CN104775538B

CN104775538B - 重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑

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Publication number: CN104775538B
Application number: CN201510187405.5A
Authority: CN
Inventors: 黄民元
Original assignee: Central South University of Forestry and Technology
Current assignee: Central South University of Forestry and Technology
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2017-11-07
Anticipated expiration: 2035-04-20
Also published as: CN104775538A

Abstract

重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑，该支撑由约束屈服段、约束非屈服段、屈曲约束机构、隔离无粘结层、无约束非屈服段、外包重组竹约束、重组竹防腐涂层、端部射钉固定、两层碳纤维布局部增强、角钢局部增强所组成；外包重组竹约束采用内层四角拼接与外层交错搭接的双层重组竹包裹；在双层重组竹约束的四个角处进行了局部上的两次增强，其一是在内层四角拼接的重组竹约束的四个角处采用两层碳纤维布增强，而在外层交错搭接的重组竹约束的四个角处采用角钢的增强方式；在重组竹约束端部，对其四个侧面用射钉进行固定；重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑的端部，连接方式设置成铰接形式或固接形式，实现防屈曲耗能支撑与组合框架结构之间的有效连接。

Description

重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑

技术领域

本发明涉及一种防屈曲耗能支撑，其外包约束为内置螺旋约束箍筋、双层外包重组竹约束、竹材防腐涂层及端部射钉固定的构件，属于结构工程抗震涉及领域。

背景技术

我国竹类资源丰富，重组竹作为结构的主要材料，具有绿色、环保，施工简单、抗震性能突出的特点，实现了建筑结构可持续发展上的创新。通过重组竹材料的外包约束，实现了对内填纳米碳纤维混凝土的环向约束，使整个防屈曲耗能支撑的约束效果在原有基础上获得套箍上的大提升，可使支撑的破坏始于内核钢材的材料破坏，而外包的约束机制能保持完好；重组竹约束采用内层四角拼接与外层交错搭接的双层重组竹的包裹方式，内层重组竹四角拼接的方式，能使重组竹材料贴合更紧密，而外层采用交错搭接的重组竹约束方式则能实现约束包裹的环环套箍；为进一步巩固双层重组竹套箍的效果，在内层四角拼接重组竹的四个角处，采用两层碳纤维布来进行局部增强，而在外包交错搭接重组竹的四个角处，则采用角钢进行局部上的增强，大大改善可能始于支撑四个角的破坏形态。这种局部上的组合设计，使支撑截面在尺寸上增加不多，但整个防屈曲耗能支撑的承载能力和延性性能却有很大的改善；为了增强重组竹和内填纳米碳纤维混凝土之间的约束效果，将外包重组竹约束端部的四个面，每个侧面都用六个射钉进行端面固定，使两种材料能更加紧密地粘结，以增强支撑抵抗横向变形的能力；采用水载铜剂防腐剂的季铵铜ACQ-B对重组竹进行防腐处理，这种防腐剂的抗腐蚀性和抗流失性好，大大提升重组竹竹材的使用寿命；通过重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑的多重约束机制：内置约束螺旋箍筋，外包重组竹约束层及防腐层处理，四个角的碳纤维布和角钢的局部增强，外包约束端部各个侧面的射钉固定，有效地、系统地实现了重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑对抗震耗能的需求。

