一種免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置，該裝置包括：玻璃纖維增強(qiáng)樹脂材料層、聚氨酯泡沫層；聚氨酯泡沫和玻璃纖維布和樹脂澆注成整體，伸縮節(jié)的外側(cè)設(shè)置玻璃纖維增強(qiáng)樹脂材料層，聚氨酯泡沫層設(shè)置在伸縮節(jié)的內(nèi)部，伸縮節(jié)設(shè)置在支撐內(nèi)核鋼芯上。本發(fā)明通過伸縮節(jié)的波形之間可以采用圓弧連接，能夠有效減小應(yīng)力集中現(xiàn)象，具有剛度小、柔度大、可伸縮型、變形能力強(qiáng)的特點(diǎn)。本發(fā)明采用真空導(dǎo)入工藝一次性整體成型，保證伸縮節(jié)與支撐作為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，在發(fā)揮伸縮性的同時(shí)兼具密封性,到達(dá)耐腐，防腐的要求。
【專利說明】 一種免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于免維護(hù)鋼約束支撐【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]防屈曲約束支撐主要由以下三個(gè)部分組成:內(nèi)芯受力單元(芯材)、無粘結(jié)可膨脹材料、屈曲約束單元，其中內(nèi)芯受力單元由約束屈曲段、約束非屈曲段、無約束非屈曲段組成，其中約束非屈曲段又叫過渡段，是約束屈曲段的延伸部分，需處在彈性范圍工作，當(dāng)支撐收到反復(fù)荷載的作用時(shí)，過渡段保證外圍約束機(jī)構(gòu)不受軸力，軸力完全過渡到約束屈曲段，使鋼芯達(dá)到拉壓屈服，達(dá)到耗能的目的，為確保約束非屈服段在彈性階段工作，現(xiàn)有的防屈曲約束支撐通常將其包在套管和砂漿(或混凝土)內(nèi)，也有焊接加勁肋來增加截面積的措施，但當(dāng)防屈曲約束支撐用于高聳鋼塔架和橋梁等戶外結(jié)構(gòu)時(shí)。
[0003]目前約束非屈服段的構(gòu)造措施或多或少的存在耐腐性差的問題，也是后期維護(hù)支撐的重點(diǎn)部位，導(dǎo)致維護(hù)成本高的原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置，旨在解決目前約束非屈服段的構(gòu)造措施或多或少的存在耐腐性差，維護(hù)成本高的問題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置，該免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置包括:伸縮節(jié)、玻璃纖維增強(qiáng)樹脂材料層、聚氨酯泡沫層；
[0006]聚氨酯泡沫和玻璃纖維布和樹脂澆注成整體，伸縮節(jié)的外側(cè)設(shè)置玻璃纖維增強(qiáng)樹脂材料層，聚氨酯泡沫層設(shè)置在伸縮節(jié)的內(nèi)部，伸縮節(jié)設(shè)置在支撐內(nèi)核鋼芯上。
[0007]進(jìn)一步，采用矩形波紋管式聚氨酯泡沫層。
[0008]進(jìn)一步，伸縮節(jié)的中間設(shè)置6?8mm的一字型切口。
[0009]進(jìn)一步，伸縮節(jié)通過一字型切口設(shè)置在支撐內(nèi)核鋼芯上。
[0010]進(jìn)一步，伸縮節(jié)和屈曲約束支撐采用真空導(dǎo)入工藝一次性成型。
[0011]進(jìn)一步，真空導(dǎo)入工藝的具體步驟為:
[0012]將內(nèi)核鋼芯、伸縮節(jié)、玻璃纖維布包好的成型泡沫依次放入鋪好玻璃纖維布的模具內(nèi)，在構(gòu)件表面再次鋪放玻璃纖維蓋布，在玻璃纖維布的表面依次鋪放脫模布、導(dǎo)流布，四周鋪放螺旋纏繞導(dǎo)流管，與真空泵相連，并鋪放真空袋，再進(jìn)行抽真空，導(dǎo)入樹脂，一段時(shí)間后，待樹脂固化完全后，揭去真空袋，取出制品并進(jìn)行修邊打磨處理。
[0013]進(jìn)一步，伸縮節(jié)可以設(shè)置為單波、雙波、三波的鼓形或矩形波紋管式伸縮節(jié)。
[0014]進(jìn)一步，雙波和三波矩形波紋管式伸縮節(jié)的波紋中間通過圓弧過渡。
