[發(fā)明專利]一種帶有受拉間隙保護(hù)部件的屈曲約束支撐

有效

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• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN102400500A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳京;王春林;葛漢彬
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，可用于新建工程或加固舊有結(jié)構(gòu)，具體來說，涉及一種帶有受拉間隙保護(hù)部件的屈曲約束支撐。

背景技術(shù)

在正常使用條件或多遇地震作用下，屈曲約束支撐作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件，能為結(jié)構(gòu)提供有效剛度。在基本烈度地震或罕遇地震作用下，屈曲約束支撐將先于其它結(jié)構(gòu)部件進(jìn)入屈服狀態(tài)，通過滯回來耗散地震輸入的大部分能量，減輕甚至避免主體結(jié)構(gòu)損傷，震后可通過更換屈曲約束支撐來快速恢復(fù)結(jié)構(gòu)的使用功能。

已有的屈曲約束支撐由核心受力部件、屈曲約束部件、左端部連接部件和右端部連接部件組成，核心受力部件的左端與左端部連接部件固定連接，核心受力部件的右端與右端部連接部件固定連接，核心受力部件的表面由屈曲約束部件可移動(dòng)包裹，即核心受力部件的表面大部分由屈曲約束部件覆蓋，并且屈曲約束部件可以在核心受力部件的表面移動(dòng)。該種屈曲約束支撐的基本受力原理是：在屈曲約束部件的限制下，核心受力部件在整個(gè)受力過程中始終處于接近軸向受力狀態(tài)，受壓時(shí)為高階多波屈曲而不會(huì)發(fā)生大幅低階屈曲，在外力作用下通過拉壓塑性變形消耗地震輸入結(jié)構(gòu)的能量。

近年來幾次主要大地震，如1994年Northridge地震、1995年日本Kobe地震、1999年中國臺(tái)灣Chi-Chi地震和2008年汶川地震等，由于地震動(dòng)表現(xiàn)出的位移脈沖特性或地震烈度遠(yuǎn)大于設(shè)防烈度，使工程結(jié)構(gòu)直接承受高能量沖擊，產(chǎn)生了超出預(yù)期的大位移或大變形，造成結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p傷甚至倒塌破壞。

結(jié)構(gòu)在超大地震（大于罕遇地震烈度）或者脈沖型地震作用下，屈曲約束支撐將會(huì)屈服，從而利用其滯回性能耗散地震能量、減輕地震震害。但由于屈曲約束支撐屈服后層間剛度驟降，可能會(huì)在相應(yīng)位置形成薄弱層。這時(shí)結(jié)構(gòu)的層間變形很難控制，將產(chǎn)生更大的結(jié)構(gòu)變形，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌或傾覆。在反復(fù)地震作用下，屈曲約束支撐也可能因低周疲勞而斷裂，其后果更為不利。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種帶有受拉間隙保護(hù)部件的屈曲約束支撐，提高在超大地震作用下工程結(jié)構(gòu)中屈曲約束支撐的變形控制能力，防止屈曲約束支撐斷裂，提高工程結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)方案的一種帶有受拉間隙保護(hù)部件的屈曲約束支撐，包括核心受力部件、屈曲約束部件、左端部連接部件和右端部連接部件，核心受力部件的左端與左端部連接部件固定連接，核心受力部件的右端和右端部連接部件固定連接，核心受力部件的表面由屈曲約束部件可移動(dòng)包裹，還包括受拉間隙保護(hù)部件，該受拉間隙保護(hù)部件的左端與左端部連接部件連接，受拉間隙保護(hù)部件的右端和右端部連接部件連接，并且受拉間隙保護(hù)部件的直線長度大于左端部連接部件和右端部連接部件之間的距離。

進(jìn)一步，所述的帶有受拉間隙保護(hù)部件的屈曲約束支撐，還包括受壓間隙保護(hù)部件，該受壓間隙保護(hù)部件位于左端部連接部件和右端部連接部件之間，受壓間隙保護(hù)部件的長度小于左端部連接部件和右端部連接部件之間的距離；受壓間隙保護(hù)部件與左端部連接部件固定連接，或者與右端部連接部件固定連接，或者與屈曲約束部件固定連接。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1.?當(dāng)結(jié)構(gòu)承受超出預(yù)計(jì)的強(qiáng)烈地震作用時(shí)，帶有受拉間隙保護(hù)部件的屈曲約束支撐將避免屈曲約束支撐在受拉的狀態(tài)下產(chǎn)生不可控制的變形，從而避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯的薄弱層造成倒塌。在本技術(shù)方案中，受拉間隙保護(hù)部件的直線長度大于左端部連接部件和右端部連接部件之間的距離，所以受拉間隙保護(hù)部件擁有冗余長度。屈曲約束支撐伸長，相對(duì)變形小于冗余長度時(shí)，受拉間隙保護(hù)部件不參與受力；相對(duì)變形大于冗余長度時(shí)，受拉間隙保護(hù)部件參與傳力。拉伸變形超出冗余長度時(shí)，受拉間隙保護(hù)部件提供部分剛度（核心受力部件起作用時(shí)）或全部剛度（核心受力部件斷裂退出工作時(shí)），從而減小屈曲約束支撐兩端相對(duì)拉伸變形。本技術(shù)方案在受拉過程中實(shí)行了對(duì)屈曲約束支撐的保護(hù)，提高了屈曲約束支撐的變形控制能力，避免屈曲約束支撐在受拉的狀態(tài)下產(chǎn)生不可控制的變形，從而避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯的薄弱層造成倒塌。