发明内容

本发明的目的是约束屈服段的内核芯材采用钢材，其截面可根据需要选取(如：一字形、十字形、I字形、箱形、槽形等)；屈曲约束机构采用约束螺旋箍筋与重组竹材料的约束组合，内填的纳米碳纤维混凝土采用方形截面；重组竹约束采用内层四角拼接与外层交错搭接的双层重组竹包裹，这使得内置螺旋箍筋的套箍效果可获得大的提升，从而形成具有三重约束作用的外包机制；在双层重组竹约束的四个角处进行了局部上的两次增强，其一是在内层四角拼接的重组竹约束的四个角处采用两层碳纤维布增强，而在外层交错搭接的重组竹约束的四个角处采用角钢的增强方式；在重组竹约束端部，对其四个侧面用射钉进行固定，实现重组竹和纳米碳纤维混凝土材料之间的紧密粘结；重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑的端部，采用的连接方式设置成铰接形式或固接形式，实现防屈曲耗能支撑与组合框架结构之间的有效连接。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑，该支撑由约束屈服段、约束非屈服段、屈曲约束机构、隔离无粘结层、无约束非屈服段、外包重组竹约束、重组竹防腐涂层、端部射钉固定、两层碳纤维布局部增强、角钢局部增强所组成；该支撑包括约束螺旋箍筋1、双层重组竹约束2、内填纳米碳纤维混凝土3、内核钢芯4、加强端板5、圆形连接孔6、加劲板7、铰接板8、空隙9、隔离无粘结层10、两层碳纤维布11、构造纵筋12、角钢13、射钉14、水载铜剂季铵铜ACQ-B防腐层15、内层四角拼接的重组竹约束16、外层交错搭接的重组竹约束17。

具体而言，约束螺旋箍筋1的截面为方形结构；双层重组竹2包裹在约束螺旋箍筋1的表面；约束螺旋箍筋1的中间设有内核钢芯4，约束螺旋箍筋1与内核钢芯4之间填充有内填纳米碳纤维混凝土3；约束螺旋箍筋1的两端面分别设有两加强端板5；铰接板8设置在沿约束螺旋箍筋1的两端面垂直方向上，且与加强端板5相垂直；加劲板7上下连接加强端板5与铰接板8；铰接板8上设有圆形连接孔6；内核钢芯4与内填纳米碳纤维混凝土3的接触处设有隔离无粘结层10；内层四角拼接重组竹约束16的四个角处用两层碳纤维布11进行包裹，再在外层交错搭接的重组竹约束17进行二次碳纤维布外围包裹；二次包裹的重组竹约束的四个角处采用角钢13进行局部上的加强。

所述加强端板5与约束螺旋箍筋1内的内核钢芯4之间的钢筋衔接处留有空隙9，且端部衔接钢筋与内核钢芯4垂直。

所述约束螺旋箍筋1的外表面的四个圆角上设有两层纤维增强布11和角钢13；所述约束螺旋箍筋1与铰接板8之间沿约束螺旋箍筋1的轴向方向上均匀设有构造纵筋12。

所述碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑的端部四周用射钉14进行固定，并在双层重组竹2的表层端部表面涂有水载铜剂季铵铜ACQ-B防腐层15。

所述双层重组竹2的内层采用四角拼接的重组竹约束方式16，再在其外层采用交错搭接的重组竹17进行二次包裹约束。

约束屈服段由内核芯材4构成，采用屈服强度值稳定的钢材，其截面形状为一字形或十字形或I字形或箱形、或槽形等；内核钢芯4的工作段长度由内置约束螺旋箍筋1确定，其厚度根据实际情况进行选取。

约束非屈服段在内填纳米碳纤维混凝土3与加强端板5之间设置足够的预留空间，其值大小取约束螺旋箍筋长度的1％～3％。

屈曲约束机构由约束螺旋箍筋1和内填纳米碳纤维混凝土3。约束螺旋箍筋1与纳米碳纤维混凝土3浇注成整体，并由六根构造纵筋12绑扎进行固定，内填纳米碳纤维混凝土的约束截面制作时设计成方形。

隔离无粘结层10设置在内核芯材4和内填纳米碳纤维混凝土3之间，采用钙基润滑脂和聚乙烯薄膜材料；

无约束非屈服段由加强端板5和铰接板8组成，两者采用铰接或固接连接方式。

在加强端板上开圆形的连接孔6以便与组合框架连接，并在加强端板5的垂直方向设置加劲板7；约束螺旋箍筋1留有保护层，在纳米碳纤维混凝土面层采用双层重组竹约束2进行包裹；在内层四角拼接的重组竹约束16与外层交错搭接的重组竹约束17之间，采用两层碳纤维布11进行局部上的增强；在外层交错搭接的重组竹约束17的四个角处采用角钢13进行局部上的增强；外包约束重组竹材料端部的四个面，每个侧面都用六个射钉14进行端面的固定。

