[发明专利]一种内嵌钢筋外包纤维管屈曲约束支撑

说明书

技术领域

本发明是一种屈曲约束支撑，特别涉及一种内嵌钢筋外包纤维管屈曲约束支撑及其制作方法。

背景技术

屈曲约束支撑能改善普通支撑构件在受压时会出现屈曲失稳的缺点，在屈曲约束支撑与框架组成的框架支撑体系中，屈曲约束支撑承担大部分的水平荷载，通过支撑内核芯材的屈服吸收并耗散外界能量，进而实现结构耗能，保护主体结构，可明显改善结构体系的延性和消能减震行为。但是，传统屈曲约束支撑内核芯材均为型钢或钢管，外围约束机制为钢管或钢管混凝土。因此，传统屈曲约束支撑的芯材截面惯性矩过大，相应外围约束单元的惯性矩和质量也较大，造成支撑构件的横截面尺寸大、质量大，不利于减轻结构自重，影响支撑的使用范围。因此，发明一种截面尺寸小、耗能能力强、组合形式灵活、整体质量轻、便于加工制作的屈曲约束支撑，显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服了现有屈曲约束支撑的上述缺陷，提供了一种内嵌钢筋外包纤维管屈曲约束支撑及其制作方法。研究表明，在内核耗能芯材横截面面积相同情况下，本发明与内核耗能芯材为型钢或钢管屈曲约束支撑的耗能能力没有区别，且本发明的横截面外形尺寸为其他类型屈曲约束支撑的50-70%，自重可降低30-40%。因此，本发明能够在不降低屈曲约束支撑耗能能力的同时，可使截面尺寸显著缩小，自重大幅降低，有效节约资源，外形兼具美感，方便加工制作。

为实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。一种内嵌钢筋外包纤维管屈曲约束支撑，其特征在于：包括光圆钢筋1，硅胶材料2，纤维布3，约束纤维管4，端部补强管5，端板6，加劲肋7，其中，端部补强管5为钢管，端板6在形心处钻孔；其中多根光圆钢筋1两端对齐，横截面组合成圆形或矩形，一端机械墩头，两端均紧密缠绕纤维布3，在纤维布3之间的组合光圆钢筋1外表面涂刷硅胶材料2；待硅胶材料2干燥后，组合光圆钢筋1未墩头端穿入一块端板6，并在穿入处沿端板6内侧与端板6焊接；经过上述处理的组合光圆钢筋1未墩头端穿入约束纤维管4，并将两根端部补强管5套于约束纤维管4外；再将组合光圆钢筋1未墩头端穿入另外一块端板6，组合光圆钢筋1未墩头端在该端板6外侧进行墩头，并在穿入处沿该端板6内侧与该端板6焊接；两根端部补强管5分别与两端的端板6焊接；约束纤维管4一端通过结构胶与端部补强管5粘接；支撑两端分别均匀对称布置四块加劲肋7，加劲肋7长边与端部补强管5焊接，短边与端板6焊接。

进一步，光圆钢筋1需调直，两端缠绕纤维布3的厚度约为单根光圆钢筋直径一半，表面涂刷硅胶材料2的厚度与缠绕纤维布的厚度相同，纤维布3的缠绕宽度应保证在支撑最大轴向拉伸变形情况下，硅胶材料2不外露于约束纤维管4。

约束纤维管4截面形状与光圆钢筋1的组合截面形状相同，壁厚不小于单根光圆钢筋1直径的2倍，内缘尺寸应略大于组合光圆钢筋1涂刷硅胶材料2后的外形尺寸，约束纤维管4的长度应保证在支撑最大轴向压缩变形情况下不受两端端板6的轴向压力，调整约束纤维管4的纵向位置，使其居于支撑中部，其一端通过结构胶与端部补强管5粘接。

端部补强管5的形状与约束纤维管4相同，材质为钢材，壁厚不小于单根光圆钢筋1的直径，略长于组合光圆钢筋1端部纤维布3的缠绕宽度，内径尺寸略大于约束纤维管4的外径尺寸，套于约束纤维管4端部的外侧，在支撑两端，端部补强管5分别与端板6焊接，焊接后进行打磨处理，使焊缝均匀平滑过渡。

两端的端板6同为圆形或正方形，厚度不小于端部补强管5壁厚的2倍；在其形心处钻孔，钻孔尺寸应略大于光圆钢筋1组合截面的外形尺寸。端板6形心处钻孔部位在端板两侧应旋削处理，旋削处外缘尺寸略小于端部补强管内缘尺寸，组合光圆钢筋1穿入端板6的形心钻孔，光圆钢筋1两端部均进行墩头处理，并分别与支撑两端端板6形心钻孔部位内侧旋削处焊接，焊缝及墩头需打磨处理，墩头大面应与端板6外侧面平行，且满足锚固要求。

加劲肋7形状为直角三角形，厚度与端部补强管相同，直角进行切角处理，两直角边两侧均进行切削处理，加劲肋7在支撑端部均匀对称布置，支撑两端的加劲肋沿支撑纵向对齐。

端板6沿其形心均匀对称钻4个孔，通过螺栓和钢垫块与主体结构连接。