[發明專利]一種端部具有斜向螺旋型誘導單元的屈曲誘導支撐

有效

• 申請號: 201611020984.5
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN106639464B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 蔡建國;馮健;劉鵬;周宇航;柳楊青;馬瑞君
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明公開了一種端部具有斜向螺旋型誘導單元的屈曲誘導支撐，包括約束段和耗能段，還包括一支撐平直段，耗能段設置在所述支撐平直段兩端，耗能段由至少一個斜向螺旋型誘導單元沿著支撐的軸線方向組成；斜向螺旋型誘導單元是由m個斜向螺旋型子單元沿斜向依次排列形成一個截面為螺旋線的空間體，所述斜向螺旋型子單元為由位于平面內的兩塊三角形板折疊而成的空間結構。本發明屈曲誘導支撐，在小震作用下，本屈曲誘導支撐保持彈性，在中震或大震作用時，屈曲誘導支撐進入屈服階段，其良好的滯回耗能性能又可以起到阻尼器的效果。與傳統屈曲約束支撐相比，本發明減小了現場施工作業工作量，節能環保。

技術領域

本發明屬于建筑結構技術領域，特別是涉及一種端部具有斜向螺旋型誘導單元的屈曲誘導支撐，適用于帶屈曲約束支撐的鋼結構或者混凝土結構。

背景技術

在鋼結構或者鋼筋混凝土結構使用過程中，普通支撐受壓會產生屈曲現象，當支撐受壓屈曲后，剛度和承載力急劇降低。在地震或風的作用下，支撐的內力在受壓和受拉兩種狀態下往復變化。當支撐由壓曲狀態逐漸變至受拉狀態時，支撐的內力以及剛度接近為零。因而普通支撐在反復荷載作用下滯回性能較差。為解決普通支撐受壓屈曲以及滯回性能差的問題，在支撐外部設置套管，約束支撐的受壓屈曲，構成屈曲約束支撐僅芯板與其他構件連接，所受的荷載全部由芯板承擔，外套筒和填充材料僅約束芯板受壓屈曲，使芯板在受拉和受壓下均能進入屈服，因而，屈曲約束支撐的滯回性能優良。屈曲約束支撐一方面可以避免普通支撐拉壓承載力差異顯著的缺陷，另一方面具有金屬阻尼器的耗能能力，可以在結構中充當“保險絲”，使得主體結構基本處于彈性范圍內。因此，屈曲約束支撐的應用，可以全面提高傳統的支撐框架在中震和大震下的抗震性能。但是傳統屈曲約束支撐通常采用鋼與混凝土組成的外圍約束，導致制作要求精度高，自重大且施工難度大，對核心單元本身存在較大附加荷載，使其推廣和使用范圍受到很大限制。

申請人在2016年6月1日提出了一種端部具有雙向金字塔型耗能單元的屈曲控制支撐(申請號為201610380805.2)和一種端部具有交錯金字塔型耗能單元的屈曲控制支撐(申請號為201610384216.1)的基本耗能單元是金字塔型，金字塔型耗能單元是非剛性可展；所以屈曲控制支撐按高階屈曲模態耗能的難度較大。申請人在2016年6月1日提出了一種端部具有對稱初始缺陷單元的耗能型屈曲約束支撐(申請號為201610383430.5)和一種端部具有鉆石型耗能單元的屈曲控制支撐(申請號為201610380804.8)的幾何構型是固定的，設計靈活性小。且上述支撐中耗能單元在折痕處的構造、板厚等和非折痕處一致，不利于在折痕處產生塑性鉸。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足，而提供一種端部具有斜向螺旋型誘導單元的耗能型屈曲誘導支撐。該誘導單元可以誘導支撐發生高階模態屈服，避免支撐過早發生整體屈曲，且變角度四折痕型誘導單元中沿截面方面相鄰折痕間的角度不相同，更能充分發揮單元的塑性性能，同時與此單元相連接的平直段又能保證支撐的軸向剛度，具有良好的承載能力。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種端部具有斜向螺旋型誘導單元的屈曲誘導支撐，包括約束段和耗能段，其特征在于：還包括一支撐平直段，所述耗能段設置在所述支撐平直段兩端，在所述耗能段的另一端設置所述的約束段，耗能段由至少一個斜向螺旋型誘導單元沿著支撐的軸線方向組成，同時通過一垂直于軸線方向且過斜向螺旋型誘導子單元一頂點的橫截面，使耗能段端部所有邊在同一平面上；所述的斜向螺旋型誘導單元是由m個斜向螺旋型子單元沿斜向依次排列形成一個截面為螺旋線的空間體，所述螺旋線從軸向方向投影到垂直于軸線方向的截面上的邊數為m-1，m為大于等于3的整數；所述斜向螺旋型子單元為由位于平面內的兩塊三角形板折疊而成的空間結構，兩塊三角形板在平面內成平行四邊形，兩塊三角板分別為三角形板一和三角形板二，其中三角形板一和三角形板二的公共邊為谷線；三角形板沿著谷線向內折疊，所述向內折疊是指相鄰的三角形板的外法線之間的夾角變小；所述螺旋線的起點處的斜向螺旋型誘導子單元一頂點和螺旋線的終點處的斜向螺旋型誘導子單元一頂點重合。