与现有技术相比，本发明相对于现有技术具有以下特点。

采用内置约束螺旋箍筋与双层重组竹的约束组合机制，并进行了相应的细部构造设计；内填纳米碳纤维混凝土外的重组竹竹材，巧妙利用其较高的模量、静曲强度好等特质，使整个防屈曲耗能支撑的约束效果更加稳定，显著提升防屈曲耗能支撑在动荷载作用下的减震耗能能力；在外包重组竹材料的约束端部，对四个侧面都用射钉进行端面的固定，使重组竹和纳米碳纤维混凝土贴合得更紧密；在外包约束截面的四个角处，采用碳纤维增强材料和角钢进行局部上的增强；对重组竹竹材的表层，采用水载型防腐剂的氨溶性季铵铜ACQ-B进行防腐处理，大大提升重组竹的耐久性。

将约束螺旋箍筋和重组竹两种材料结合起来，实现对防屈曲耗能支撑外包的多重约束机制；重组竹采用双层的约束机制，即：内层四角拼接的重组竹约束与外层交错搭接的重组竹约束的双层包裹，并在两者之间采用两层碳纤维布进行局部增强；在外层重组竹约束的四个角处，采用角钢进行局部增强，获得了更佳的约束效果；为增强约束效果，对外包重组竹材料约束端部的四个面，每个侧面都用六个射钉(Fastener)进行端面固定，使重组竹和内填纳米碳纤维混凝土更加紧密地粘结在一起；为了避免重组竹在日晒、潮湿等自然环境下出现霉变、腐朽、变色和虫蛀，造成重组竹的物理强度降低，对重组竹表面用季铵铜ACQ-B进行防腐处理。重组竹竹材采用浸渍型酚醛(PF)树脂，作为胶黏剂。对重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑提出了明确的制作工艺，通过有效、完整的制造工艺流程和相关操作方法，对现有的防屈曲耗能支撑制造技术进行了开创性的改进，将防屈曲耗能支撑的抗震性能大大提高，并在承载能力能获得约20％～30％以上的提升空间。

重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑多重约束机制的约束方法，采用约束螺旋箍筋进行内箍，在外部进行双层重组竹约束的增强，再在防屈曲耗能支撑外包的四个角处，分层采用碳纤维增强材料和角钢进行局部上的约束增强；为了获得更好的约束效果，对外包重组竹材料的两个端部，每个侧面都用六个射钉进行端面的固定；重组竹竹材采用水溶性酚醛(PF)树脂作为胶黏剂，并在重组竹表层用水载型防腐剂的氨溶性季铵铜ACQ-B进行防腐处理；提出了明确的制作工艺，重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑有效、系统的制作方法和工艺流程，是获得具备优越抗震性能支撑的关键所在。

附图说明

图1本发明提供的重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑主视图。

图2本发明提供的重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑主视图。

图3 A-A截面细部尺寸。

图4 B-B截面细部尺寸。

图中：1-约束螺旋箍筋；2双层重组竹约束；3-内填纳米碳纤维混凝土；4-内核芯材；5-加强端板；6-圆形连接孔；7-加劲板；8-铰接连接方式；9-空隙；10-隔离无粘结层；11-两层碳纤维布；12-构造纵筋；13-角钢；14-射钉；15-水载铜剂季铵铜ACQ-B防腐层；16-内层四角拼接的重组竹约束；17-外层交错搭接的重组竹约束。

