[發明專利]一種速度相關型耗能-自復位功能集成支撐

有效

• 申請號: 202010550984.6
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN112012547B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 平奕煒;方成;陳以一;王偉
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

黏彈性自復位支撐，屬于建筑結構抗震領域，包括導向鋼管、導向桿、端部壓板、外端部連接桿、內端部連接桿、環簧、端部連接套筒、連接夾板、黏彈性阻尼器、黏彈性阻尼器連接角鋼和黏彈性阻尼器插槽。環簧通過導向桿進行連接，安裝于導向鋼管內，兩端黏彈性阻尼器通過黏彈性阻尼器連接角鋼以及插槽固定，兩端依據所需連接條件配置所需要的外端部連接桿尺寸以及連接夾板尺寸，速度相關型耗能?自復位功能集成支撐在受拉和受壓狀態下都能夠使得環簧被壓縮以及黏彈性阻尼器發生剪切變形。本申請支撐兼具高受力、自復位以及耗能特性，在地震作用下可以提供有效的耗能和最大程度地降低結構殘余變形，使得結構具備可靠的安全性以及良好的震后可修復性。

技術領域

本申請屬于結構工程抗震技術領域，涉及一種速度相關型耗能-自復位功能集成支撐，尤其是兼具高受力能力、自復位能力和耗能能力的結構抗側支撐。

背景技術

近斷層地震和高強度地震的頻發對結構性能提出了新的要求，在這一系列地震下結構受力集中、耗能需求大、變形需求大，震后則會出現過大的殘余變形，影響結構震后的使用以及修繕，在余震下也進一步增加了破壞和倒塌風險，危及到生命和財產安全。目前常用的地震控制方法是在結構中配置不同類型的支撐或阻尼器，其中較為常見的是屈曲約束支撐、黏彈性阻尼器以及黏滯阻尼器等。這類支撐或阻尼器一定程度上能夠進行有效耗能并降低結構的峰值變形，但震后的殘余變形仍然較大，不利于結構的繼續使用或修復。為了降低結構的震后殘余變形，采用帶有預應力筋或形狀記憶合金元件的自復位支撐或節點，但這類自復位構件耗能能力被大幅削弱，相較于傳統構件會進一步加大峰值響應，包括變形以及層加速度。綜上所述，傳統耗能構件和自復位構件均無法兼具耗能和自復位兩種特性，因此都存在缺陷，無法適應目前復雜條件下的抗震需求。

發明內容

本申請的目的在于，克服現有技術的缺陷，提供一種速度相關型耗能-自復位功能集成支撐，兼具高承載力、耗能能力和自復位能力，利用具有高強度、高恢復力的環簧來提供自復位以及部分耗能，配合黏彈性阻尼器在不同荷載頻率下提供不同程度的主要耗能，通過合理構造使得環簧和黏彈性阻尼器協調變形，共同受力，發揮最優抗震效果。

為了達到上述目的，本申請的技術方案如下：

一種速度相關型耗能-自復位功能集成支撐，包括導向鋼管、導向桿、端部壓板、外端部連接桿、內端部連接桿、環簧、端部連接套筒、連接夾板、黏彈性阻尼器、黏彈性阻尼器連接角鋼、黏彈性阻尼器插槽；

導向桿置于導向鋼管內部，兩端帶有螺紋，導向桿穿過環簧中心孔對環簧進行中心定位，環簧之間通過互相堆疊和擠壓形成整體；端部壓板安裝于環簧兩側端部并貼合，端部壓板中心孔穿過導向桿與導向鋼管內側邊緣保持平齊；

端部連接套筒與導向鋼管通過四周預設螺栓孔連接，與導向鋼管接觸一側的內部邊緣與端部壓板貼合；外端部連接桿與內端部連接桿分別位于導向桿兩側，通過預設螺紋向內旋轉使得端面貼合端部壓板并向內擠壓從而為環簧施加預壓力，完成外端部連接桿、內端部連接桿與導向桿的連接后令通過焊接安裝到導向桿兩側的黏彈性阻尼器插槽與端部連接套筒上預留的滑槽對齊；

黏彈性阻尼器安裝于兩端的端部連接套筒，通過黏彈性阻尼器連接角鋼與端部連接套筒連接，并插入黏彈性阻尼器插槽。

進一步，黏彈性阻尼器包括外側板、內側板和黏彈性材料，外側板設置有兩塊，內側板上下兩側各設置一塊外側板，外側板開有連接螺栓孔，內側板的寬度大于外側板的寬度，內側板的一側與兩外側板平齊，另一側延伸至外側板外，同時外側板與內側板之間設置黏彈性材料。

端部連接套筒左右兩端的前后兩側均開設有滑槽，對應于滑槽所在位置，外端部連接桿與內端部連接桿上均焊接有黏彈性阻尼器插槽，黏彈性阻尼器的內側板通過端部連接套筒的滑槽插入外端部連接桿與內端部連接桿上的黏彈性阻尼器插槽中；

黏彈性阻尼器的兩塊外側板均開設有連接螺栓孔，端部連接套筒同樣開設有連接螺栓孔，通過黏彈性阻尼器連接角鋼將黏彈性阻尼器的外側板連接到端部連接套筒。