[發(fā)明專利]一種基于折紙結(jié)構(gòu)的分階段耗能防屈曲支撐系統(tǒng)及工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011128031.7
• 申請(qǐng)日: 2020-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN112343197B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喻瑩;杭振園;趙曉華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 汕頭大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 周增元

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種基于折紙結(jié)構(gòu)的分階段耗能防屈曲支撐系統(tǒng)，包括芯材、第一階段耗能結(jié)構(gòu)、第一活動(dòng)頂板、第二活動(dòng)頂板、第一套管、第二套管；所述芯材為一對(duì)，分別與所述第一活動(dòng)頂板、第二活動(dòng)頂板固定連接，所述芯材外套裝有所述第一套管，所述第二套管套設(shè)于所述第一活動(dòng)頂板、第二活動(dòng)頂板的連接部分上，所述第一階段耗能結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述第一活動(dòng)頂板、第二活動(dòng)頂板之間，所述第一套管內(nèi)與所述芯材之間填充有灌漿料，所述芯材外包裹有無粘結(jié)材料，本發(fā)明還提供了制作上述系統(tǒng)的工藝。采用本發(fā)明可以可廣泛應(yīng)用于建筑房屋結(jié)構(gòu)、橋梁、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件等技術(shù)領(lǐng)域，具有多階段耗能和發(fā)電的特點(diǎn)，可以滿足不同工況下的耗能工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)工程和橋梁工程結(jié)構(gòu)減振技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于折紙結(jié)構(gòu)的分階段耗能防屈曲支撐系統(tǒng)。

背景技術(shù)

阻尼器作為一種減小振動(dòng)或者消耗能量的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于生活生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，如建筑結(jié)構(gòu)抗震、斜拉橋拉鎖減振、汽車、航空航天等。防屈曲支撐作為一種優(yōu)秀的消能減震阻尼器在美國、日本和中國等國家已得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，國內(nèi)外專家提出了多種多階段防屈曲耗能支撐的概念和設(shè)計(jì)方法等，但存一些問題。(1)防屈曲支撐中較弱的屈服段在小震和臺(tái)風(fēng)作用即進(jìn)入耗能，較強(qiáng)的屈服段處于彈性階段；在設(shè)防地震和罕遇地震下，防屈曲支撐中較弱的屈服段仍能發(fā)生位移，繼續(xù)耗能，若較強(qiáng)的屈服段達(dá)到極限應(yīng)力時(shí)，較弱的屈服段將出現(xiàn)疲勞破壞，設(shè)計(jì)時(shí)需要嚴(yán)格控制較強(qiáng)屈服段的應(yīng)力，這將導(dǎo)致材料的性能利用率較低，具有一定的安全隱患，不利于工程應(yīng)用。(2)防屈曲支撐的較弱的屈服段的約束不夠，較弱的屈服段容易出現(xiàn)面外失穩(wěn)，這將大大影響支撐的耗能性能和支撐的安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種基于折紙結(jié)構(gòu)的分階段耗能防屈曲支撐系統(tǒng)。可廣泛應(yīng)用于建筑房屋結(jié)構(gòu)、橋梁、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件等技術(shù)領(lǐng)域，具有多階段耗能和發(fā)電的特點(diǎn)，可以滿足不同工況下的耗能工作。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于折紙結(jié)構(gòu)的分階段耗能防屈曲支撐系統(tǒng)，包括芯材、第一階段耗能結(jié)構(gòu)、第一活動(dòng)頂板、第二活動(dòng)頂板、第一套管、第二套管；

所述芯材為一對(duì)，分別與所述第一活動(dòng)頂板、第二活動(dòng)頂板固定連接，所述芯材外套裝有所述第一套管，所述第二套管套設(shè)于所述第一活動(dòng)頂板、第二活動(dòng)頂板的連接部分上，所述第二套管內(nèi)設(shè)置有限位所述第一活動(dòng)頂板、第二活動(dòng)頂板行程的限位裝置，所述第一階段耗能結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述第一活動(dòng)頂板、第二活動(dòng)頂板之間，所述第一套管內(nèi)與所述芯材之間填充有灌漿料，所述芯材外包裹有無粘結(jié)材料。

進(jìn)一步地，所述第一階段耗能結(jié)構(gòu)首尾展開結(jié)構(gòu)上由若干交替的梯形的單元板構(gòu)成的多層折疊結(jié)構(gòu)。

更進(jìn)一步地，所述單元板上粘附有摩擦對(duì)介電層。

更進(jìn)一步地，所述多層折疊結(jié)構(gòu)兩端通過定位板分別與所述第一活動(dòng)頂板、第二活動(dòng)頂板固定連接。

更進(jìn)一步地，所述第二套管由四個(gè)側(cè)板以及兩個(gè)端板構(gòu)成方形結(jié)構(gòu)，所述限位裝置為固定設(shè)置于所述側(cè)板內(nèi)的兩組限位凸條，所述第一活動(dòng)頂板、第二活動(dòng)頂板分別在所述兩組限位凸條之間滑動(dòng)。

更進(jìn)一步地，所述第一活動(dòng)頂板、第二活動(dòng)頂板對(duì)向之間分別固定設(shè)置有第一連接板、第二連接板，兩者之間通設(shè)置槽孔與連接裝置配合形成限位。

更進(jìn)一步地，所述第一套管及第一連接板、第二連接板外表面貼有無粘結(jié)材料，且所述第二套管內(nèi)除所述兩組限位凸條之間的間隙范圍外填充有灌漿料。

更進(jìn)一步地，所述芯材依次具有屈服段、過渡段，非屈服段，所述非屈服段的截面面積大于所述屈服段截面面積的1.8倍以上，所述過渡段的坡度小于30°。

相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種用于上述的基于折紙結(jié)構(gòu)的分階段耗能防屈曲支撐系統(tǒng)的工藝，包括以下步驟：

(1)將芯材、活動(dòng)頂板的胚料進(jìn)行切割成型，并使芯材由主芯板、副芯板構(gòu)成，形成具有屈服段、非屈服段和過渡段；