具体实施方式

重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑制作的质量要求：重组竹的制作，选用竹楠木，由毛竹、楠竹等竹材，经过高温、高压、蒸煮、烘干等复杂工艺加工而成的绿色环保材料；内核钢芯表面的机械加工，须按设计要求控制表面的光洁度，钢材直度与截面扭曲度的误差应不能超过1/1000/m、0.5/m的数值；外包约束截面设计成方形，内填混凝土采用纳米碳纤维混凝土，以帮助提升整个防屈曲耗能支撑的套箍性能。内填纳米碳纤维混凝土的制作采用大约0.8％～0.16％的优化掺量，并用化学分散的方法避免纳米碳纤维混凝土结团；加强端板与内填纳米碳纤维混凝土之间的约束非屈服段，应留有足够的间隙，间隙的长度取屈曲约束机构的1％～3％，并制作出具有平缓过渡的截面形式；无约束非屈服段的钢板，除了满足基本的规范要求，还需采取减小温度应力的制作措施；无粘结的隔离层，采用钙基润滑脂和聚乙烯薄膜，在内核芯材上涂一层钙基润滑脂，再用聚乙烯薄膜进行紧密的包裹。通过隔离无粘结层，减少内摩擦力，并留给内核钢芯足够的膨胀空间；重组竹的防腐处理，采用浓度为1.5％的季铵铜ACQ-B，载药量大于2.6kg/m³的量值，以保证强耐腐的需求等级；重组竹的胶黏剂采用水溶性酚醛(PF)树脂，固体含量44％-46％，黏度280-360MPa.s(20℃)，游离酚＜1.0％，PH值11.5，施胶量15％。为了保证重组竹与PF胶之间的湿润性，用1％NaOH溶液处理重组竹的表面，提高重组竹的胶合性能。

纳米碳纤维混凝土的制作

1将纳米碳纤维掺入混凝土，对混凝土起到改性的作用。但需优化纳米碳纤维的掺量，制作时采用大约0.8％～0.16％的量值范围，能起到很好的分散作用，从而避免因结团对混凝土质量的影响。当纳米碳纤维均匀分散在水泥浆体中，可以传递拉应力，促进水化晶体增长，使水化物之间的联结更加紧密，能起到增韧、抗冲及抗裂的改性效果。

2制作中采用化学分散的方法，让纳米碳纤维获得良好的分散效果。具体操作时，将纳米碳纤维放入表面活性剂的水溶液中，高速搅拌六至七分钟，并加入适量的消泡剂，再把溶液倒入细骨料和粗骨料的混凝土材料中进行搅拌。同时，为了排除纳米碳纤维混凝土中的气泡，使纳米碳纤维混凝土密实结合，纳米碳纤维混凝土振动成型的时间应稍长一些，然后养护28天。

重组竹的防腐处理与热压胶合

1防腐处理：在外包重组竹的表面，采用水载铜型防腐剂的氨溶性季铵铜ACQ-B进行防腐处理，这种防腐涂层是水载型防腐剂，具有使用方便、物料成本低，处理表面洁净。季铵铜ACQ-B，主要成分由铜、氨水及二癸基二甲基氯化氨等组成。此类防腐剂对微生物有效力，对环境影响小，自然降解性好，能改善竹材易霉变、腐朽、虫蛀等问题，大大提高重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑的耐久性能。

(1)防腐剂的选取。采用季铵铜ACQ-B的浓度为1.5％，载药量需大于2.6kg/m³的量值，以达到强耐腐的等级。

(2)重组竹板的干燥。经过防腐处理后的竹板，放置在热干燥箱中，温度60℃，干燥10小时后取出，测得含水率6％。

2重组竹的热压工艺：将经过防腐处理后的竹板浸胶50分钟，干燥后不需要装模，直接平铺施压加热固化一次完成，再进行剖切，做水份平衡，再上漆。制作时，成型坯保证质量，需密度均匀，无瘫边和跳丝，

