一种多套管式FRP复位筋自复位防屈曲支撑构件，它涉及一种防屈曲支撑构件，以解决目前的自复位防屈曲支撑构件造价高、加工制造精度高及结构复杂的问题。本实用新型专利技术包括防屈曲支撑构件和自复位系统；防屈曲支撑构件包括内核单元和内套管；内套管套装在内核单元上，内套管与内核单元之间填充有混凝土层；自复位系统包括外套管、中套管、第一端板和第二端板；外套管、中套管和内套管由外向内依次套装在一起，第一端板和第二端板分别设置在外套管的两端并通过复位筋连接，内核单元从第一端板和第二端板伸出，外套管上邻近第一端板的一侧和中套管上邻近第二端板的一侧分别与内核单元固接。本实用新型专利技术适用于建筑领域。
【技术实现步骤摘要】
一种多套管式FRP复位筋自复位防屈曲支撑构件
本技术涉及一种防屈曲支撑构件，具体涉及一种多套管式FRP复位筋自复位防屈曲支撑构件。
技术介绍
防屈曲支撑(Buckling-RestrainedBrace,BRB)构件是一种非常好的耗能构件和抗侧力结构构件，但是它是通过钢材的弹塑性来耗散能量，这不可避免地导致此类结构在遭遇大震时会产生较大的侧向变形及残余变形。随着社会的发展和进步，人们对建筑功能的需求也越来越多样化，对结构在地震作用下的变形也提出了更高的要求。有些较为重要的结构构件不允许发生非弹性变形等，这就需严格控制结构的最大变形及残余变形，因此对结构体系中的支撑构件的变形特性也提出了更高的要求。BRB构件上如果安装自复位装置，形成自复位防屈曲支撑构件，自复位防屈曲支撑构件的残余变形较BRB大大降低。自复位支撑的研究仍然存在一些问题。对于自复位摩擦耗能型支撑，其耗能机制采用的是摩擦耗能，摩擦面老化后会影响支撑的耗能能力；另一个制约此类支撑的问题是复位筋材料的选用问题，理想的复位筋材料应该具有较好的变形能力、较好的耐久性、锚固方便和较为合理的造价，而工程中的材料很难同时满足这些条件。自复位防屈曲支撑综合了自复位体系与防屈曲支撑的优点，有良好的耗能能力，同时能基本消除防屈曲支撑较大的残余变形，具有良好的耗能复位效果。此外，自复位防屈曲支撑的构造合理，力学原理明确，具有良好的研究及工程应用前景，能够满足对结构在大地震作用下的残余变形有较高要求的业主的要求，自从其问世以来，引起众多学者的研究兴趣。2012年，Miller等人采用双钢管约束形式的自复位防屈曲支撑构造措施，采用形状记忆合金筋作为复位材料合成一种自复位防屈曲支撑，具有较好地复位能力，形状记忆合金有非常好的的弹性变形能力，但是形状记忆合金的性能受温度影响明显，且造价较高。刘璐等人提出了一种新型的全钢自复位防屈曲支撑，为控制防屈曲支撑的残余变形，他们采用较为常见的预应力钢绞线来作为复位筋。此类支撑具有较好的复位能力。全钢自复位防屈曲支撑构造形式较为复杂，加工制作精度要求较高。曾鹏等人仍采用预应力钢绞线作为复位筋，研究了一种新型的全钢自复位屈曲约束支撑。为了克服预应力钢绞线极限弹性变形的限定，他们采用了串联两束预应力筋的设计构造，使自复位支撑的轴向变形为单束预应力筋的两倍，并进行了数值模拟，但是支撑的构造形式依然复杂。
技术实现思路
本技术为了解决目前的自复位防屈曲支撑构件造价高、加工制造精度高及结构复杂的问题，而提供一种多套管式FRP复位筋自复位防屈曲支撑构件。本技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：它包括防屈曲支撑构件和自复位系统；防屈曲支撑构件包括内核单元和内套管；内套管套装在内核单元上，内套管与内核单元之间填充有混凝土层；自复位系统包括外套管、中套管、第一端板和第二端板；外套管、中套管和内套管由外向内依次套装在一起，第一端板和第二端板分别设置在外套管的两端并通过复位筋连接，内核单元从第一端板和第二端板伸出，外套管上邻近第一端板的一侧和中套管上邻近第二端板的一侧分别与内核单元固接。本技术与现有技术相比具有以下有益效果：一、由于本技术防屈曲支撑构件上的约束单元采用混凝土层和内套管，防止复位筋产生弯曲，混凝土层和内套管所受应力较小，可以为支撑提供较好的约束，防屈曲支撑构件可以作为本技术支撑的耗能部分。二、本技术复位筋和内核单元的受力的差值越大，在支撑时的复位能力越强，因此在承载能力范围能，本技术在较大的受力时能较好的复位，如遇到地震、有较大冲击力的情况下具有很好的恢复能力。三、本技术具有结构简单，容易加工实施的特点。附图说明图1是本技术的示意图；图2是图1的左视图；图3是图1的右视图；图4是图1的A-A剖视图；图5是内核单元1的示意图；图6是中套管3的示意图；图7是图6的左视图；图8是内套管4的示意图；图9是图8的左视图；图10是内核单元1的应力云图；图11是混凝土层8的应力云图；图12是内套管4的应力云图；图13是中套管3的应力云图；图14是外套管的应力云图；图15是复位筋7的应力云图；图16是第一端板5的应力云图；图17是第二端板6的应力云图；图18是自复位系统的滞回曲线和受力响应对比图；图19是本技术受力变形时结构的几何关系图(图中箭头所指方向为受力方向)。具体实施方式具体实施方式一：结合图1～图4来说明本实施方式，本实施方式它包括防屈曲支撑构件和自复位系统；防屈曲支撑构件包括内核单元1和内套管4；内套管4套装在内核单元1上，内套管4与内核单元1之间填充有混凝土层8；自复位系统包括外套管2、中套管3、第一端板5和第二端板6；外套管2、中套管3和内套管4由外向内依次套装在一起，第一端板5和第二端板6分别设置在外套管2的两端并通过复位筋7连接，内核单元1从第一端板5和第二端板6伸出，外套管2上邻近第一端板5的一侧和中套管3上邻近第二端板6的一侧分别与内核单元1固接。