一種內(nèi)置鋼管外包纖維管屈曲約束支撐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種屈曲約束支撐，特別涉及一種內(nèi)置鋼管外包纖維管屈曲約束支撐及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]屈曲約束支撐能改善普通支撐構(gòu)件在受壓時(shí)會(huì)出現(xiàn)屈曲失穩(wěn)的缺點(diǎn)，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(shí)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)鋼管型屈曲約束支撐外圍約束機(jī)制為鋼管，支撐構(gòu)件質(zhì)量較大，不利于減輕結(jié)構(gòu)自重，影響支撐的使用范圍。因此，發(fā)明一種耗能能力強(qiáng)、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】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服了現(xiàn)有外圍約束機(jī)制為鋼管的屈曲約束支撐的上述缺陷，提供了一種內(nèi)置鋼管外包纖維管屈曲約束支撐及其制作方法。研究表明，內(nèi)核芯材橫截面面積相同情況下，本發(fā)明與外圍約束機(jī)制為鋼管的屈曲約束支撐具有同等的耗能性能，且自重可降低35-45%左右，節(jié)約大量鋼材。因此，本發(fā)明在不降低屈曲約束支撐耗能能力的同時(shí)，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。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。一種內(nèi)置鋼管外包纖維管屈曲約束支撐，其特征在于:包括內(nèi)核鋼管1，硅膠材料2，約束纖維管3，端部補(bǔ)強(qiáng)管4，端板5，加勁肋6;其中，端板5在形心處鉆孔，孔徑尺寸略大于端部補(bǔ)強(qiáng)管4的外緣尺寸，在端板5兩側(cè)沿鉆孔外沿旋削，端部補(bǔ)強(qiáng)管4穿入端板5的形心鉆孔，其端面與端板5的側(cè)面齊平，在端板5兩側(cè)沿鉆孔周圍與端板5焊接，焊縫進(jìn)行打磨，使焊接處不出現(xiàn)焊縫尺寸；內(nèi)核鋼管1外表面涂刷硅膠材料2，待硅膠材料2干燥后，將約束纖維管3套于內(nèi)核鋼管1外，并調(diào)整約束纖維管3的縱向位置，使其縱向長度中點(diǎn)與內(nèi)核鋼管1的縱向中點(diǎn)重合，在約束纖維管3的一端通過結(jié)構(gòu)膠與內(nèi)核鋼管1粘接;再將內(nèi)核鋼管1兩端分別套于端部補(bǔ)強(qiáng)管4外，且與端板5頂緊，并與端板5焊接；內(nèi)核鋼管1的兩端分別均勻?qū)ΨQ布置四塊加勁肋6，加勁肋6長邊與內(nèi)核鋼管1焊接，短邊與端板5焊接。
[0005]進(jìn)一步，內(nèi)核鋼管1的橫截面形狀可為圓形或矩形，在其外表面涂刷厚度約為1mm的硅膠材料2，沿內(nèi)核鋼管1的縱向上，硅膠材料2的涂刷長度略小于約束纖維管3的覆蓋長度。
[0006]端部補(bǔ)強(qiáng)管4材質(zhì)為鋼材，其外緣尺寸與內(nèi)核鋼管1的內(nèi)緣尺寸相同，端部補(bǔ)強(qiáng)管4的壁厚與內(nèi)核鋼管1的壁厚相同，端部補(bǔ)強(qiáng)管4的長度應(yīng)保證在最大軸向拉伸變形情況下，其端部應(yīng)在約束纖維管3的覆蓋范圍內(nèi)。
[0007]約束纖維管3的橫截面形狀與內(nèi)核鋼管1相同，其內(nèi)緣尺寸應(yīng)略大于內(nèi)核鋼管1夕卜表面涂刷硅膠材料2后的外形尺寸，約束纖維管3的壁厚應(yīng)不小于內(nèi)核鋼管1壁厚的2倍。
[0008]支撐兩端的端板5同為圓形或正方形，其厚度不小于內(nèi)核鋼管1壁厚的2倍，在其形心處鉆孔，鉆孔尺寸應(yīng)略大于端部補(bǔ)強(qiáng)管4的外緣尺寸，在端板5兩側(cè)形心處鉆孔部位進(jìn)行旋削處理。
