[发明专利]一种内嵌钢筋外包钢管屈曲约束支撑

说明书

一种内嵌钢筋外包钢管屈曲约束支撑属于一种新型耗能减震构件，可应用于结构减震及工程加固中。本发明将多根光圆钢筋调直，两端对齐，横截面组合成一定形状，在组合钢筋端部缠绕纤维布，纤维布之间的组合钢筋外表面涂刷硅胶材料，待硅胶材料干燥后，将其穿入约束钢管和端部补强管中，两端固定于端板上。其中，约束钢管置于端部补强管内，在支撑一端，约束钢管端部与端部补强管焊接，再将端部补强管与端板焊接；在支撑另一端，端部补强管一端直接焊接于端板上。内嵌钢筋外包钢管屈曲约束支撑具有耗能能力强、截面尺寸小、自重轻、构造简单、加工便捷、浪费较少等优点，而且应用范围广泛，能有效解决目前结构减震及工程加固中存在的诸多问题。

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钢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受压时出现屈曲失稳的缺点，在轴向荷载作用下，设计合理的屈曲约束支撑均可实现全截面屈服而不屈曲。在屈曲约束支撑与框架组成的支撑-框架结构体系中，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变形吸收外界能量，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，芯材截面惯性矩过大，相应外围约束单元的惯性矩也较大，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钢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具有同等的耗能能力，且本发明支撑的横截面外形尺寸仅为其他类型屈曲约束支撑的50-70％；自重可降低25-40％。因此，本发明能够在不降低屈曲约束支撑耗能能力的同时，可使支撑横截面外形尺寸显著缩小，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。一种内嵌钢筋外包钢管屈曲约束支撑，其特征在于：包括光圆钢筋，硅胶材料，纤维布，约束钢管，端部补强管，端板，加劲肋，其中，约束钢管与端部补强管一端沿外侧旋削，端板在形心处钻孔；其中多根光圆钢筋两端对齐，组合成横截面为圆形或矩形，一端机械墩头，两端均紧密缠绕纤维布，在纤维布之间的组合光圆钢筋外表面涂刷硅胶材料；一根端部补强管套于约束钢管外侧，使其旋削端朝向相同，旋削端端部对齐焊接，然后打磨；待硅胶材料干燥后，组合光圆钢筋未墩头端穿入一块端板，并在穿入处沿端板内侧与端板焊接；经过上述处理的组合光圆钢筋未墩头端由约束钢管与端部补强管的焊接端穿入约束钢管，再依次穿入另一根端部补强管(由该端部补强管的未旋削端穿入)及另一块端板；组合光圆钢筋未墩头端在该端板外侧进行墩头，并在穿入处沿该端板内侧与该端板焊接；两根端部补强管分别与近端的端板焊接；支撑两端分别均匀对称布置四块加劲肋，加劲肋长边与端部补强管焊接，短边与端板焊接。

进一步，光圆钢筋需调直，两端缠绕纤维布的厚度为单根光圆钢筋直径一半，表面涂刷硅胶材料的厚度与缠绕纤维布的厚度相同，纤维布的缠绕宽度应保证在支撑最大轴向变形情况下，硅胶材料不外露于约束钢管。

约束钢管截面形状与光圆钢筋的组合截面形状相同，壁厚不小于单根光圆钢筋的直径，内缘尺寸应略大于组合光圆钢筋涂刷硅胶材料后的外形尺寸，一端沿外侧旋削，内置于一根端部补强管中，且使约束钢管与该端部补强管的旋削端朝向相同，约束钢管与该端部补强管在旋削端端部焊接，应使焊接后的约束钢管和端部补强管同心、共轴，焊接后进行焊缝打磨处理，使端部横截面平滑，与约束钢管轴线垂直。