(1)重组竹浸胶。重组竹要完全没入浸胶，浸胶时间为50分钟，平均施胶量为10％。

(2)干燥。浸胶后的重组竹，放入电热箱干燥1小时，直至干状态。

(3)热压。热压机正面压力为10MPa，侧面压力为5MPa。热压温度130℃-135℃，热压时间为20分钟。

(4)剖切。按照需要的尺寸，进行重组竹的剖切。

(5)压刨。热压的重组竹表面的不平整和裂纹，将重组竹的表面进行压刨，以获得平整的表面。

重组竹的加工制作

1重组竹的厚度采用20mm-28mm，利用材料万能切割机进行切割，在切割过程中避免出现损毁。

2重组竹表面处理：用砂轮机磨重组竹的表面，除去表面胶层和杂质，然后用吹机吹掉打磨重组竹表面的碎屑，再用酒精擦拭重组竹的表面。待纳米碳纤维混凝土和重组竹表面酒精干燥以后，再将配合好的环氧树脂胶涂在纳米碳纤维混凝土与重组竹表面，胶层应均匀不宜太厚。

3粘贴重组竹材料：施胶后，为将竹材粘贴在纳米碳纤维混凝土的表面，将胶合好的重组竹构件在冷压架上用重物法进行加压，压紧以保证两个面的充分接触，使其达到设计表面的黏结强度，让重组竹与纳米碳纤维混凝土紧密结合在一起，加压时间原则上不能低于3天。

4加压过程中，用G型木工夹定位避免纳米碳纤维混凝土与重组竹之间产生滑移，施压应将多余的结构胶流出，保证其粘结牢固均匀，一般需要重物加压固化3天，静置养护7天。

5加压、养护完成之后，再用打磨机将结构表面打磨光滑。同时，对重组竹构件表面的碎末进行清理，除去灰尘及粉末。

重组竹端部固定

1为了避免防屈曲耗能支撑重组竹外围端部出现局部破坏，重组竹端部采用射钉穿透的固定处理，以保证足够的约束套箍效果。

2在四个重组竹面顶端部位用射钉(Fastener)进行固定，由钉子加齿圈或塑料定位卡圈实现端部的固定连接。射钉的材质采用经过热处理的60号钢，芯材硬度为HRC52-57，制作时用射钉枪进行固定。每个侧面用六个射钉保证稳固，射钉不宜过多，避免削弱重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑的整体性能。

碳纤维布局部增强的制作工艺

1基层处理：为使重组竹与碳纤维材料得到充分粘结，必须对重组竹的表面进行处理，尤其是对重组竹有缺陷的局部及不平之处，应事先用树脂腻子或砂轮除锈器加工平滑。

2打磨工艺。对粘合面进行打磨粗糙处理，用平砂轮将重组竹表面打磨，打磨纹路应与构件受力方向垂直；去除重组竹表面的粉尘，并用清水擦洗干净，待完全干燥后再用丙酮擦拭清洗重组竹的表面。

3碳纤维布粘贴。将裁剪好的碳纤维布用环氧树脂胶粘贴在内层四角拼接的重组竹表面，并沿纤维受力方向进行按压赶走气泡，使碳纤维布与重组竹表面紧密粘结；然后，在碳纤维布表面再刷涂一层粘结剂，并养护24小时。

角钢的制作工艺

1前处理。清洗：用酒精清洗重组竹表面；将角钢依照规范按照倒角进行处理，转角处构件的表面曲率不小于20mm。

2打磨。角钢粘结前，对角钢的结合面需进行除锈和粗糙处理，用平砂轮将角钢表面打出金属光泽，打磨纹路应与角钢受力方向垂直，然后用脱脂棉沾丙酮进行擦净。

3角钢粘结。环氧树脂胶配好后，用抹刀涂抹在处理好的角钢内表面，中间厚两边薄，厚度为1-3mm。在角钢预固定之后，用手锤沿粘结面轻轻敲打。或先预固定角钢，从角钢和纳米碳纤维混凝土端部空隙处灌入粘结剂，并沿长边方向敲击、按压，挤出气泡，以胶液从角钢边缘挤出为度，并养护24小时。

