[实用新型]薄壁节段约束轻骨料混凝土碳纤维防屈曲支撑

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工程结构抗震耗能部件，尤其是指一种节约成本，较大减轻构件自重的防屈曲支撑构件，属于结构工程技术领域。

背景技术

防屈曲支撑主要由外约束、核心单元和无粘结材料(间隙)三个部分组成，构件由核心单元受轴向作用力，外约束不参与轴向受力主要提供核心单元约束作用，约束使核心单元不会发生受压失稳的情况，无粘结材料(间隙)避免核心单元与外约束的接触，形成一个滑动界面，使得构件的核心单元受全部轴向力作用在受拉和受压均可以达到屈服，有极好的抗震耗能的作用，应用于结构当中，更好的保证主体结构的安全性能。目前在国内逐步得到推广和应用，很多高层和特殊结构开始逐步涉及使用防屈曲支撑，应用前景广泛。

目前常用的防屈曲支撑构件基本为外约束为钢管，钢管与核心单元无粘结材料之间填充混凝土或砂浆类型的防屈曲支撑。采用此类支撑存在以下问题：(1)构件自重较大，搬运不轻便；(2)构件发生破坏时，外约束不能重复使用，极大地浪费了材料；(3)构件制作成本较高，钢材消耗较大。

由此可知，有必要提出一种新型防屈曲支撑构件。

发明内容：

本实用新型针对现有技术的不足和存在的问题，提出一种薄壁节段约束轻骨料混凝土碳纤维防屈曲支撑构件。与传统的防屈曲支撑构件不同，该构件外约束为轻集料混凝土外裹两层碳纤维，在该类构件的外约束的端部和局部设置装配薄壁钢环，提高构件的局部约束性能。同时，构件的薄壁钢环为螺栓装配式的两个半圆环，制作装配方便。

为实现以上的技术目的，本实用新型将采取以下的技术方案：

一种薄壁节段约束轻骨料混凝土碳纤维防屈曲支撑构件，包括核心单元：所述核心单元主要用于该构件的轴向荷载作用单元，属于耗能单元，且在核心单元设置1～2mm的无粘结材料层；另外，在核心单元外侧布置外约束，外约束为轻集料混凝土外裹两层碳纤维布，同时在外约束端部和其它局部设置安装薄壁钢环，核心单元置于轻集料混凝土正中央浇筑。

所述核心单元，在其上覆盖无粘结材料，位置处于轻集料混凝土正中央位置。

所述无粘结材料层通过在核心单元上涂覆硅胶层或者粘贴其它聚乙烯橡胶之类材料形成。

所述外约束由三部分构成，由里向外分别为轻集料混凝土、两层碳纤维布和节段装配式薄壁钢环。

所述装配式薄壁钢环，属于螺栓安装可拆卸构件，提高碳纤维布的局部约束能力。

根据以上的技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有以下的明显优点：

(1)采用轻集料混凝土约束，大量减轻构件的自重；

(2)采用碳纤维外裹在轻集料混凝土外，较好的提高其约束性能；

(3)采用装配薄壁钢环，加强构件的节段约束能力，可重复使用，同时减小钢材的使用量；

(4)构件制作成本得到较大的降低。

附图说明

图1为本实用新型薄壁节段约束轻骨料混凝土碳纤维防屈曲支撑主视图；

图2为本实用新型薄壁节段约束轻骨料混凝土碳纤维防屈曲支撑左视图；

图3为本实用新型核心单元示意图；

图4为本实用新型端部约束装配薄壁钢环示意图；

图5为本实用新型局部约束装配薄壁钢环示意图；

图6为本实用新型中部约束装配薄壁钢环示意图；

图1中，(1)核心单元，(2)无粘结材料，(3)端部约束薄壁钢环，(4)碳纤维布，(5)局部约束装配薄壁钢环，(6)中部约束装配薄壁钢环，(7)轻集料混凝土。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明所涉及优先实施例的结构示意图，下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、图2为薄壁节段约束轻骨料混凝土碳纤维防屈曲支撑示意图，首先确定选择设计所要求的核心单元，确定核心单元的类型和尺寸。在核心单元(1)外围包裹需要厚度的无粘结材料(2)。由核心单元(1)的尺寸和类型确定轻集料混凝土(7)浇筑尺寸，取需要浇筑轻集料混凝土(7)尺寸的PVC管浇筑模型，将覆盖无粘结材料(2)的核心单元(1)内置于PVC管正中央位置，核心单元(1)连接部位在PVC管上下两端等长外露，同时PVC管下端用板片临时密封，然后向PVC管内灌入轻集料混凝土(7)，直至浇筑到PVC管的上端截面。

等待轻集料混凝土(7)到达龄期后，脱模PVC管，取下PVC管下端临时密封板片，然后用砂纸处理轻集料混凝土(7)表面，使其光滑，之后再轻集料混凝土(7)表面紧密包裹两层碳纤维布(4)，涂上粘结胶水。

制作(3)、(5)、(6)连接薄壁钢环，每个薄壁钢环为两个一半，套箍在相应位置，通过连接螺栓连接拼成一体。其薄壁钢环装配相应位置如图1～2所示。完成构件制作。