处用两层碳纤维增强布(11)进行局部加强；外包约束冷弯薄壁方钢管(1)的中间设有内核钢芯(4)，外包约束冷弯薄壁方钢管(1)与内核钢芯(4)之间填充有内填纳米碳纤维混凝土(3)；外包约束冷弯薄壁方钢管(1)的两端面分别设有两加强端板(5)；铰接板(8)设置在沿外包约束冷弯薄壁方钢管(1)的两端面垂直方向上，且与加强端板(5)相垂直；加劲板(7)上下连接加强端板(5)与铰接板(8)；所述铰接板(8)上设有圆形连接孔(6)；所述内核钢芯(4)与内填纳米碳纤维混凝土(3)的接触处设有隔离无粘结层(10)；

所述加强端板(5)与外包约束冷弯薄壁方钢管(1)内的内核钢芯(4)之间的钢筋衔接处留有空隙(9)，且端部衔接钢筋与内核钢芯(4)垂直；

外包约束冷弯薄壁方钢管(1)的外表面的四个角上设有两层纤维增强布(11)；同时外包约束冷弯薄壁方钢管(1)与三层碳纤维增强布(2)之间设有约束钢管表面防腐涂层体系(13)；在外包三层碳纤维增强布(2)的四个角处，采用角钢(12)进行局部增强。

2.根据权利要求1所述的碳纤维增强冷弯薄壁方钢管防屈曲耗能支撑，其特征在于：所述约束屈服段由内核钢芯(4)构成，内核钢芯(4)采用屈服强度值稳定的钢材，其截面形状为一字形或十字形或I字形或箱形或槽形，内核钢芯(4)的工作段长度由外包约束冷弯薄壁方钢管(1)确定，其厚度根据实际情况进行选取；

约束非屈服段在内填纳米碳纤维混凝土(3)与加强端板(5)之间设置足够的预留空间，其值大小取外包方钢管长度的1％～3％；

屈曲约束机构由外包约束冷弯薄壁方钢管(1)和内填纳米碳纤维混凝土(3)组成；

在外包约束冷弯薄壁方钢管(1)的表面设置约束钢管表面防腐涂层体系(13)，约束钢管表面防腐涂层体系(13)由80μm环氧富锌底漆加上100μm环氧中间漆，再加上80μm聚硅氧烷面漆所构成；

隔离无粘结层(10)为钙基润滑脂和聚乙烯薄膜材料涂层；

无约束非屈服段由加强端板(5)和铰接板(8)或采用固接连接方式构成，其穿出外包约束冷弯薄壁方钢管(1)和内填纳米碳纤维混凝土(3)，实现了与外部框架结构的端部连接；

在铰接板(8)上开圆形的连接孔(6)以便与框架连接；外包约束冷弯薄壁方钢管(1)外部采用三层碳纤维增强布(2)进行包裹，并用有机胶进行胶粘；在外包约束冷弯薄壁方钢管(1)与三层碳纤维增强布(2)之间的四个角处，用两层碳纤维增强布(11)进行角端的局部增强；完成好三层碳纤维增强布(2)的整体包裹之后，采用角钢(12)对四个角再次进行局部上的增强。