[發明專利]自復位耗能拉索支撐

有效

• 申請號: 201510701421.1
• 申請日: 2015-10-26
• 公開（公告）號: CN105421608B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 董軍;池沛;彭洋
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 徐激波

技術領域

本發明屬于土木工程領域，涉及一種自復位耗能拉索支撐。

背景技術

支撐框架體系作為一類高效的抗側力體系被廣泛應用于工程抗震領域，其中支撐的性能直接決定了體系的抗震性能。普通中心支撐在彈性階段抗側剛度大，具有良好的位移控制效果；但在強震作用下支撐屈曲會導致剛度和承載力迅速下降，延性和滯回性能較弱。特殊中心支撐、偏心支撐以及屈曲約束支撐利用節點板、耗能梁端或耗能內芯的屈服機制耗散地震能量，具有較強的非線性變形能力，但在震后會產生很大的殘余變形?，F有的研究結果表明，當殘余層間位移角超過0.5％時，結構的修復成本將超過重建成本，即不具有修復價值。此外，由殘余變形引起的重力——變形二階效應將加劇結構的倒塌風險，對結構安全造成嚴重威脅。

自復位支撐是近年來新提出的支撐形式，通過對復位筋施加預應力達到消除支撐殘余變形的目的。傳統的自復位支撐的變形能力受到復位筋材料的彈性伸長率的制約，使得材料的選擇面較為狹窄，限制了推廣應用。已有專利提出了通過串聯復位筋的方法解決這一問題，但構造十分復雜。研究結果表明，當自復位支撐主要的內、外傳力板材部件的長度制造誤差達到三千分之一時，就將顯著影響支撐的受力性能。因此這種支撐目前只停留在實驗室階段，難于推廣應用。

現有的自復位支撐為了保證自身受壓時的穩定性，支撐的橫截面積非常大，從而加大了地震作用，對于結構受力也非常不利。

此外，現有支撐形式都存在屈服剛度較低的問題，結構變形傾向于向率先屈服的樓層擴展，限制了抗側剛度沿結構高度方向的重分布，殘余變形問題也更加突出。

發明內容

本發明的目的在于針對上述傳統支撐、尤其是自復位支撐的不足，提供一種自復位耗能拉索支撐，該支撐可以：(1)成倍增加支撐的自復位能力或大幅拓寬復位筋材料的選擇范圍，同時簡化支撐的構造復雜程度，保證支撐的工作性能；(2)減小支撐截面積，從而有效降低地震作用；(3)賦予支撐“屈服剛度”的可設計性，從而優化結構的整體抗側性能。

本發明采用的技術方案為：一種自復位耗能拉索支撐，包括滑輪、滑輪底座、預應力復位筋、錨具、限位板、滑動框、底板、高強鋼索、摩擦板、鋼墊板和連接板；

所述滑輪固定在滑輪底座上，滑輪底座通過螺栓與主體結構固定；

所述預應力復位筋的一端通過錨具錨固在限位板上，另一端繞過滑輪后，使用后張法建立預應力并與滑動框連接；

所述限位板通過焊接固定在底板上，所述滑動框由滑動板一、滑動板二、滑動板三和滑動板四圍成箱形截面，其中滑動板一、滑動板三與預應力復位筋長度方向垂直，滑動板二、滑動板四與預應力復位筋長度方向平行，滑動板一與預應力復位筋通過錨具錨固，滑動板三通過錨具與高強鋼索的一端錨固，高強鋼索的另一端與主體結構連接，滑動板二、滑動板四的兩側分別設置有摩擦板，摩擦板的外側設置有鋼墊板，鋼墊板的外側設置有連接板，連接板的橫截面為L形，其兩個肢板上開設有螺栓孔，與該螺栓孔相應位置的摩擦板、鋼墊板上也設有螺栓孔以及滑動板二、滑動板四上設有長形孔槽，通過旋緊螺栓在滑動板二、滑動板四和摩擦板的接觸面上建立預壓力，所述連接板通過螺栓固定在底板上，底板固定在主體結構上。

作為優選，所述預應力復位筋采用具有高抗拉強度和低彈性模量的材料制成。

作為優選，所述高強鋼索采用高強度等級的鋼絞線制作，從而降低了鋼索的橫截面積，進而減小主體結構的抗側剛度，降低地震作用。

作為優選，所述限位板與底板之間設置有加勁肋，加強限位板的剛度。

本發明通過設置滑輪可以將預應力復位筋的長度增加一倍，從而當預應力復位筋發生同等長度的變形時，應變率減小為不設置滑輪時的一半。這樣一方面可以將自復位變形能力提高一倍；另一方面還可以降低預應力復位筋材料的彈性伸長率要求，從而拓寬了材料的選擇范圍。限位板用來限制預應力復位筋的兩個端頭向左運動，滑動板二和滑動板四上開設一定數量的長形孔槽，可以沿著孔槽長度方向發生滑動，通過滑動板二或滑動板四和摩擦板的滑動摩擦耗散輸入的地震能量。

小震條件下，高強鋼索的拉力不足以克服摩擦板提供的摩擦力和預應力復位筋的預拉力之和，因此高強鋼索與滑動框相連的一端相當于固定端。這種條件下，只有高強鋼索發揮支撐作用，并且沒有耗能能力。