CN104563320A - 一种装配式带竖嵌frp增强的钢-木屈曲约束支撑 - Google Patents

一种装配式带竖嵌frp增强的钢-木屈曲约束支撑 Download PDF

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陆伟东
张峰
刘伟庆
王瑄
叶国成
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Abstract

本发明公开了一种装配式带竖嵌FRP增强的钢-木屈曲约束支撑，包括芯材、外围约束、无粘结材料或空气层，所述芯材包括连接段、过渡段、核心工作段、限位卡和加劲板，所述核心工作段的两端通过过渡段与连接段连接，核心工作段中间设有限位卡，所述过渡段为弧形，连接段上设置有连接螺栓孔，所述外围约束包括两块芯材上下胶合木和两块芯材两侧胶合木，芯材上下胶合木的木材纹理方向为横纹，芯材两侧胶合木的木材纹理方向为横纹，芯材上下胶合木和芯材两侧胶合木之间设有竖嵌碳纤维板。本发明在地震区使用，能够便于震后修复，减少震害。在中高层木结构建筑中使用具有广阔的应用前景。

Description

一种装配式带竖嵌FRP增强的钢-木屈曲约束支撑
技术领域
本发明属于土木工程领域，涉及一种用于减小工程结构地震灾害影响的屈曲约束支撑。
背景技术
在中高层木结构建筑设计领域，我国与欧美等木结构发达国家相比，有较大差距。因此，在中高层木结构设计领域实施相关研究十分必要。木结构框架—支撑结构体系是中高层木结构抗侧力体系之一，开发新型的耗能支撑是上述问题在实际应用中的关键技术问题。研究新型的耗能支撑，可以推进现代木结构在中高层房屋建筑中的应用，并保障其在使用过程中的安全性和稳定性。
当前，我国在工程上普遍应用的屈曲约束支撑大多由外围填充混凝土钢管约束部件和轴心受力的核心部件组成，此种屈曲约束支撑不仅自重大，而且混凝土浇筑养护时间长，会严重影响屈曲约束支撑的制作效率。关于适用于现代木结构框架—支撑结构体系的屈曲约束支撑研究较少。
发明内容
本发明的目的在于为了改善现有技术的不足，提供一种装配式带竖嵌FRP增强的钢-木屈曲约束支撑。
本发明采用的技术方案为：一种装配式带竖嵌FRP增强的钢-木屈曲约束支撑，包括芯材、外围约束、无粘结材料或空气层，所述无粘结材料或空气层设置在芯材和外围约束之间；
所述芯材包括连接段、过渡段、核心工作段、限位卡和加劲板，所述核心工作段的两端通过过渡段与连接段连接，核心工作段中间设有限位卡，所述过渡段为弧形，连接段上设置有连接螺栓孔，所述加劲板沿纵向垂直安装在连接段和过渡段的中间；
所述外围约束包括两块芯材上下胶合木和两块芯材两侧胶合木，芯材上下胶合木的木材纹理方向为横纹，芯材两侧胶合木的木材纹理方向为横纹，芯材上下胶合木和芯材两侧胶合木之间设有竖嵌碳纤维板(FRP)。
作为优选，所述芯材上下胶合木由胶合木和竖嵌碳纤维板组合而成。
作为优选，所述芯材上下胶合木和芯材两侧胶合木之间、芯材上下胶合木中的胶合木与竖嵌碳纤维板之间通过涂胶连接。
本发明过渡段设置为弧形，防止核心工作段端部由于应力集中而发生断裂现象。核心工作段中间设有限位卡，有效地限制核心工作段与外围约束的的相对位置。屈曲约束支撑连接段采用常用的连接螺栓。连接段、过渡段和核心工作段为一个整体，加工时必须直接切削成型，不能有焊接缝。核心工作段与外围约束之间设有一层无粘结材料或非常狭小的空气层。
有益效果：本发明不仅克服了现代木结构框架—支撑结构中支撑连接处容易受拉破坏，耗能能力低，而且能够实现优化设计，减少现场的施工工作量，增进施工进度，保证连接质量，便于结构安装。在地震区使用，能够便于震后修复，减少震害。在中高层木结构建筑中使用具有广阔的应用前景。
我国木材资源丰富，选材便利，木材属于绿色环保可再生资源，符合国家节能减排的政策。
附图说明
图1为本发明屈曲约束支撑整体平面图；
图2为本发明屈曲约束支撑整体正视图；
图3为本发明芯材构造平面图；
图4为本发明芯材构造正视图；
图5为图1中A-A截面外围约束构造方式一示意图；
图6为图1中A-A截面外围约束构造方式二示意图；
