[發明專利]一種單向耗能支撐構件

有效

• 申請號: 201310321893.5
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103352521A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 賀擁軍;周緒紅;許紅勝
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 寧星耀;舒欣

技術領域

本發明涉及一種建筑領域的支撐構件，具體地說，是涉及一種單向耗能支撐構件。

背景技術

為提高框架結構的承載能力和側向剛度，增大結構建造高度，避免過多地加大梁柱截面及相應的用鋼量，以框架結構為基礎，沿結構高度布置一定數量的支撐所形成的框架-支撐結構是一種經濟有效的常用抗側力結構體系。現有建筑結構設計主要是傳統的線彈性設計，為了安全有效地抵抗強地震和強風，降低地震和風災作用于建筑結構的荷載峰值，也有轉向使結構發生屈服的塑性設計思想。但對結構發生屈服的塑性設計思想，耗散地震和風災輸入建筑結構的能量，也意味著結構自身的損傷，這就產生了一個問題：要恢復到結構發生損傷前的抗力水平，必須對所發生損傷的構件進行更換或加固，這樣可能產生巨大的維修費用，同時在某些情況下會變得不具操作性；另外，對建筑結構的維修如果影響建筑使用，會對公眾心理帶來較大的沖擊，導致公眾對建筑的安全產生懷疑。框架-支撐結構在地震或強風等水平往復荷載作用下，支撐構件要承受反復拉壓軸向力，但常規支撐構件的受壓穩定承載力通常小于其抗拉承載力，受壓時容易屈曲，受壓屈曲后，其承載能力降低，剛度退化，耗能能力隨之退化，導致在整個地震或風災過程中，無法提供穩定的耗能能力；支撐構件受壓屈曲破壞，也將增加災后的維修費用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種在地震或風災過程中擁有穩定良好的耗能能力，能實現結構中梁柱等重要構件不發生損傷破壞，同時避免本身受壓屈曲破壞，可降低災后維修費用的單向耗能支撐構件。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種單向耗能支撐構件，包括主支撐桿、單向耗能件、端部連接耳板、拉桿，所述單向耗能件由∏型連接件、E型連接件、螺栓連接副構成，所述∏型連接件由第一端板、兩平行板、貼于兩平行板表面的摩擦元件構成，所述第一端板與兩平行板連接，所述兩平行板上開有腰形螺栓孔，所述E型連接件由第二端板、兩平行夾板、中間板構成，所述第二端板與兩平行夾板、中間板連接，所述兩平行夾板上設有側面連接耳板，所述兩平行夾板與中間板上開有螺栓孔，所述∏型連接件與E型連接件通過螺栓連接副連為一體，所述單向耗能件與主支撐桿的一端連接，所述端部連接耳板為兩個，一個安裝于主支撐桿的端部，另一個安裝于單向耗能件的端部，所述拉桿為兩根，分別通過側面連接耳板與兩平行夾板垂直相連。

進一步，所述主支撐桿由金屬管材與兩端的封板焊接構成。

進一步，所述螺栓連接副由螺栓、彈簧、墊圈、螺母構成。

進一步，所述摩擦元件為由粘彈性材料制成的摩擦元件。

使用時，本發明單向耗能支撐構件作為中心支撐安裝于框架結構中，通過端部連接耳板與梁柱節點連接，單向耗能件的兩平行夾板通過連桿分別與梁和柱連接。擰緊螺母后，單向耗能件中∏型連接件與E型連接件中各平行板之間產生壓緊力，從而單向耗能件靠摩擦元件產生的摩擦力來承受荷載。在一般地震或風災情況下，單向耗能支撐構件承受的軸向拉力小于摩擦元件提供的摩擦力，單向耗能件中∏型連接件與E型連接件不會發生相對位移，此時單向耗能支撐構件充當一般單向支撐構件提供結構所需的抗側剛度；結構承受強烈地震或嚴重風災時，單向耗能支撐構件承受的軸向拉力超過摩擦元件提供的摩擦力，耗能件中∏型連接件與E型連接件發生相對滑移而實現摩擦耗能；當地震或風往復作用使單向耗能支撐構件受壓時，結構中梁柱節點處的梁與柱之間的夾角增大，通過拉桿張拉使單向耗能件中的夾板張開，∏型連接件與E型連接件中各平行板之間的壓緊力大大減小或消失，摩擦元件提供的摩擦阻力大大減小或消失，很容易地使單向耗能件中發生了相對滑移的∏型連接件與E型連接件相對靠攏而恢復原位，可使下一往復循環中單向耗能支撐構件受拉時再次因摩擦滑移而耗能，同時，支撐構件承受的軸向壓力大大減小或消失，可防止主支撐桿受壓屈曲。

在地震或風災中，支撐受拉時本發明的耗能件消耗輸入結構的能量，受壓時實現耗能件的自動復位，使得單向耗能支撐在整個災害過程中，擁有穩定良好的耗能能力，還能在實現結構中梁柱等重要構件不發生損傷破壞，同時避免自身受壓屈曲破壞，降低災后維修費用。

本發明為單向耗能支撐構件，只能受拉，在結構各層中成對反向布置，能保證結構承受水平往復荷載并耗能。

附圖說明

圖1?為本發明實施例的結構示意圖；

圖2?為圖1所示實施例的單向耗能件的∏型連接件的結構示意圖；