Claims

1.重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑，其特征在于：该支撑由约束屈服段、约束非屈服段、屈曲约束机构、隔离无粘结层、无约束非屈服段、外包重组竹约束、重组竹防腐涂层、端部射钉固定、两层碳纤维布局部增强、角钢局部增强所组成；该支撑包括约束螺旋箍筋(1)、双层重组竹约束(2)、内填纳米碳纤维混凝土(3)、内核钢芯(4)、加强端板(5)、圆形连接孔(6)、加劲板(7)、铰接板(8)、空隙(9)、隔离无粘结层(10)、两层碳纤维布(11)、构造纵筋(12)、角钢(13)、射钉(14)、水载铜剂季铵铜ACQ-B防腐层(15)、内层四角拼接的重组竹约束(16)、外层交错搭接的重组竹约束(17)；

具体而言，约束螺旋箍筋(1)的截面为方形结构；双层重组竹约束(2)包裹在约束螺旋箍筋(1)的表面；约束螺旋箍筋(1)的中间设有内核钢芯(4)，约束螺旋箍筋(1)与内核钢芯(4)之间填充有内填纳米碳纤维混凝土(3)；约束螺旋箍筋(1)的两端面分别设有两加强端板(5)；铰接板(8)设置在沿约束螺旋箍筋(1)的两端面垂直方向上，且与加强端板(5)相垂直；加劲板(7)上下连接加强端板(5)与铰接板(8)；铰接板(8)上设有圆形连接孔(6)；内核钢芯(4)与内填纳米碳纤维混凝土(3)的接触处设有隔离无粘结层(10)；内层四角拼接的重组竹约束(16)的四个角处用两层碳纤维布(11)进行包裹，再在外层交错搭接的重组竹约束(17)进行二次碳纤维布外围包裹；二次包裹的重组竹约束的四个角处采用角钢(13)进行局部上的加强；

所述加强端板(5)与约束螺旋箍筋(1)内的内核钢芯(4)之间的钢筋衔接处留有空隙(9)，且端部衔接钢筋与内核钢芯(4)垂直；

所述约束螺旋箍筋(1)的外表面的四个角上设有两层碳纤维布(11)和角钢(13)；所述约束螺旋箍筋(1)与铰接板(8)之间沿约束螺旋箍筋(1)的轴向方向上均匀设有构造纵筋(12)；

碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑的端部四周用射钉(14)进行固定，并在双层重组竹约束(2)的表层端部表面涂有水载铜剂季铵铜ACQ-B防腐层(15)；

所述双层重组竹约束(2)的内层采用内层四角拼接的重组竹约束(16)，再在其外层采用外层交错搭接的重组竹约束(17)进行二次包裹约束。

2.根据权利要求1所述的重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑，其特征在于：约束屈服段由内核钢芯(4)构成，采用屈服强度值稳定的钢材，其截面形状为一字形或十字形或I字形或箱形或槽形；内核钢芯(4)的工作段长度由内置约束螺旋箍筋(1)确定，其厚度根据实际情况进行选取；

约束非屈服段在内填纳米碳纤维混凝土(3)与加强端板(5)之间设置足够的预留空间，其值大小取约束螺旋箍筋长度的1％～3％；

屈曲约束机构由约束螺旋箍筋(1)和内填纳米碳纤维混凝土(3)组成；约束螺旋箍筋(1)与内填纳米碳纤维混凝土(3)浇注成整体，并由六根构造纵筋(12)绑扎进行固定，内填纳米碳纤维混凝土的约束截面制作时设计成方形；

