CN103437449A - 免维护钢-复合材料屈曲约束支撑及约束屈服段设计方法 - Google Patents
免维护钢-复合材料屈曲约束支撑及约束屈服段设计方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103437449A CN103437449A CN2013104110612A CN201310411061A CN103437449A CN 103437449 A CN103437449 A CN 103437449A CN 2013104110612 A CN2013104110612 A CN 2013104110612A CN 201310411061 A CN201310411061 A CN 201310411061A CN 103437449 A CN103437449 A CN 103437449A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- maintenance
- composite material
- buckling restrained
- restrained brace
- core
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 72
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 102100040287 GTP cyclohydrolase 1 feedback regulatory protein Human genes 0.000 claims description 13
- 101710185324 GTP cyclohydrolase 1 feedback regulatory protein Proteins 0.000 claims description 13
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 8
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 4
- 238000012946 outsourcing Methods 0.000 claims description 4
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 4
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 abstract 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000012913 prioritisation Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
Abstract
本发明公开了一种免维护钢-复合材料屈曲约束支撑及免填充约束屈服段的设计方法，包括：免填充约束屈服段以轻质泡沫外包玻璃纤维增强材料，导入树脂固化成型GFRP带肋管，约束内核钢芯；包括GFRP约束单元、支撑内核钢芯、限位卡；限位卡设置在支撑内核钢芯的中间，GFRP约束单元包围支撑内核钢芯。本发明通过以轻质泡沫外包玻璃纤维增强材料，导入树脂固化成型带肋GFRP管，约束内核钢芯；内核钢芯与GFRP约束单元之间预留合理的间隙值；并采用在内核钢芯表面涂刷无粘结材料的方法预留间隙。本发明可以较大程度地减轻屈曲约束支撑的自重，有利于运输、安装施工，并且内核钢芯被GFRP整体包裹，使支撑又具有低维护、耐腐的优点。
Description
技术领域
本发明属于屈曲约束支撑技术领域，尤其涉及一种免维护钢-复合材料屈曲约束支撑及免填充约束屈服段的设计方法。
背景技术
屈曲约束支撑是一种耗能性能优良的金属耗能装置，目前已经在建筑结构中广泛应用并取得了良好的减振效果。
我国对屈曲约束支撑的研究工作开展的相对较晚，但发展很快，从2000年之后，我国大量学者投入到屈曲约束支撑构件及其体系的研究工作中来，比如，我国台湾蔡崇兴和刘育诚研制出一种“简易强化式挫屈束制支撑”，此种屈曲约束支撑侧撑构件和主受力构件一端采用一体成形方式，另一端采用分离方式，简易强化式挫屈束制支撑之试验与分析。清华大学郭彦林等提出了一种型钢组合装配式屈曲约束支撑，它由常用的各种型钢通过螺栓连接构成，哈尔滨工业大学赵俊贤等提出了一种新型全角钢式屈曲约束支撑，该支撑的内芯由4个等边角钢通过屈服段无焊接技术组合而成，清华大学冯鹏、叶列平等人提出一种名为“FRP约束防屈曲耗能钢支撑”的屈曲约束支撑，该支撑以FRP材料作为约束构件，将轻质混凝土、竹篾、木材等材料作为填充材料。
但是现有屈曲约束支撑存在自重大、耐腐性差等缺点，若要将屈曲约束支撑实际应用于高耸钢塔架结构和桥梁结构上作为耗能装置，首先应当考虑解决以上问题，
