[發明專利]自復位防屈曲支撐自回復方法

有效

• 申請號: 201711358183.4
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN108049687B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 崔迪
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 21235 大連智高專利事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 劉斌

自復位防屈曲支撐自回復方法，屬于建筑減震領域，用于解決現有支撐不具有自復位能力的問題，技術要點是：耗能內芯受到來自建筑物傳遞來的荷載，耗能內芯產生變形，在一載荷范圍內，耗能內芯變形引起其兩側齒輪與鋼板上的齒條嚙合，變形使齒輪帶動齒條向耗能內芯形變的相反方向運動，以使得與齒輪連接的耗能內芯向自然狀態時的形狀和位置回復；在超過該載荷范圍時，固定于齒輪上、下兩側的渦旋彈簧由耗能內芯的變形引起變形并在平面內產生扭矩，渦旋彈簧被限位于平行內壁上，渦旋彈簧產生的回復力使齒輪帶動齒條向耗能內芯形變的相反方向運動，以使得與齒輪連接的耗能內芯向自然狀態時的形狀和位置回復。

本申請為申請號201710348602X、申請日2017-05-17、發明名稱“自復位防屈曲支撐”的分案申請。

技術領域

本發明屬于建筑減震領域，涉及一種防屈曲支撐。

背景技術

傳統的土木工程結構支撐主要有：偏心支撐、耗能隅撐、耗能框架支撐等支撐形式，大多數支撐主要通過變形來消耗地震能量，達到減輕地震帶來的作用的目的。由于結構構件具有彈塑性的特性，這些耗能支撐不可避免地會發生一些損傷、變形，不利于能量的耗散，對建筑物的穩定性有影響。

耗能減震技術主要是：通過在原有結構中添加被動耗能裝置，消耗本來由結構構件消耗的地震能量，大大減緩了因震動作用給結構帶來的變形和損傷。目前已開發的耗能器主要有：粘滯耗能器、粘彈性耗能器、金屬耗能器和摩擦耗能器，其中前兩類稱為速度相關型耗能器，后兩類統稱為滯變型耗能器，金屬耗能器又分為鉛阻尼器和軟鋼阻尼器。

滯變型耗能器是利用變形與滯回消耗能量，速度相關型耗能器是利用與速度有關粘滯性抵抗作用，從小振幅到大振幅的變化來獲得衰減力。

防屈曲支撐(Buckling Restrained Brace,BRB)是一種被認為具有前途支撐耗能形式，防屈曲支撐克服了傳統支撐屈曲的缺點。在地震荷載下具有飽滿的滯回曲線，因此在應用中表現出優良的耗能能力和良好抗震性能，在一些發達國家得到了極大的推廣。防屈曲支撐構件由內核構件和外圍約束構件兩部分組成，在地震作用下，內核構件率先進入屈服，起到保護主體框架的作用，并且可以耗散地震能量。兼備支撐和耗能的優良性能，可以作為最好的減震消能裝置之一。前人對防屈曲支撐端部附加摩擦阻尼器，但是摩擦阻尼器在大震過后，摩擦阻尼器的支撐由于屈曲而不易拆卸。傳統自復位支撐通過加復位筋實現自復位功能，但是初始狀態需要施加預應力，預應力能否準確施加和預應力的損失都會嚴重影響支撐的耗能能力；內芯更換頻率與維護成本高。

發明內容

為了解決現有支撐主要依靠內芯變形耗能導致內芯在地震中可能過早失去作用，更換及維護成本高，不具有自復位能力，并且對于小振動支撐不敏感的問題，本發明提出如下技術方案：一種自復位防屈曲支撐，包括耗能內芯、與沿耗能內芯軸向方向上的端部連接的鋼板、帶有齒條的鋼板及約束外套筒；約束外套筒罩接于耗能內芯及鋼板的外周，約束外套筒具有一組相對且平行的平行內壁，耗能內芯與其平行，兩個帶有齒條的鋼板被分別對稱固定于所述鋼板的兩個側面，各帶有齒條的鋼板與其相對且平行的約束外套筒的內壁之間安裝有與齒條嚙合的齒輪，且所述齒輪的上、下兩側直接固定有兩個被限位于所述平行內壁上的渦旋彈簧，該齒輪及渦旋彈簧被由該平行內壁上伸出的支撐架固定在該帶有齒條的鋼板與其相對的且平行的約束外套筒的內壁之間。

進一步的，所述的支撐架，包括兩個固定于所述平行內壁的橫架，其分別位于兩個渦旋彈簧的上方，及一貫穿橫架、渦旋彈簧及齒輪的豎軸。

進一步的，所述耗能內芯是長條的矩形體，其插接在形狀為長筒矩形的約束外套筒內部的兩個平行內壁之間的中央位置。

進一步的，所述渦旋彈簧由限位卡槽限位于所述平行內壁上。

進一步的，所述自復位防屈曲支撐還包括擋板、連接板，所述擋板一端連接在所述鋼板，其另一端連接所述連接板。