[發(fā)明專利]扭轉(zhuǎn)防失穩(wěn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811051858.5
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN109057489B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔迪
• 申請（專利權(quán)）人: 大連大學(xué)
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 劉斌

本分案申請公開了一種扭轉(zhuǎn)防失穩(wěn)裝置，屬于建筑減震領(lǐng)域，用于解決為了解決現(xiàn)有支撐主要依靠內(nèi)芯變形耗能的問題，技術(shù)要點是：包括扭轉(zhuǎn)彈簧(2)、限位卡(4)及導(dǎo)向鐵棒(3)，所述導(dǎo)向鐵棒(3)在垂直于耗能內(nèi)芯(1)的軸線方向上貫穿耗能內(nèi)芯(1)，并被固定于耗能內(nèi)芯(1)上，鐵芯裸露在所述空間中的兩側(cè)由扭轉(zhuǎn)彈簧(2)覆接其上，連接扭轉(zhuǎn)彈簧(2)本體的彈簧力臂分別被限位卡(4)限位在扭轉(zhuǎn)彈簧(2)扭轉(zhuǎn)時形成的扭轉(zhuǎn)平面的上、下兩側(cè)，效果是：將耗能內(nèi)芯軸向荷載承擔(dān)分散于扭轉(zhuǎn)平面承擔(dān)。

本申請是申請?zhí)?01710348998.8，申請日2017-05-17，發(fā)明名稱“具有雙扭轉(zhuǎn)防失穩(wěn)裝置的防屈曲支撐”的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑減震領(lǐng)域，涉及一種具有雙扭轉(zhuǎn)防失穩(wěn)裝置的防屈曲支撐。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的土木工程結(jié)構(gòu)支撐主要有：中心支撐、偏心支撐、耗能隅撐、耗能框架支撐等支撐形式，大多數(shù)支撐主要通過變形來消耗地震能量，達(dá)到減輕地震災(zāi)害的目的。由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有彈塑性的特性，這些耗能支撐不可避免地會發(fā)生一些損傷、變形，不利于能量的耗散，對建筑物的安全性有影響。

消能減震技術(shù)近年來受到了國內(nèi)外學(xué)者的青睞，原理是通過采用附加裝置或一定的方法，有效的消耗地震輸入結(jié)構(gòu)的能量。從能量耗散的角度看，地震輸入結(jié)構(gòu)的總能量是固定的，通過耗能構(gòu)件消耗掉的能量越多，結(jié)構(gòu)本身需消耗的能量就越小，結(jié)構(gòu)本身的地震響應(yīng)就越小，從而能夠有效的保護主體結(jié)構(gòu)在地震下不受破壞。從動力學(xué)的角度看，耗能裝置安裝到結(jié)構(gòu)中，增加了結(jié)構(gòu)的阻尼，增加了結(jié)構(gòu)耗散的能量。因此，消能減震技術(shù)的廣泛研究和應(yīng)用能夠顯著的提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。

防屈曲支撐（Buckling-Restrained Brace）作為一種兼具抗側(cè)承載力與耗能能力的消能減震構(gòu)件，近年來引起了越來越多學(xué)者的關(guān)注，并在日本、美國和中國得到廣泛應(yīng)用。防屈曲支撐主要由三部分構(gòu)成，即核心單元（芯材）、約束單元和滑動機制單元。防屈曲支撐的主要特點是芯材在壓力和拉力下都可以達(dá)到屈服，從而有效地耗散地震能量。同時約束單元可以提供側(cè)撐與約束、防止芯材在受壓時發(fā)生整體或局部失穩(wěn)。此外，滑動機制單元是在核心單元與約束單元間提供滑動界面，用無粘結(jié)材料或空隙相隔離，以確保內(nèi)芯獨自承擔(dān)軸向力。因此，防屈曲支撐不僅可以給結(jié)構(gòu)提供側(cè)向剛度，同時還消除了傳統(tǒng)支撐框架體系中支撐屈曲問題，確保在強震時具有更強更穩(wěn)定的能量耗散能力。此外，防屈曲支撐還具有設(shè)計靈活、安裝方便、便于更換等優(yōu)點，既可用于新建建筑也可用于結(jié)構(gòu)抗震加固和改造，既可以用于鋼結(jié)構(gòu)體系也可以用于混凝土結(jié)構(gòu)體系。

盡管防屈曲支撐有諸多優(yōu)點，但是防屈曲支撐構(gòu)件是通過內(nèi)芯的彈塑性變形耗散地震輸入能量，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在經(jīng)歷大震作用后產(chǎn)生較大的殘余變形而難以修復(fù)，因此，設(shè)計出地震中不發(fā)生破壞或僅發(fā)生可以迅速修復(fù)破壞的結(jié)構(gòu)，將成為可持續(xù)發(fā)展工程抗震的重要研究方向之一。前人在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，摩擦阻尼器由于支撐屈曲而不易拆卸；此外，傳統(tǒng)自復(fù)位支撐通過加復(fù)位筋實現(xiàn)自復(fù)位功能，但是初始狀態(tài)需要施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力能否準(zhǔn)確施加和預(yù)應(yīng)力的損失都會嚴(yán)重影響支撐的耗能能力；內(nèi)芯更換頻率與維護成本高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有支撐主要依靠內(nèi)芯變形耗能，導(dǎo)致內(nèi)芯在地震中可能過早失去作用，并且內(nèi)芯由于外約束的原因，失穩(wěn)問題可能出現(xiàn)，更換及維護成本高，不具有自復(fù)位能力的問題，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案：

一種具有雙扭轉(zhuǎn)防失穩(wěn)裝置的防屈曲支撐，包括耗能內(nèi)芯、擋板、連接板及約束外套筒，約束外套筒罩接于耗能內(nèi)芯的外周，且沿耗能內(nèi)芯軸線方向的兩端部向外延伸出約束外套筒，并由擋板連接在連接板上，約束外套筒具有一組相對且平行的平行內(nèi)壁，耗能內(nèi)芯與其平行，耗能內(nèi)芯沿其軸線方向被罩接在約束外套筒內(nèi)部的一端部與該端部對應(yīng)的約束外套筒的內(nèi)壁之間的空間中安裝第一扭轉(zhuǎn)防失穩(wěn)裝置；且所述耗能內(nèi)芯的另一端部與該端部對應(yīng)的約束外套筒的內(nèi)壁之間的空間中安裝第二扭轉(zhuǎn)防失穩(wěn)裝置。