[發明專利]一種T形矩形鋼管預應力自復位摩擦耗能支撐

有效

• 申請號: 201810146053.2
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108457396B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 白正仙;白雅日圖;劉學春;羅力勤;鄧玉萍
• 申請（專利權）人: 北京工業大學;中鐵建設集團有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 11203 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉萍

一種T形矩形鋼管預應力自復位摩擦耗能支撐，屬于結構工程技術領域。支撐包括耗能系統和底座，耗能系統包括耗能系統內核和耗能系統外殼，耗能系統中的鋼索、套頭等構件有自復位功能。立柱底部長邊一側將矩形鋼管的兩壁削弱掉，并焊接通常的鋼板增加整個結構的剛度；短邊一側的兩壁上預設孔洞以便于鋼索通過。耗能系統內核以銷軸為中心轉動，與套頭進行摩擦耗能；同時，兩側套頭被耗能系統內核擠壓而向外偏轉，使鋼索伸長，鋼索拉力增加，水平荷載消失后，鋼索拉力作為彈性恢復力使耗能系統恢復到原來的位置，從而減小結構的殘余變形，使結構具有自復位功能；杠桿機制將鋼索當中產生的變形放大，柱頂產生足夠的層間位移，使結構滿足抗震規范對延性結構最大層間位移角的要求。

技術領域

本發明設計一種T形矩形鋼管預應力自復位摩擦耗能支撐，屬于結構工程技術領域。

背景技術

我國位于世界兩大地震帶―環太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，是世界上地震災害最嚴重的國家之一，建造抗震性能好的建筑是保障人身安全和財產安全的重要前提，所以有必要重視對建筑結構的抗震減災工作。

鋼結構具有材料強度高，工業化及產業化程度高，施工周期短，抗震性能好等諸多優點。鋼框架―支撐結構是適用于多高層鋼結構的常用結構形式之一，在水平地震作用下，支撐承擔大部分水平荷載，增強結構的抗側移能力。傳統的中心支撐結構在地震作用下容易發生屈曲，導致其承載力和剛度迅速下降，若框架梁柱的承載能力有限，則結構的安全性能降低。傳統的偏心支撐結構，耗能梁段在強震中破壞嚴重，震后修復困難。采用防屈曲支撐，雖然能防止支撐發生失穩破壞，但是防屈曲支撐制作工藝復雜，造價高，震后殘余變形較大，支撐損傷程度難以確定，防屈曲支撐與框架的連接節點設置不合理時，節點失效將使得其無法發揮良好的抗震性能。傳統的索支撐結構中索的變形太大，使得索力增量大，結構不能產生足夠的水平位移以滿足抗震規范對延性結構的要求。斜隅支撐的設計通常借鑒偏心支撐的研究成果，缺乏相關的試驗及理論分析。所以，如果支撐本身不發生失穩破壞的前提下還能兼具耗能及自復位功能，這對結構震后修復是便捷的。專利“一種裝配式鋼結構自復位耗能支撐裝置”中，結構通過耗能系統轉動時黃銅板與鋼板的摩擦來耗能，施工工藝復雜，為簡化本專利提出了一種T形矩形鋼管預應力自復位摩擦耗能支撐。

發明內容

本發明提出了一種屬于結構工程技術領域的T形矩形鋼管預應力自復位摩擦耗能支撐，其目的在于提高結構的抗側移能力，為結構提供耗能和自復位功能，減小或避免主體結構損傷，耗散地震能量和減小地震作用，最小化結構殘余變形，為震后結構修復提供方便。結構在地震作用下，通過轉動機制的杠桿作用放大支撐底部鋼索的微小變形，使柱頂可以產生足夠的滿足抗震要求的水平位移。在地震后替換支撐的摩擦耗能部分，就可實現支撐功能的修復，從而可以提高修復速度，降低修復成本。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為一種T形矩形鋼管預應力自復位摩擦耗能支撐，包括耗能系統和底座，耗能系統與底座焊接，構成支撐的整體結構。

1、一種T形矩形鋼管預應力自復位摩擦耗能支撐，其特征在于：包括耗能系統和底座；所述耗能系統包括立柱(1)、鋼板Ⅰ(2)、長蓋板(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)；

所述耗能系統中鋼板Ⅰ(2)、長蓋板(3)、短蓋板Ⅰ(4)形成耗能系統內核，鋼板Ⅱ(5)、短蓋板Ⅱ(6)形成耗能系統外殼；