[0015]進(jìn)一步，伸縮節(jié)可以設(shè)置為四角鈍邊的端部沒有尖角的長方形或正方形伸縮節(jié)。
[0016]本發(fā)明提供的免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置，通過伸縮節(jié)的波形之間采用圓弧連接，能夠有效減小應(yīng)力集中現(xiàn)象，剛度小、柔度大、可伸縮型、變形能力強(qiáng)。本發(fā)明采用真空導(dǎo)入工藝一次性整體成型，保證伸縮節(jié)與支撐作為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，在發(fā)揮伸縮性的同時(shí)兼具密封性，到達(dá)耐腐，防腐的要求。此外，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，提高了約束支撐的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的半個(gè)拼裝伸縮節(jié)的剖視圖；
[0019]圖3本發(fā)明實(shí)施例提供的帶有雙波伸縮節(jié)的免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的示意圖；
[0020]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的改進(jìn)的鼓型雙波伸縮節(jié)的的免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐示意圖。
[0021]圖中:1、伸縮節(jié)；2、玻璃纖維增強(qiáng)樹脂材料層；3、聚氨酯泡沫層；4、支撐內(nèi)核鋼
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【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。`
[0023]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。
[0024]如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置主要由伸縮節(jié)1、玻璃纖維增強(qiáng)樹脂材料層2、聚氨酯泡沫層3、支撐內(nèi)核鋼芯4組成；
[0025]伸縮節(jié)I的外側(cè)設(shè)置玻璃纖維增強(qiáng)樹脂材料層2，聚氨酯泡沫層3設(shè)置在伸縮節(jié)I的內(nèi)部，伸縮節(jié)I設(shè)置在支撐內(nèi)核鋼芯4上；
[0026]本發(fā)明的免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐伸縮節(jié)原理:基于防屈曲約束支撐的受力機(jī)理，本發(fā)明的伸縮節(jié)I具有剛度小，柔性大，可伸縮性的特點(diǎn)，在支撐拉壓變形的同時(shí)，具有變形能力，保證支撐內(nèi)核鋼芯4充分受力，外部約束FRP肋板基本不受軸力只起到約束作用，伸縮節(jié)I設(shè)置在支撐兩端的過渡段，通過真空導(dǎo)入整體成型技術(shù)，保證伸縮節(jié)I與支撐作為一個(gè)整體共同工作，在發(fā)揮伸縮性的同時(shí)兼具整體性、密封性；
[0027]如圖2所示，本發(fā)明的伸縮節(jié)I為單波矩形波紋管，此伸縮節(jié)作為過渡段，利用軸向剛度小的特點(diǎn)，充分發(fā)揮其變形能力，不讓軸力傳到外圍約束單元；外部為玻璃纖維增強(qiáng)樹脂材料層2，內(nèi)部填充矩形波紋管式聚氨酯泡沫層3，此泡沫不溶于不飽和聚酯樹脂，能和玻璃纖維布和樹脂澆注成整體，單波伸縮節(jié)中間設(shè)計(jì)一字型切口，切口大小6-8mm方便嵌入到鋼芯端部，具體操作時(shí)將單波伸縮節(jié)從中間一分為二，分別從上和下嵌入到支撐內(nèi)核鋼芯4上完成拼裝；