[0009]加勁肋6形狀為直角三角形，厚度與內(nèi)核鋼管1壁厚相同，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6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。
[0010]端板5沿其形心均勻?qū)ΨQ鉆4個(gè)孔，通過螺栓與主體結(jié)構(gòu)連接。
[0011]綜上所述，一種內(nèi)置鋼管外包纖維管屈曲約束支撐通過外圍纖維管的橫向約束，在荷載作用下，內(nèi)核鋼管屈服，耗散結(jié)構(gòu)外部能量，進(jìn)而降低結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)耗能減震之目的。此外，內(nèi)置鋼管外包纖維管屈曲約束支撐結(jié)構(gòu)簡單、制作安裝方便，且結(jié)構(gòu)力學(xué)性能優(yōu)良，具有自重輕、受力合理、造價(jià)低等特點(diǎn)，能有效解決目前結(jié)構(gòu)抗震及工程加固中存在的自重大、制作工藝復(fù)雜、造價(jià)高、浪費(fèi)嚴(yán)重等諸多實(shí)際問題。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的一種內(nèi)置鋼管外包纖維管屈曲約束支撐的縱向構(gòu)造示意圖。
[0013]圖2為圖1中A-A#lj面不意圖。
[0014]圖3為圖1中B-B剖面示意圖。
[0015]圖4為圖1中C-C#lj面不意圖。
[0016]圖5為端板5示意圖。
[0017]圖6為加勁肋6示意圖。
[0018]圖中:1-內(nèi)核鋼管，2-硅膠材料，3-約束纖維管，4-端部補(bǔ)強(qiáng)管，5-端板，6_加勁肋。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖1-圖6對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020]—種內(nèi)置鋼管外包纖維管屈曲約束支撐的構(gòu)造及組件示意圖如圖1-圖6所示。根據(jù)層高及支撐布置方式確定內(nèi)核鋼管1的長度，根據(jù)層間位移角限值要求確定內(nèi)核鋼管1的橫截面尺寸。端板5在形心處鉆孔，孔徑尺寸略大于端部補(bǔ)強(qiáng)管4的外緣尺寸，在端板5兩側(cè)沿鉆孔外沿旋削，端部補(bǔ)強(qiáng)管4穿入端板5的形心鉆孔，其端面與端板5的側(cè)面齊平，在端板5兩側(cè)沿鉆孔周圍與端板5焊接，焊后打磨，使焊接處不出現(xiàn)焊縫尺寸，其中，端部補(bǔ)強(qiáng)管4的外緣尺寸與內(nèi)核鋼管1的內(nèi)緣尺寸相同，端部補(bǔ)強(qiáng)管4的壁厚與內(nèi)核鋼管1的壁厚相同，在最大軸向拉伸變形情況下，端部補(bǔ)強(qiáng)管4的端部應(yīng)在約束纖維管3的覆蓋范圍內(nèi)；內(nèi)核鋼管1的橫截面形狀可為圓形或矩形，在其外表面涂刷厚度約為1_的硅膠材料2，沿內(nèi)核鋼管1的縱向上，硅膠材料2的涂刷長度略小于約束纖維管3的覆蓋長度，待硅膠材料2干燥后，將約束纖維管3套于內(nèi)核鋼管1外，并調(diào)整約束纖維管3的縱向位置，使其縱向長度中點(diǎn)與內(nèi)核鋼管1的縱向中點(diǎn)重合，在約束纖維管3的一端通過結(jié)構(gòu)膠與內(nèi)核鋼管1粘接，其中，約束纖維管3的橫截面形狀與內(nèi)核鋼管1相同，其內(nèi)緣尺寸應(yīng)略大于內(nèi)核鋼管1外表面涂刷硅膠材料2后的外形尺寸，約束纖維管3的壁厚應(yīng)不小于內(nèi)核鋼管1壁厚的2倍;再將內(nèi)核鋼管1兩端分別套于端部補(bǔ)強(qiáng)管4外，且與端板5頂緊，并與端板5焊接；內(nèi)核鋼管1的兩端分別均勻?qū)ΨQ布置四塊加勁肋6，加勁肋6長邊與內(nèi)核鋼管1焊接，短邊與端板5焊接，其