[發明專利]彈簧式自復位防屈曲支撐裝置

有效

• 申請號: 201510329811.0
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN104929265B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 王濤;黃俊奎;孟麗巖
• 申請（專利權）人: 黑龍江科技大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙)34118
• 代理人: 王挺,孟麗平

技術領域

本發明涉及一種新型的建筑結構耗能減震裝置，尤其涉及一種彈簧式自復位防屈曲支撐裝置。

背景技術

傳統的鋼支撐可以提高建筑結構的側向剛度和承載力。然而，在強震的作用下，支撐容易發生整體或局部受壓屈曲，顯著降低結構的抗震性能。

防屈曲支撐是在傳統鋼支撐的基礎上，采用外包約束單元約束內芯彎曲變形，以實現內芯的耗能段的全截面屈服耗能，同時不發生整體屈曲。防屈曲支撐兼顧了傳統支撐和金屬阻尼器雙重功能，可以有效地減少結構的地震反應，提高結構的抗震性能。然而，防屈曲支撐基于鋼材的屈服特性來耗能，造成地震作用下支撐殘余變形的產生。過大的殘余變形，不僅影響結構的正常使用，還會增加結構的修復成本。

為了解決防屈曲支撐存在的殘余變形問題，國內、外學者在傳統防屈曲支撐上加裝自復位系統，以此減小防屈曲支撐的殘余變形。專利號為CN101824922的專利申請提出了以普通鋼絞線作為復位系統的防屈曲支撐結構，其預應力鋼絞線錨固在內、外套筒兩端的端板上，在內、外套筒在發生相對位移之后，由鋼絞線將套筒及內芯拉回原位。該支撐可以消除傳統防屈曲支撐的殘余變形，但是，初始預應力的有效施加是保證該支撐復位的關鍵，且初始值應大于內芯屈服力1.3倍以上。也有學者提出用形狀記憶合金制作復位裝置，但是，形狀記憶合金存在材料價格昂貴、制作困難等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采用彈簧構件的彈簧式自復位防屈曲支撐裝置，以解決現有技術中防屈曲支撐裝置需要施加預應力以及成本高的問題。

為實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案是：

所述裝置包括內芯板、用于約束內芯板彎曲變形的外部約束單元和用于恢復內芯板的拉伸或壓縮變形的復位彈簧構件，所述內芯板兩側設置有連接外部建筑結構的連接裝置；

所述外部約束單元包括位于上部的上約束單元和位于下部的下約束單元，所述上約束單元和下約束單元之間留有間隙，所述內芯板設置于所述間隙中，所述外部約束單元具有兩個端部，其中一端通過第一連接板固定在內芯板上，另一端通過第二連接板與復位彈簧構件相連；

所述復位彈簧構件包括第三連接板、隔板和若干導向桿，所述第二連接板、第三連接板和隔板均包括上板和下板，所述第三連接板上板和第三連接板下板分別固定于內芯板同一位置的上、下表面，所述隔板上板和隔板下板分別固定于內芯板同一位置的上、下表面，所述第二連接板上板固定在上約束單元的一端，所述第二連接板下板對應的固定在下約束單元的一端，所述第二連接板上板和第二連接板下板之間留有間隙，所述內芯板穿過所述間隙，所述隔板上設置有若干開孔，所述若干導向桿穿過所述開孔，兩端分別固定在第三連接板和第二連接板上，所述導向桿上位于第二連接板與隔板之間以及隔板與第三連接板之間的部分均套有彈簧，所述彈簧在初始狀態處于無外力的狀態。

由上述技術方案可知，本發明采用復位彈簧構件利用彈簧受力變形后會產生一個反作用力進行復位，無需施加預應力，且彈簧構件價格低廉，降低了整個防屈曲支撐裝置的成本。

優選的，所述第二連接板與隔板之間的彈簧兩端分別固定在第二連接板和隔板上，所述隔板與第三連接板之間的彈簧兩端分別固定在隔板和第三連接板上。

優選的，所述內芯板左、右兩側各設置有若干墊塊，所述墊塊固定在上約束單元或下約束單元上。

優選的，所述內芯板包括上連接段、下連接段、上加強段和下加強段以及屈服段，從所述上連接段到上加強段到屈服段，橫截面面積逐漸變小，從所述下連接段到下加強段到屈服段，橫截面面積逐漸變小。

優選的，所述外部約束單元包括四根方鋼管，所述上約束單元和下約束單元均由左、右并列放置的方鋼管組成，所述四根方鋼管的每兩根鋼管之間固定連接。

優選的，所述導向桿有四個，隔板上板和隔板下板上各設置有兩個開孔，兩根導向桿穿過隔板上板的開孔一端固定在第三連接板上板上，另一端固定在第二連接板上板上，另兩根導向桿穿過隔板下板的開孔一端固定在第三連接板下板上，另一端固定在第二連接板下板上。

優選的，所述第三連接板和隔板固定在內芯板的上連接段或者下連接段內。

優選的，所述彈簧為受壓彈簧。

本發明能夠在保證防屈曲支撐具有良好的耗能能力的基礎上減小其在大震下的殘余變形，以實現預定的復位效果。與預應力式自復位防屈曲支撐相比，可以更方便地實現支撐拉、壓時的復位功能。且本發明結構簡單、價格低廉、加工制作方便，便于工程推廣應用。

附圖說明