发明内容
本发明的目的在于提供一种免维护钢-复合材料屈曲约束支撑及免填充约束屈服段的设计方法，旨在解决现有屈曲约束支撑存在自重大、耐腐性差的问题。
本发明是这样实现的，一种免维护钢-复合材料屈曲约束支撑及免填充约束屈服段的设计方法，免维护钢-复合材料屈曲约束支撑以轻质泡沫外包玻璃纤维增强材料，导入树脂固化成型GFRP带肋管，约束内核钢芯。免维护钢-复合材料屈曲约束支撑免填充约束屈服段的装置包括GFRP约束单元、支撑内核钢芯、限位卡；限位卡设置在支撑内核钢芯的中间，GFRP约束单元包围支撑内核钢芯。
进一步，轻质泡沫采用聚氨酯泡沫。
进一步，内核钢芯与约束单元之间预留合理的间隙值
进一步，采用在内核钢芯表面涂刷无粘结材料来预留间隙。
进一步，选用硅胶作为无粘结层材料。
进一步，支撑内核钢芯为“一”或“十”字形钢板。
本发明的另一目的在于提供一种免维护钢-复合材料屈曲约束支撑免填充约束屈服段的设计方法，包括以下步骤:
步骤一，根据结构内力分析及所选用的内核钢芯力学性能，确定免维护钢-复合材料屈曲约束支撑内核钢芯的截面积；
步骤二，计算免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的屈服荷载和极限荷载；
步骤三，确定免维护钢-复合材料屈曲约束支撑免填充约束屈服段的截面尺寸。
本发明提供的免维护钢-复合材料屈曲约束支撑及免填充约束屈服段的设计方法，可以较大程度的减轻屈曲约束支撑的质量，有利于运输、安装施工，并且内核钢芯为GFRP整体包裹，使支撑又具有低维护、耐腐的优点，较好的解决了现有屈曲约束支撑存在自重大、耐腐性差的问题。此外，本发明结构简单，操作方便，提供了一种性能优良的免维护钢-复合材料屈曲约束支撑免填充约束屈服段的设计方法及装置。
附图说明
图1是本发明实施例提供的免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的免填充约束屈服段的剖视图；
图3是本发明实施例提供的玻璃纤维增强材料、支撑内核钢芯、聚氨酯泡沫、无粘结材料的结构示意图。
图中：1、GFRP约束单元；2、伸缩节；3、支撑连接段；4、支撑内核钢芯；5、限位卡；6、玻璃纤维增强材料；7、支撑内核钢芯；8、聚氨酯泡沫；9、无粘结材料；10、肋板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1-图3示出了本发明实施例提供的免维护钢-复合材料屈曲约束支撑结构。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。
本发明的免维护钢-复合材料屈曲约束支撑以轻质泡沫外包玻璃纤维增强材料，导入树脂固化成型GFRP带肋管，约束内核钢芯。免维护钢-复合材料屈曲约束支撑免填充约束屈服段的装置包括GFRP约束单元、支撑内核钢芯、限位卡；限位卡设置在支撑内核钢芯的中间，GFRP约束单元包围支撑内核钢芯。
作为本发明实施例的一优化方案，轻质泡沫采用聚氨酯泡沫。
作为本发明实施例的一优化方案，内核钢芯与约束单元之间预留合理的间隙值。
作为本发明实施例的一优化方案，采用在内核钢芯表面涂刷无粘结材料来预留间隙。
作为本发明实施例的一优化方案，选用硅胶作为无粘结层材料。
作为本发明实施例的一优化方案，支撑内核钢芯为“一”或“十”字形钢板。
作为本发明实施例的一优化方案，免维护钢-复合材料屈曲约束支撑免填充约束屈服段的装置包括约支撑内核钢芯、限位卡；
限位卡设置在支撑内核钢芯的中间，约束单元包围支撑约束的支撑内核钢芯。
作为本发明实施例的一优化方案，该免维护钢-复合材料屈曲约束支撑免填充约束屈服段的设计方法包括以下步骤:
步骤一，根据结构内力分析及所选用的内核钢芯力学性能，确定免维护钢-复合材料屈曲约束支撑内核钢芯的截面积；
步骤二，计算免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的屈服荷载和极限荷载；
步骤三，确定免维护钢-复合材料屈曲约束支撑免填充约束屈服段的截面尺寸。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1-图3所示，本发明实施例的免维护钢-复合材料屈曲约束支撑及免填充约束屈服段的设计方法，以轻质泡沫塑料外包增强材料，导入树脂固化成型GFRP带肋管，约束支撑内核钢芯7，支撑内核钢芯7与约束单元1之间预留合理的间隙值，采用在支撑内核钢芯7表面涂刷无粘结材料9来预留间隙，轻质泡沫塑料采用聚氨酯泡沫8，无粘结层材料9作为选用硅胶，支撑内核钢芯7为“一”或“十”字形钢板。约束单元1、伸缩节2、支撑内核钢芯3、支撑连接段4、限位卡5；伸缩节2设置在支撑连接段4两端，限位卡5设置在支撑内核钢芯7的中间，约束单元1包围支撑约束的支撑内核钢芯3。