复位筋7的材料可以选用玄武岩纤维FRP、玄武岩纤维、玻璃纤维FRP或芳纶纤维FRP的任意一种。具体实施方式二：结合图1和图5来说明本实施方式，本实施方式所述内核单元1包括长条形连接体1-1、端部放大体I1-2和端部放大体II1-3；端部放大体I1-2和端部放大体II1-3分别固接在长条形连接体1-1的两端；端部放大体I1-2和端部放大体II1-3分别伸入到内套管4中，并一一对应从第一端板5和第二端板6伸出，伸入到内套管4部分的端部放大体I1-2和端部放大体II1-3分别与内套管4之间填充有混凝土层8，长条形连接体1-1与内套管4之间填充有混凝土层8；端部放大体I1-2与外套管2上邻近第一端板5的一侧固接，端部放大体II1-3与内套管4上邻近第二端板6的一侧固接。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式三：结合图4和图5来说明本实施方式，本实施方式所述复位筋7为“一”字型扁钢。其它组成和连接关系与具体实施方式二相同。具体实施方式四：结合图2和图3来说明本实施方式，本实施方式所述端部放大体I1-2和所述端部放大体II1-3均由截面为“十”字形的多块板焊接而成。其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。具体实施方式五：结合图6和图7来说明本实施方式，本实施方式所述中套管3的端部加工有多个槽口3-1，与外套管2固接的端部放大体I1-2插入到槽口3-1中。其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。具体实施方式六：结合图8和图9来说明本实施方式，本实施方式所述内套管4的两端各加工有多个槽口I4-1，端部放大体I1-2和端部放大体II1-3分别插入到槽口I4-1中，且插入的深度相等。其它组成和连接关系与具体实施方式五相同。具体实施方式七：结合图4来说明本实施方式，本实施方式所述外套管2、中套管3和内套管4均为方钢管。其它组成和连接关系与具体实施方式六相同。具体实施方式八：结合图5来说明本实施方式，本实施方式所述端部放大体I1-2的长度L1和所述端部放大体II1-3的长度L2相等。由于防屈曲支撑的内核单元1发生多波屈曲，耗能效果较好，约束单元混凝土层8和内套管4受应力不是很大，能够给支撑提供较好的侧向约束。可以作为自复位防屈曲支撑的耗能部本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多套管式FRP复位筋自复位防屈曲支撑构件，其特征在于：它包括防屈曲支撑构件和自复位系统；防屈曲支撑构件包括内核单元(1)和内套管(4)；内套管(4)套装在内核单元(1)上，内套管(4)与内核单元(1)之间填充有混凝土层(8)；自复位系统包括外套管(2)、中套管(3)、第一端板(5)和第二端板(6)；外套管(2)、中套管(3)和内套管(4)由外向内依次套装在一起，第一端板(5)和第二端板(6)分别设置在外套管(2)的两端并通过复位筋(7)连接，内核单元(1)从第一端板(5)和第二端板(6)伸出，外套管(2)上邻近第一端板(5)的一侧和中套管(3)上邻近第二端板(6)的一侧分别与内核单元(1)固接。
【技术特征摘要】
1.一种多套管式FRP复位筋自复位防屈曲支撑构件，其特征在于：它包括防屈曲支撑构件和自复位系统；防屈曲支撑构件包括内核单元(1)和内套管(4)；内套管(4)套装在内核单元(1)上，内套管(4)与内核单元(1)之间填充有混凝土层(8)；自复位系统包括外套管(2)、中套管(3)、第一端板(5)和第二端板(6)；外套管(2)、中套管(3)和内套管(4)由外向内依次套装在一起，第一端板(5)和第二端板(6)分别设置在外套管(2)的两端并通过复位筋(7)连接，内核单元(1)从第一端板(5)和第二端板(6)伸出，外套管(2)上邻近第一端板(5)的一侧和中套管(3)上邻近第二端板(6)的一侧分别与内核单元(1)固接。2.根据权利要求1所述的一种多套管式FRP复位筋自复位防屈曲支撑构件，其特征在于：所述内核单元(1)包括长条形连接体(1-1)、端部放大体I(1-2)和端部放大体II(1-3)；端部放大体I(1-2)和端部放大体II(1-3)分别固接在长条形连接体(1-1)的两端；端部放大体I(1-2)和端部放大体II(1-3)分别伸入到内套管(4)中，并一一对应从第一端板(5)和第二端板(6)伸出，伸入到内套管(4)部分的端部放大体I(1-2)和端部放大体II(1-3)分别与内套管(4)之间填充有混凝土层(8)，长条形连接体(1-1)与内套管(4)之间填充有混凝土...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾明明，吕大刚，郑家富，惠丽洁，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23
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