[發(fā)明專利]一種配置無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)摩擦耗能裝置的自復(fù)位支撐

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010571602.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN111827761A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王偉;陳俊百;方成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): E04H9/02
• 分類號(hào): E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

本發(fā)明涉及一種配置無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)摩擦耗能裝置的自復(fù)位支撐，包括：連接傳力機(jī)構(gòu)：包括外套筒、內(nèi)套筒、兩個(gè)端部連接板和兩個(gè)端板，內(nèi)套筒置于外套筒內(nèi)，并與外套筒徑向相對(duì)固定，兩個(gè)端部連接板位于相對(duì)的兩端，并分別固定連接內(nèi)套筒和外套筒的端部，兩個(gè)端板分別位于外套筒和內(nèi)套筒的軸向兩側(cè)；自復(fù)位機(jī)構(gòu)；摩擦耗能機(jī)構(gòu)：包括分別固定在外套筒和內(nèi)套筒上的兩個(gè)內(nèi)摩擦板、兩個(gè)外摩擦板、以及預(yù)緊螺栓，兩個(gè)外摩擦板通過預(yù)緊螺栓夾緊兩塊內(nèi)摩擦板。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以解決支撐耗能能力和自復(fù)位能力之間的沖突，在提供可靠耗能能力的同時(shí)減少對(duì)于支撐復(fù)位的阻礙，并實(shí)現(xiàn)支撐加卸載剛度和屈服承載力調(diào)節(jié)的靈活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于抗側(cè)支撐技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種配置無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)摩擦耗能裝置的自復(fù)位支撐。

背景技術(shù)

支撐作為一種建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)構(gòu)件被廣泛應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域，但傳統(tǒng)支撐在強(qiáng)震后會(huì)因殘余變形過大和核心部件屈曲喪失其功能。為此，出現(xiàn)了能夠防止支撐屈曲的BRB支撐和提供一定自回復(fù)能力以減小殘余變形的自復(fù)位支撐。

由于BRB支撐在強(qiáng)震后仍然有較大的殘余變形，為了降低結(jié)構(gòu)的震后損傷與變形，一種最新的技術(shù)是利用基于超彈性預(yù)應(yīng)力作為預(yù)緊核心構(gòu)件(拉索、棒材等)所提供的回復(fù)力，來(lái)促進(jìn)整體結(jié)構(gòu)復(fù)位的自復(fù)位支撐；同時(shí)，由于自復(fù)位支撐耗能不足，會(huì)放大結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)，需要通過附加摩擦裝置或金屬屈服等形式提供耗能能力以耗散地震輸入的能量。其中，摩擦耗能形式作為一種穩(wěn)定、便捷的耗能形式在土木工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是，由于傳統(tǒng)摩擦耗能形式所提供的摩擦力總是有阻礙運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，因此當(dāng)支撐卸載時(shí)，過大的摩擦力會(huì)阻礙支撐的自復(fù)位能力。同時(shí)，現(xiàn)有的自復(fù)位支撐加卸載剛度和承載力互相耦合，無(wú)法獨(dú)立調(diào)節(jié)。上述問題限制了自復(fù)位支撐的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了提供一種配置無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)摩擦耗能裝置的自復(fù)位支撐，可以解決支撐耗能能力和自復(fù)位能力之間的沖突，在提供可靠耗能能力的同時(shí)減少對(duì)于支撐復(fù)位的阻礙，并實(shí)現(xiàn)支撐加卸載剛度和屈服承載力調(diào)節(jié)的靈活性。具體為，可實(shí)現(xiàn)摩擦力隨支撐加載而增大以提高耗能能力，且隨支撐卸載而減小以提供自復(fù)位能力的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)新型支撐在減小回復(fù)阻礙力的情況下，保證摩擦裝置的耗能能力，同時(shí)增加承載力和剛度調(diào)節(jié)的靈活性。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種配置無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)摩擦耗能裝置的自復(fù)位支撐，包括：

連接傳力機(jī)構(gòu)：包括外套筒、內(nèi)套筒、兩個(gè)端部連接板和兩個(gè)端板，其中，所述的內(nèi)套筒置于外套筒內(nèi)，并與外套筒徑向相對(duì)固定，所述的兩個(gè)端部連接板位于相對(duì)的兩端，并分別固定連接內(nèi)套筒和外套筒的端部，所述的兩個(gè)端板分別位于外套筒和內(nèi)套筒的軸向兩側(cè)；

自復(fù)位機(jī)構(gòu)：包括呈張緊狀態(tài)分別固定連接兩個(gè)端板的自復(fù)位拉索組件；

摩擦耗能機(jī)構(gòu)：包括分別固定在外套筒和內(nèi)套筒上的兩個(gè)內(nèi)摩擦板、兩個(gè)外摩擦板、以及預(yù)緊螺栓，其中，兩個(gè)內(nèi)摩擦板沿軸向呈同一直線排列，所述的兩個(gè)外摩擦板通過預(yù)緊螺栓連接，并夾緊兩塊內(nèi)摩擦板的兩側(cè)表面。

進(jìn)一步的，所述的外摩擦板與內(nèi)摩擦板的摩擦接觸界面具有斜面部分或曲面部分，使得外摩擦板與內(nèi)摩擦板發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，兩外摩擦板的間距發(fā)生改變。

更進(jìn)一步的，所述的摩擦接觸界面包括沿外摩擦板與內(nèi)摩擦板相對(duì)位移方向的平面段、以及置于平面段之間并沿垂直平面段方向凸出的凸出段，所述的凸出段呈斜面或曲面狀，并與平面段之間光滑過渡。

更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的凸出段設(shè)置有一段或多段。

進(jìn)一步的，所述的內(nèi)摩擦板上設(shè)有貫通的軸向滑槽，所述的外摩擦板上設(shè)有貫通的連接圓孔，通過穿過所述軸向滑槽并可沿其滑動(dòng)的所述預(yù)緊螺栓，使得內(nèi)摩擦板與外摩擦板之間呈受壓狀態(tài)摩擦接觸。

進(jìn)一步的，所述的預(yù)緊螺栓具有垂直于內(nèi)摩擦板和外摩擦板的摩擦接觸界面的彈性變形能力。