隔离无粘结层(10)设置在内核钢芯(4)和内填纳米碳纤维混凝土(3)之间，采用钙基润滑脂和聚乙烯薄膜材料；

无约束非屈服段由加强端板(5)和铰接板(8)组成，两者采用铰接或固接连接方式；

在加强端板上开圆形的连接孔(6)以便与组合框架连接，并在加强端板(5)的垂直方向设置加劲板(7)；约束螺旋箍筋(1)留有保护层，在纳米碳纤维混凝土面层采用双层重组竹约束(2)进行包裹；在内层四角拼接的重组竹约束(16)与外层交错搭接的重组竹约束(17)之间，采用两层碳纤维布(11)进行局部上的增强；在外层交错搭接的重组竹约束(17)的四个角处采用角钢(13)进行局部上的增强；外包约束重组竹材料端部的四个面，每个侧面都用六个射钉(14)进行端面的固定。

3.根据权利要求1所述的重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑，其特征在于：重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑制作的质量要求：重组竹的制作，选用竹楠木，由毛竹、楠竹，经过高温、高压、蒸煮、烘干复杂工艺加工而成的绿色环保材料；内核钢芯表面的机械加工，须按设计要求控制表面的光洁度，钢材直度与截面扭曲度的误差不能超过1/1000/m、0.5/m的数值；外包重组竹约束截面设计成方形，内填混凝土采用纳米碳纤维混凝土，以帮助提升整个防屈曲耗能支撑的套箍性能；内填纳米碳纤维混凝土的制作采用0.8％～0.16％的优化掺量，并用化学分散的方法避免纳米碳纤维混凝土结团；加强端板与内填纳米碳纤维混凝土之间的约束非屈服段，应留有足够的间隙，间隙的长度取屈曲约束机构的1％～3％，并制作出具有平缓过渡的截面形式；无约束非屈服段的钢板，除了满足基本的规范要求，还需采取减小温度应力的制作措施；隔离无粘结层采用钙基润滑脂和聚乙烯薄膜，在内核钢芯上涂一层钙基润滑脂，再用聚乙烯薄膜进行紧密的包裹；通过隔离无粘结层，减少内摩擦力，并留给内核钢芯足够的膨胀空间；重组竹的防腐处理，采用浓度为1.5％的水载铜剂季铵铜ACQ-B，载药量大于2.6kg/m³的量值，以保证强耐腐的需求等级；重组竹的胶黏剂采用水溶性酚醛(PF)树脂，固体含量44％-46％，黏度280-360MPa.s(20℃)，游离酚＜1.0％，PH值11.5，施胶量15％；为了保证重组竹与PF胶之间的湿润性，用1％NaOH溶液处理重组竹的表面，提高重组竹的胶合性能。

4.根据权利要求1所述的重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑，其特征在于：纳米碳纤维混凝土的制作方法如下，

1)将纳米碳纤维掺入混凝土，对混凝土起到改性的作用；但需优化纳米碳纤维的掺量，制作时采用0.8％～0.16％的量值范围，能起到很好的分散作用，从而避免因结团对混凝土质量的影响；

2)制作中采用化学分散的方法，让纳米碳纤维获得良好的分散效果；具体操作时，将纳米碳纤维放入表面活性剂的水溶液中，高速搅拌六至七分钟，并加入适量的消泡剂，再把溶液倒入细骨料和粗骨料的混凝土材料中进行搅拌；同时，为了排除纳米碳纤维混凝土中的气泡，使纳米碳纤维混凝土密实结合，纳米碳纤维混凝土振动成型的时间应稍长一些，然后养护28天。

5.根据权利要求1所述的重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑，其特征在于：重组竹的防腐处理与热压胶合过程如下，

1)防腐处理：在外包重组竹的表面，采用水载铜剂季铵铜ACQ-B进行防腐处理，这种防腐涂层是水载型防腐剂；水载铜剂季铵铜ACQ-B由铜、氨水及二癸基二甲基氯化氨组成；