[0028]本發(fā)明的伸縮節(jié)I為雙波矩形波紋管，此伸縮節(jié)作為過渡段，軸向剛度為單波矩形波紋管的一半，變形能力是其兩倍，雙波伸縮節(jié)伸縮性能要更優(yōu)秀于單波伸縮節(jié)；雙波伸縮節(jié)外部玻璃纖維增強(qiáng)樹脂材料層2，內(nèi)部填充矩形波紋管式聚氨酯泡沫層3。[0029]本發(fā)明的伸縮節(jié)可以為四角鈍邊的長方形(正方形)伸縮節(jié)，端部沒有尖角，可以減少應(yīng)力集中的影響，作為一種改進(jìn)，為了減少端部和局部的應(yīng)力集中，還可以設(shè)計(jì)鼓形波紋管式伸縮節(jié)，可以設(shè)計(jì)單波、雙波、三波式鼓形波紋管伸縮節(jié)，波形之間采用圓弧過渡，進(jìn)一步減少應(yīng)力集中，并利用伸縮節(jié)I可設(shè)計(jì)性設(shè)計(jì)不同尺寸的伸縮節(jié)，見圖4，作為減少伸縮節(jié)I個(gè)數(shù)的改進(jìn)，可以設(shè)計(jì)在支撐中部放置一個(gè)伸縮節(jié)I即可。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置，其特征在于，該免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置包括:伸縮節(jié)、玻璃纖維增強(qiáng)樹脂材料層、聚氨酯泡沫層、支撐內(nèi)核鋼芯； 聚氨酯泡沫和玻璃纖維布和樹脂澆注成整體，伸縮節(jié)的外側(cè)設(shè)置玻璃纖維增強(qiáng)樹脂材料層，聚氨酯泡沫層設(shè)置在伸縮節(jié)的內(nèi)部，伸縮節(jié)設(shè)置在支撐內(nèi)核鋼芯上。
2.如權(quán)利要求1所述的免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置，其特征在于，采用矩形波紋管式聚氨酯泡沫層。
3.如權(quán)利要求1所述的免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置，其特征在于，伸縮節(jié)的中間設(shè)置6?8mm的一字型切口。
4.如權(quán)利要求1和3所述的免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置，其特征在于，伸縮節(jié)通過一字型切口設(shè)置在支撐內(nèi)核鋼芯上。
5.如權(quán)利要求1所述的免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置，其特征在于，伸縮節(jié)和屈曲約束支撐采用真空導(dǎo)入工藝一次性成型。
6.如權(quán)利要求5所述的免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置，其特征在于，真空導(dǎo)入工藝的具體步驟為: 將內(nèi)核鋼芯、伸縮節(jié)、玻璃纖維布包好的成型泡沫依次放入鋪好玻璃纖維布的模具內(nèi)，在構(gòu)件表面再次鋪放玻璃纖維蓋布，在玻璃纖維布的表面依次鋪放脫模布、導(dǎo)流布，四周鋪放螺旋纏繞導(dǎo)流管，與真空泵相連，并鋪放真空袋，再進(jìn)行抽真空，導(dǎo)入樹脂，待樹脂固化完全后，揭去真空袋，取出制品并進(jìn)行修邊打磨處理。
7.如權(quán)利要求1所述的免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置，其特征在于，伸縮節(jié)可以設(shè)置為單波、雙波、三波的鼓形或矩形波紋管式伸縮節(jié)。
8.如權(quán)利要求7所述的免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置，其特征在于，雙波和三波矩形波紋管式伸縮節(jié)的波紋中間通過圓弧過渡。
9.如權(quán)利要求1所述的免維護(hù)鋼復(fù)合材料屈曲約束支撐的伸縮節(jié)裝置，其特征在于，伸縮節(jié)可以設(shè)置為四角鈍邊的端部沒有尖角的長方形或正方形伸縮節(jié)。
【文檔編號】E04B1/98GK103437448SQ201310411013
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】董軍, 彭圣昊, 張立偉, 顧忠興 申請人:南京工業(yè)大學(xué)