[發明專利]一種自復位雙弓對拉雙重耗能支撐裝置

有效

• 申請號: 201910239458.5
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109853770B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 黃華;張凡濤;袁玉杰;黃敏;郭夢雪;楊世林
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種自復位雙弓對拉雙重耗能支撐裝置，通過采用以碟形彈簧作為復位系統，弧形鋼板作為金屬耗能元件，就金屬耗能元件而言，弧形鋼板屬于彎曲屈服耗能類型，相較其他傳統金屬耗能形式，其耗能性能穩定，且構件破壞位置易于控制，此外弧形鋼板耗能元件在震后易于更換，實現對整體支撐的再利用，符合經濟性和實用性的要求，易于廣泛推廣；就復位裝置而言，碟形彈簧價格低廉，可穩定提供恢復力，且受溫度、濕度及其余外在因素的影響較小；本發明實現了支撐裝置在震時無損傷、低損傷以及震后自復位，結構構造簡單明了，制作和安裝過程簡便。

技術領域

本發明涉及土木工程減震技術領域，特別涉及一種自復位雙弓對拉雙重耗能支撐裝置。

背景技術

將支撐引入到結構中形成傳統的抗側力體系，可以很大程度上提高結構的抗側剛度，改善結構的抗震性能，但不論是傳統意義上的普通支撐(Conventional braces，CB)，還是防屈曲支撐(Buckling-restrained braces，BRB)，都屬于金屬阻尼耗能的范疇，其耗能機理都是通過鋼材的彈塑性變形來實現的，這也導致了這種耗能形式在擁有良好滯回性能和耗能能力等優勢的同時也存在著震后殘余變形過大、構件損傷累積以致結構層間位移過大等問題，McCormick在研究中發現，當結構殘余變形角大于0.5％時，其維修的費用將大于重新建造的費用。因此，將自復位系統(Self-centering system)引入到耗能支撐構造中，把自復位系統的優良復位性能與金屬阻尼耗能支撐的良好滯回性能結合在一起，形成自復位耗能支撐，是應對震后結構殘余變形過大問題的一種很好的解決方式。

就復位裝置而言，Zhu等提出了采用形狀記憶合金束來作為自復位構件，之后陸續有研究者將形狀記憶合金引入到耗能裝置中，以實現對構件的復位，如Miller等將形狀記憶合金筋形成的自復位系統與BRB相結合，形成自復位防屈曲支撐(SCBRB)。形狀記憶合金在能夠提供穩定恢復力的同時也面臨著許多問題，比如形狀記憶合金的性能受溫度影響較大，且造價較高，這也限制了這種復位形式的推廣。Christopoulos等利用芳綸纖維筋來形成自復位系統開發了自復位摩擦型阻尼支撐。Chou等在此基礎上，利用雙重玻璃纖維筋(E-glass FRP tendon)來形成自復位系統，提出了一種新型自復位摩擦型阻尼支撐。雖然上述兩種裝置的試驗表明采用纖維筋形成自復位系統有著較大的名義屈服應變，但是其錨固系統的有效性仍有待進一步驗證，此外纖維筋和錨固系統的價格也相對較高，影響了其工程應用前景。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的在于提供一種自復位雙弓對拉雙重耗能支撐裝置，以解決現有技術中的自復位耗能支撐屈服耗能后自復位能力差的問題，實現了結構在震時無損傷或低損傷以及在震后自復位的效果。

為達到實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種自復位雙弓對拉雙重耗能支撐裝置，其特征在于，包括左連接件、第一支撐組件、第二支撐組件及右連接件，左連接件與第一支撐組件的左端連接，第一支撐組件的右端與第二支撐組件的左端連接，第二支撐組件的右端與右連接件連接；第一支撐組件與第二支撐組件對稱設置，第一支撐組件和第二支撐組件的結構相同；

第一支撐組件或第二支撐組件包括平行設置的上部約束板和下部約束板以及設置在上部約束板和下部約束板之間的左端承力板、中間承力板、右端承力板、中心桿、碟形彈簧、弧形鋼板組、中間限位螺母；左端承力板設置在上部約束板和下部約束板之間的左端，右端承力板設置在上部約束板和下部約束板之間的右端；左端承力板和右端承力板上均設置有中心預留孔，且中心預留孔位于同一軸線；中心桿依次穿過左端承力板上的中心預留孔和右端承力板上的中心預留孔設置，且兩端出露，中心桿上設置有螺紋；中心桿的一端與左連接件或右連接件焊接固定連接，中心桿的另一端為自由端；左連接件和右連接件分別與建筑物固定連接；