(1)防腐剂的选取；采用水载铜剂季铵铜ACQ-B的浓度为1.5％，载药量需大于2.6kg/m³的量值，以达到强耐腐的等级；

(2)重组竹的干燥；经过防腐处理后的竹板，放置在热干燥箱中，温度60℃，干燥10小时后取出，测得含水率6％；

2)重组竹的热压工艺：将经过防腐处理后的竹板浸胶50分钟，干燥后不需要装模，直接平铺施压加热固化一次完成，再进行剖切，做水份平衡，再上漆；制作时，成型坯保证质量，需密度均匀，无瘫边和跳丝，

(1)重组竹浸胶；重组竹要完全没入浸胶，浸胶时间为50分钟，平均施胶量为10％；

(2)干燥；浸胶后的重组竹，放入电热箱干燥1小时，直至干状态；

(3)热压；热压机正面压力为10MPa，侧面压力为5MPa；热压温度130℃-135℃，热压时间为20分钟；

(4)剖切；按照需要的尺寸，进行重组竹的剖切；

(5)压刨；热压的重组竹表面的不平整和裂纹，将重组竹的表面进行压刨，以获得平整的表面。

6.根据权利要求1所述的重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑，其特征在于：重组竹的加工制作方法如下，

1)重组竹的厚度采用20mm-28mm，利用材料万能切割机进行切割，在切割过程中避免出现损毁；

2)重组竹表面处理：用砂轮机磨重组竹的表面，除去表面胶层和杂质，然后用吹机去掉打磨重组竹表面的碎屑，再用酒精擦拭重组竹的表面；待纳米碳纤维混凝土和重组竹表面酒精干燥以后，再将配合好的环氧树脂胶涂在纳米碳纤维混凝土与重组竹表面，胶层应均匀不宜太厚；

3)粘贴重组竹材料：施胶后，为将竹材粘贴在纳米碳纤维混凝土的表面，将胶合好的重组竹构件在冷压架上用重物法进行加压，压紧以保证两个面的充分接触，使其达到设计表面的黏结强度，让重组竹与纳米碳纤维混凝土紧密结合在一起，加压时间原则上不能低于3天；

4)加压过程中，用G型木工夹定位避免纳米碳纤维混凝土与重组竹之间产生滑移，施压应将多余的结构胶流出，保证其粘结牢固均匀，一般需要重物加压固化3天，静置养护7天；

5)加压、养护完成之后，再用打磨机将结构表面打磨光滑；同时，对重组竹构件表面的碎末进行清理，除去灰尘及粉末。

7.根据权利要求1所述的重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑，其特征在于：重组竹端部固定

1)为了避免防屈曲耗能支撑重组竹外围端部出现局部破坏，重组竹端部采用射钉穿透的固定处理，以保证足够的约束套箍效果；

2)在四个重组竹面顶端部位用射钉进行固定，由钉子加齿圈或塑料定位卡圈实现端部的固定连接；射钉的材质采用经过热处理的60号钢，芯材硬度为HRC52-57，制作时用射钉枪进行固定；每个侧面用六个射钉保证稳固，射钉不宜过多，避免削弱重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑的整体性能。

8.根据权利要求1所述的重组竹螺旋箍筋射钉防屈曲耗能支撑，其特征在于：碳纤维布局部增强的制作工艺

1)基层处理：为使重组竹与碳纤维布得到充分粘结，必须对重组竹的表面进行处理，尤其是对重组竹有缺陷的局部及不平之处，应事先用树脂腻子或砂轮除锈器加工平滑；

2)打磨工艺；对粘合面进行打磨粗糙处理，用平砂轮将重组竹表面打磨，打磨纹路应与构件受力方向垂直；去除重组竹表面的粉尘，并用清水擦洗干净，待完全干燥后再用丙酮擦拭清洗重组竹的表面；

3)碳纤维布粘贴；将裁剪好的碳纤维布用环氧树脂胶粘贴在内层四角拼接的重组竹约束表面，并沿碳纤维布受力方向进行按压赶走气泡，使碳纤维布与重组竹表面紧密粘结；然后，在碳纤维布表面再刷涂一层粘结剂，并养护24小时。