图7为图1中A-A截面外围约束构造方式二组成图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种装配式带竖嵌FRP增强的钢-木屈曲约束支撑，包括芯材1、外围约束2、无粘结材料或空气层3，所述无粘结材料或空气层3设置在芯材1和外围约束2之间；
所述芯材1包括连接段4、过渡段5、核心工作段6、限位卡7和加劲板9，所述核心工作段6的两端通过过渡段5与连接段4连接，核心工作段6中间设有限位卡7，所述过渡段5为弧形，连接段4上设置有连接螺栓孔8，所述加劲板9沿纵向垂直安装在连接段4和过渡段5的中间；
如图5所示，外围约束构造方式一为：所示外围约束2是由两块芯材上下胶合木一10(预先开好槽，木材表面经过砂磨和抛光处理，且木材纹理方向为横纹)和两块芯材两侧胶合木一11(预先开好槽，木材表面经过砂磨和抛光处理，且木材纹理方向为横纹)组成。芯材上下胶合木一10和芯材两侧胶合木一11之间设有竖嵌碳纤维板12，通过涂胶加压固化，形成外围约束2。
本发明采用外围约束构造方式一装配过程如下：
1.将芯板1采用切削成型；
2.支撑端部连接段4预先开好连接螺栓孔8，便于结构安装；
3.将支撑端部连接段4和加劲肋9采用焊接形式焊接连成一个整体；
4.将脱层材料粘贴在过渡段5和核心工作段6表面；
5.将构成外围约束的芯材上下胶合木一10和芯材两侧胶合木一11预先开槽，并进行砂磨和抛光处理；
6.将经过处理的芯材上下胶合木一10、芯材两侧胶合木一11和竖嵌碳纤维板12，通过涂胶加压固化，形成外围约束2。(加压固化时，通过在核心工作段6和芯材上下胶合木一10之间放置一定厚度的钢板，来控制上下表面的空隙)
如图6和图7所示，外围约束构造方式二为：所述外围约束2是由芯材上下胶合木二13(预先开好槽，经过砂磨和抛光处理，且木材纹理方向为横纹)和芯材两侧胶合木二15(预先开好槽，经过砂磨和抛光处理)组成。芯材上下胶合木二13是由胶合木一13-1(木材纹理方向为横纹)和竖嵌碳纤维板13-2通过涂胶加压固化形成。芯材上下胶合木二13和芯材两侧胶合木二15之间通过涂胶加压固化，形成外围约束2。
本发明采用外围约束构造方式二装配过程如下：
1.将芯板1采用切削成型；
2.支撑端部连接段4预先开好连接螺栓孔8，便于结构安装；
3.将支撑端部连接段4和加劲肋9采用焊接形式焊接连成一个整体；
4.将脱层材料粘贴在过渡段5和核心工作段6表面；
5.将胶合木13-1进行砂磨和抛光处理；
6.将胶合木13-1和竖嵌碳纤维板13-2通过涂胶加压固化，形成竖嵌碳纤维板增强芯材上下胶合木二13；
7.将构成外围约束的芯材上下胶合木二13和芯材两侧胶合木二15预先开槽，并进行砂磨和抛光处理；
8.将经过处理的芯材上下胶合木二13、芯材两侧胶合木二15和竖嵌碳纤维板14，通过涂胶加压固化，形成外围约束2。(加压固化时，通过在核心工作段6和芯材上下胶合木二13之间放置一定厚度的钢板，来控制上下表面的空隙)
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种装配式带竖嵌FRP增强的钢-木屈曲约束支撑，其特征在于：包括芯材、外围约束、无粘结材料或空气层，所述无粘结材料或空气层设置在芯材和外围约束之间；
所述芯材包括连接段、过渡段、核心工作段、限位卡和加劲板，所述核心工作段的两端通过过渡段与连接段连接，核心工作段中间设有限位卡，所述过渡段为弧形，连接段上设置有连接螺栓孔，所述加劲板沿纵向垂直安装在连接段和过渡段的中间；
所述外围约束包括两块芯材上下胶合木和两块芯材两侧胶合木，芯材上下胶合木的木材纹理方向为横纹，芯材两侧胶合木的木材纹理方向为横纹，芯材上下胶合木和芯材两侧胶合木之间设有竖嵌碳纤维板。
2.根据权利要求1所述的一种装配式带竖嵌FRP增强的钢-木屈曲约束支撑，其特征在于：所述芯材上下胶合木由胶合木和竖嵌碳纤维板组合而成。
3.根据权利要求2所述的一种装配式带竖嵌FRP增强的钢-木屈曲约束支撑，其特征在于：所述芯材上下胶合木和芯材两侧胶合木之间、芯材上下胶合木中的胶合木与竖嵌碳纤维板之间通过涂胶连接。
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