免维护钢-复合材料屈曲约束支撑被玻璃纤维增强材料6整体密封包裹，约束屈服段的GFRP肋板10与内芯受力单元直接接触，对内芯受力单元起到约束的作用。为使支撑内芯受力单元能顺利向高阶屈曲模态发展并达到全截面的屈服要求有合理的间隙值来发挥耗能的作用，间隙太小会造成钢芯处于三向压力作用下，不容易发生屈服，从而降低了结构的延性。为消除支撑内核钢芯7与玻璃纤维增强材料4约束单元1之间的摩擦力，保证支撑在工作时内核钢芯可以自由地伸缩，在免维护钢-复合材料屈曲约束支撑内核钢芯7被约束的区域全长涂刷无粘结材料9，该无粘结材料9同时也起到控制间隙值的作用。
本发明可以较大程度的减轻屈曲约束支撑的质量，有利于运输、安装施工，并且内核钢芯为玻璃纤维增强材料6所包裹，使支撑又具有低维护、耐腐的优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种免维护钢-复合材料屈曲约束支撑，其特征在于，免维护钢-复合材料屈曲约束支撑以轻质泡沫外包玻璃纤维增强材料，导入树脂固化成型带肋GFRP管，约束内核钢芯；
免维护钢-复合材料屈曲约束支撑包括GFRP约束单元、伸缩节、支撑内核钢芯、限位卡；伸缩节设置在支撑两端，限位卡设置在支撑内核钢芯的中间，约束单元包裹支撑内核钢芯。
2.如权利要求1所述的免维护钢-复合材料屈曲约束支撑，其特征在于，轻质泡沫采用聚氨酯泡沫。
3.如权利要求1所述的免维护钢-复合材料屈曲约束支撑，其特征在于，内核钢芯与GFRP约束单元之间预留合理的间隙值。
4.如权利要求3所述的免维护钢-复合材料屈曲约束支撑，其特征在于，采用在内核钢芯表面涂刷无粘结材料来预留间隙。
5.如权利要求1所述的免维护钢-复合材料屈曲约束支撑，其特征在于，选用硅胶作为无粘结层材料。
6.如权利要求1所述的免维护钢-复合材料屈曲约束支撑，其特征在于，支撑内核钢芯为“一”或“十”字形钢板。
7.一种免维护钢-复合材料屈曲约束支撑免填充约束屈服段的设计方法，其特征在于，该免维护钢-复合材料屈曲约束支撑免填充约束屈服段的设计方法包括以下步骤:
步骤一，根据结构内力分析及所选用的内核钢芯力学性能，确定免维护钢-复合材料屈曲约束支撑内核钢芯的截面积；
步骤二，计算免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的屈服荷载和极限荷载；
步骤三，确定免维护钢-复合材料屈曲约束支撑免填充约束屈服段的截面尺寸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013104110612A CN103437449A (zh) | 2013-09-11 | 2013-09-11 | 免维护钢-复合材料屈曲约束支撑及约束屈服段设计方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013104110612A CN103437449A (zh) | 2013-09-11 | 2013-09-11 | 免维护钢-复合材料屈曲约束支撑及约束屈服段设计方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103437449A true CN103437449A (zh) | 2013-12-11 |
Family
ID=49691158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013104110612A Pending CN103437449A (zh) | 2013-09-11 | 2013-09-11 | 免维护钢-复合材料屈曲约束支撑及约束屈服段设计方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103437449A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105507441A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-04-20 | 东南大学 | 纤维增强复合材料-木-钢组合约束防屈曲耗能支撑 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200619471A (en) * | 2005-09-19 | 2006-06-16 | Keh-Chyuan Tsai | Construction method for precast buckling restrained braces |
| CN201459947U (zh) * | 2009-05-27 | 2010-05-12 | 清华大学 | 纤维增强复合材料约束防屈曲耗能钢支撑 |
| CN201933637U (zh) * | 2010-10-15 | 2011-08-17 | 清华大学 | 一种由四根方矩管捆绑组成的防屈曲支撑构件 |
