[發(fā)明專利]一種T形矩形鋼管預(yù)應(yīng)力自復(fù)位摩擦耗能支撐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810146053.2
• 申請(qǐng)日: 2018-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108457396B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白正仙;白雅日?qǐng)D;劉學(xué)春;羅力勤;鄧玉萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué);中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 11203 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉萍

1.一種T形矩形鋼管預(yù)應(yīng)力自復(fù)位摩擦耗能支撐，其特征在于：包括耗能系統(tǒng)和底座；所述耗能系統(tǒng)包括立柱(1)、鋼板Ⅰ(2)、長(zhǎng)蓋板(3)、短蓋板Ⅰ(4)、鋼板Ⅱ(5)、短蓋板Ⅱ(6)、銷軸(7)和套頭(10)、鋼索(11)和錨具(12)；所述底座包括鋼梁(13)；

所述耗能系統(tǒng)中鋼板Ⅰ(2)、長(zhǎng)蓋板(3)、短蓋板Ⅰ(4)形成耗能系統(tǒng)內(nèi)核，鋼板Ⅱ(5)、短蓋板Ⅱ(6)形成耗能系統(tǒng)外殼；

所述立柱(1)截面為矩形，其底部短邊一側(cè)預(yù)設(shè)孔洞，兩個(gè)長(zhǎng)邊一側(cè)削弱，并與鋼板Ⅰ(2)焊接；所述鋼板Ⅰ(2)預(yù)設(shè)銷軸孔，其下部與長(zhǎng)蓋板(3)焊接，其上部與短蓋板Ⅰ(4)焊接；所述鋼板Ⅱ(5)預(yù)設(shè)銷軸孔，其下部與鋼梁(13)焊接，其上部與短蓋板Ⅱ(6)焊接；所述的銷軸(7)安裝于預(yù)設(shè)的銷軸孔中，形成轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)制；所述鋼索(11)穿過(guò)立柱(1)其底部短邊一側(cè)預(yù)設(shè)的孔洞和套頭(10)預(yù)設(shè)的孔洞，在套頭外側(cè)通過(guò)錨具(12)錨固；所述套頭(10)與鋼板Ⅰ(2)、長(zhǎng)蓋板(3)、短蓋板Ⅰ(4)和鋼板Ⅱ(5)的端部緊挨，但不焊接；所述銷軸在鋼板Ⅰ、鋼板Ⅱ的中心位置，鋼板Ⅱ焊接于底座的鋼梁，使得立柱、鋼板Ⅰ在內(nèi)的耗能系統(tǒng)內(nèi)核以銷軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，形成轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種T形矩形鋼管預(yù)應(yīng)力自復(fù)位摩擦耗能支撐，其特征在于：立柱(1)最上層孔洞周圍焊接加強(qiáng)板(8)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種T形矩形鋼管預(yù)應(yīng)力自復(fù)位摩擦耗能支撐，其特征在于：耗能系統(tǒng)兩側(cè)套頭在鋼索預(yù)緊力的作用下被壓緊在內(nèi)核和外殼兩側(cè)的端面上，在柱頂水平荷載作用下，立柱和耗能系統(tǒng)內(nèi)核繞著銷軸在耗能系統(tǒng)外殼中轉(zhuǎn)動(dòng)，其兩側(cè)套頭被耗能系統(tǒng)內(nèi)核擠壓而向外偏轉(zhuǎn)，耗能系統(tǒng)內(nèi)核以銷軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)核兩端端面有向上和向下的弧線運(yùn)動(dòng)，從而與緊挨的套頭的接觸面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生摩擦，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的耗能。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種T形矩形鋼管預(yù)應(yīng)力自復(fù)位摩擦耗能支撐，其特征在于：所述鋼索通過(guò)立柱和套頭預(yù)設(shè)的孔洞水平布置在耗能系統(tǒng)中，通過(guò)錨具在套頭外側(cè)錨固，產(chǎn)生的變形很小，通過(guò)杠桿原理將此小變形放大，立柱頂端產(chǎn)生足夠的滿足抗震要求的層間位移，使結(jié)構(gòu)滿足抗震規(guī)范對(duì)延性結(jié)構(gòu)最大層間位移角的要求，放大系數(shù)根據(jù)實(shí)際工程通過(guò)調(diào)整支撐裝置高度和/或鋼索位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種T形矩形鋼管預(yù)應(yīng)力自復(fù)位摩擦耗能支撐，其特征在于：耗能系統(tǒng)兩側(cè)套頭在鋼索預(yù)緊力的作用下被壓緊在內(nèi)核和外殼兩側(cè)的端面上，在柱頂水平荷載作用下，立柱和耗能系統(tǒng)內(nèi)核繞著銷軸在耗能系統(tǒng)外殼中轉(zhuǎn)動(dòng)，其兩側(cè)套頭被耗能系統(tǒng)內(nèi)核擠壓而向外偏轉(zhuǎn)，使鋼索伸長(zhǎng)，鋼索拉力增加，水平荷載消失后，鋼索拉力作為彈性恢復(fù)力使耗能系統(tǒng)內(nèi)核恢復(fù)到原來(lái)的位置，從而減小結(jié)構(gòu)的殘余變形，使結(jié)構(gòu)具有自復(fù)位功能。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種T形矩形鋼管預(yù)應(yīng)力自復(fù)位摩擦耗能支撐，其特征在于：所述立柱上部與框架上梁連接，底座與框架下梁連接，也可以將支撐結(jié)構(gòu)反過(guò)來(lái)使用，底座與框架上梁連接，立柱與框架下梁連接，均可構(gòu)成框架—支撐結(jié)構(gòu)體系。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種T形矩形鋼管預(yù)應(yīng)力自復(fù)位摩擦耗能支撐，其特征在于：所述銷軸采用中間粗、兩端細(xì)的形狀。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種T形矩形鋼管預(yù)應(yīng)力自復(fù)位摩擦耗能支撐，其特征在于：短蓋板Ⅱ(6)和鋼板Ⅱ(5)之間焊接有鋼條、鋼梁(13)和鋼板Ⅱ(5)之間焊接有鋼條。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種T形矩形鋼管預(yù)應(yīng)力自復(fù)位摩擦耗能支撐，其特征在于：鋼索是鋼絞線、鋼絲繩、纖維束或者形狀記憶合金。