[發明專利]一種裝配式自復位耗能支撐

在審

• 申請號: 201710026496.3
• 申請日: 2017-01-14
• 公開（公告）號: CN106703247A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 劉學春;徐路;崔小雄;和心寧;商子軒
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及一種裝配式自復位耗能支撐，屬于鋼結構應用技術領域。

背景技術

目前多高層鋼結構中，框架—支撐結構體系是應用最廣泛的結構體系之一。作為一種較為新型的建筑類型，框架—支撐結構具有優良的抗震性能，對我國做好抗震防震工作意義重大。當地震作用發生時，鋼支撐可承擔大部分水平剪力，減少整體結構的水平位移。

傳統的普通中心支撐在水平地震作用下容易發生側向屈曲，特別是在往復的水平地震作用下，當結構的受力進入彈塑性范圍內，樓層的抗剪能力和側向剛度急劇下降，易導致結構發生整體失穩破壞；在傳統的偏心支撐結構體系中，由于耗能梁段塑性變形較大，在震后極難修復。傳統的防屈曲支撐構件是應用于多高層結構中的抗側力耗能減震裝置，在中震或大震作用下，防屈曲支撐構件在拉壓時均能實現全截面充分屈服，又不出現支撐構件的整體或局部屈曲破壞，使原來通過主體結構梁端塑性鉸的耗能方式轉變為只在防屈曲支撐部件上集中耗能，從而較好地保護了主體結構；然而在大震作用下，防屈曲支撐的殘余變形較大，相應的整體結構殘余變形也較大。

這些傳統的支撐構件且不具備自我修復能力，因此震后修復難度大、成本高且修復正常使用的時間長。

發明內容

本發明提出了一種以鉚釘和鉛沙摩擦作用為主要耗能方式且具有自復位、工業化生產效率高、便于修復等優點的裝配式自復位耗能支撐。其目的是至少在一定程度上解決背景技術中的技術問題，體現出鋼結構的優勢。

本發明的技術方案如下：

一種裝配式自復位耗能支撐，包括鉛沙、內約束管⑴、寬耳板⑵、抗剪鉚釘⑶、外約束管耳板⑷、外約束管⑸、隔板⑹、固定端板⑺、連接耳板⑻、索⑼、夾具⑽和錨板⑾。

所述寬耳板⑵焊接于內約束管⑴一端，所述抗剪鉚釘⑶焊接于內約束管⑴中部位置，所述內約束管⑴設置在外約束管⑸內；所述外約束管⑸一端開有長槽孔，一端焊接有外約束管耳板⑷，所述隔板⑹焊接于外約束管⑸內側中部位置，所述固定端板⑺由施加預應力的自復位體系緊緊壓在外約束管⑸兩端，所述連接耳板⑻沿外約束管⑸長度方向等間距焊接；所述索⑼施加預應力張拉后由夾具⑽錨固在錨板⑾上。

所述寬耳板⑵一端與建筑物相連，在寬耳板⑵上施加拉力和壓力時，內約束管可在外約束管滑動，內約束管與鉛沙發生相對運動，鉛沙阻止抗剪鉚釘⑶和內約束管滑動，耗散能量；可通過改變抗剪鉚釘⑶的數量和布置位置，調整與鉛沙之間的摩擦作用力，抗剪鉚釘⑶沿內約束管⑴長度方向可布置成單排或多排，抗剪鉚釘⑶在同一截面的布置數量、抗剪鉚釘⑶的具體尺寸取決于支撐耗能大小和內約束管⑴尺寸。

所述外約束管⑸由兩相同外槽鋼通過螺栓拼裝而成，外槽鋼由三塊鋼板通過半熔透焊焊接而成，所開長槽孔寬度要比寬耳板⑵的厚度大1-2mm，以便寬耳板⑵在水平力作用下可滑動；外約束管耳板⑷一端與建筑物連接；隔板⑹所開孔洞直徑應比外約束管⑴直徑大1-2mm，以方便拼裝；由于鋼管⑴中部焊接有抗剪鉚釘⑶，此處尺寸應比外約束管⑸的內部高度小，具體差值應利于所述內約束管⑴滑移；外約束管⑸中部應預設灌注孔，灌注孔的尺寸大小和具體位置，取決于鉛沙灌注量和抗剪鉚釘位置；當所述內約束管⑴與外約束管⑸拼裝完成之后，內約束管⑴、外約束管⑸和隔板⑹組成密閉的空間，通過在外約束管⑸預設的灌注孔，灌注鉛沙，完成之后封閉開孔，形成鉛心。

所述索⑼、夾具⑽和錨板⑾組成自復位體系，所述自復位體系用于對外界拉力或壓力作用下移位的內約束管進行復位。所述索⑼可采用鋼絞線索、鋼絲索和鋼絲繩索；所述夾具⑽應與所述索⑼對應，將索⑼錨固在錨板⑾的外部；所述錨板⑾開有索孔，索孔的大小宜比所述索⑼大1-2mm，位置應與所述索⑼相對應。

所述的鋼索⑼通過施加預應力使外約束管⑸兩側的固定端板⑺，緊緊壓在外約束管⑸兩側，當地震等水平作用發生時，建筑物會對寬耳板⑵和外約束管耳板⑷施加壓力或者拉力，內約束管⑴頂開外約束管⑸兩側固定端板⑺而發生滑移，同時固定端板⑺的滑移將一部分水平力傳遞給自復位體系的預應力索⑼，此時預應力索⑼的張拉力大于內約束管⑴的抗剪鉚釘⑶與鉛沙之間的摩擦阻力；當地震等水平作用發生后，索力克服內約束管⑴的抗剪鉚釘⑶與鉛沙的摩擦阻力，內約束管⑴被壓回到外約束管⑸內，實現再復位。

以上所述的該裝配式自復位耗能支撐的新形式應屬于本發明保護的范圍。

有益效果