| CN103273663A (zh) * | 2013-06-04 | 2013-09-04 | 南京工业大学 | 一种免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的制作方法 |
-
2013
- 2013-09-11 CN CN2013104110612A patent/CN103437449A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200619471A (en) * | 2005-09-19 | 2006-06-16 | Keh-Chyuan Tsai | Construction method for precast buckling restrained braces |
| CN201459947U (zh) * | 2009-05-27 | 2010-05-12 | 清华大学 | 纤维增强复合材料约束防屈曲耗能钢支撑 |
| CN201933637U (zh) * | 2010-10-15 | 2011-08-17 | 清华大学 | 一种由四根方矩管捆绑组成的防屈曲支撑构件 |
| CN103273663A (zh) * | 2013-06-04 | 2013-09-04 | 南京工业大学 | 一种免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的制作方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 中国建筑学会抗震防灾分会: "《七届全国地震工程学术会议论文集》", 30 November 2006, article "屈曲约束支撑的研究发展与应用综述", pages: 1010-1011 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105507441A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-04-20 | 东南大学 | 纤维增强复合材料-木-钢组合约束防屈曲耗能支撑 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102392541B (zh) | 一种用pvc-frp管加固混凝土柱的方法 | |
| CN100516428C (zh) | 一种中空双层frp管混凝土组合结构 | |
| CN102116055B (zh) | 一种消能减震机构 | |
| CN101575915B (zh) | 一种采用纤维增强复合材料抗屈曲加固金属结构技术 | |
| CN103572895B (zh) | 一种裂缝·损伤可控frp网格增强高耐久性钢筋混凝土柱结构 | |
| CN201390961Y (zh) | 混凝土新型组合柱 | |
| CN101509226A (zh) | 具有缓冲吸能作用的复合材料格构夹心管约束混凝土墩柱 | |
| CN201386250Y (zh) | 具有缓冲吸能作用的复合材料格构夹心管约束混凝土墩柱 | |
| CN103469923B (zh) | 一种无焊接、带观察窗的屈曲约束支撑 | |
| CN201722811U (zh) | 一种金属阻尼器 | |
| CN203238534U (zh) | 一种钢管混凝土格构式超高墩 | |
| CN202208916U (zh) | 一种高强混凝土预制桩 | |
| CN104164834B (zh) | 摩擦自锁式预制节段拼装桥墩连接装置 | |
| CN203238979U (zh) | Frp加固圆弧化混凝土抗冲击柱 | |
| CN201704822U (zh) | 一种原竹抗震墙 | |
| CN103437449A (zh) | 免维护钢-复合材料屈曲约束支撑及约束屈服段设计方法 | |
| CN103526880B (zh) | 一种frp约束pvc管-钢管内填混凝土防火组合柱的制作方法 | |
| CN204530422U (zh) | 一种用于frp管混凝土拱圈与基础的连接结构 | |
| CN203782914U (zh) | 工程建筑用无粘性支撑装置 | |
| CN109235460B (zh) | 一种双肢耗能抗滑桩及其施工方法 | |
| CN203270436U (zh) | 基于frp及柔性拱体的轻型抗弯支撑构件 | |
| CN105644065A (zh) | 一种超强吸收能量的轻质复合材料结构及应用 | |
| CN202689338U (zh) | 一种钢管frp管混凝土组合柱 | |
| CN105201146A (zh) | 一种内置cfrp圆管的钢骨混凝土异形柱及方法 | |
| CN201610516U (zh) | 复合材料弓形结构梁 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131211 |