[發(fā)明專(zhuān)利]一種可更換耗能內(nèi)芯的自復(fù)位防屈曲支撐

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011246168.2
• 申請(qǐng)日: 2020-11-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112267591A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢(qián)輝;祝運(yùn)運(yùn);師亦飛;張勛;熊杰程;鄧恩峰;劉應(yīng)揚(yáng);李宗翱;朱俊河;李可
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E04B1/98
• 分類(lèi)號(hào): E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 鄭州德勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41128
• 代理人: 黃紅梅

本發(fā)明提供一種可更換耗能內(nèi)芯的自復(fù)位防屈曲支撐，包括工字鋼、橡膠墊層、SMA鋼板和耗能內(nèi)芯；以所述工字鋼為核心，在所述工字鋼的中心鋼板的上下層依次設(shè)置所述橡膠墊層、所述SMA鋼板和所述耗能內(nèi)芯；所述SMA鋼板和所述耗能內(nèi)芯的端部均固定在所述工字鋼的翼緣鋼板上。本發(fā)明的耗能內(nèi)芯可更換，不易損壞，且可受拉可受壓，使該自復(fù)位防屈曲支撐的塑性更好；通過(guò)SMA鋼板加上橡膠墊層，提高了支撐的韌性和自復(fù)位能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程結(jié)構(gòu)的抗震減震技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及了一種可更換耗能內(nèi)芯的自復(fù)位防屈曲支撐。

背景技術(shù)

防屈曲支撐是土木工程結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的消能減震元件之一，其特點(diǎn)是在受拉或者受壓時(shí)均能達(dá)到屈服而不發(fā)生屈曲，相比傳統(tǒng)支撐構(gòu)件的力學(xué)性能更加穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)也可以獲得較高的剛度和良好的滯回耗能能力，因此得到了廣泛的研究和應(yīng)用，但是，該類(lèi)元件的最大缺點(diǎn)是在強(qiáng)震時(shí)變形會(huì)比較大，屈服后無(wú)法自動(dòng)回復(fù)到初始位置。

常見(jiàn)的消能減震元件為形狀記憶合金(Shape Memory Alloy，SMA)支撐件，采用具有形狀記憶效應(yīng)和超彈性的新型智能材料—形狀記憶合金，耗散地震能量的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)較大塑性變形下的自復(fù)位。但目前常見(jiàn)的形狀記憶合金類(lèi)支撐件的研發(fā)或設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)繁瑣，或大多限于絲材，出力較小且只能受拉，使其使用范圍大大受限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可更換耗能內(nèi)芯的自復(fù)位防屈曲支撐。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種可更換耗能內(nèi)芯的自復(fù)位防屈曲支撐，包括工字鋼、橡膠墊層、SMA鋼板和耗能內(nèi)芯；

以所述工字鋼為核心，在所述工字鋼的中心鋼板的上下層依次設(shè)置所述橡膠墊層、所述SMA鋼板和所述耗能內(nèi)芯；

所述SMA鋼板和所述耗能內(nèi)芯的端部均固定在所述工字鋼的翼緣鋼板上。

基于上述，所述工字鋼的翼緣鋼板開(kāi)設(shè)扣孔，所述SMA鋼板以卡扣方式固定在所述工字鋼的翼緣鋼板上，并將所述橡膠墊層夾在所述中心鋼板和所述SMA鋼板中間。

基于上述，所述SMA鋼板貼著所述橡膠墊層的一面設(shè)為波紋面。

基于上述，所述SMA鋼板的厚度為所述工字鋼中心鋼板厚度的1/2-3/4。

基于上述，設(shè)置在所述工字鋼兩翼緣鋼板之間的所述SMA鋼板，與所述工字鋼每側(cè)翼緣鋼板內(nèi)側(cè)之間均預(yù)留有縫隙，所述縫隙的寬度為所述SMA鋼板長(zhǎng)度的2%-3%。

基于上述，所述工字鋼的翼緣鋼板開(kāi)設(shè)安裝孔，所述耗能內(nèi)芯通過(guò)螺栓固定在所述工字鋼的翼緣鋼板上。

基于上述，所述耗能內(nèi)芯包括波紋套筒、限位套筒、彈簧A、彈簧B和鋼筋棒材；

所述波紋套筒內(nèi)中部設(shè)置一所述彈簧B，所述波紋套筒內(nèi)兩側(cè)各設(shè)置一所述彈簧A；

所述波紋套筒的兩端各設(shè)置一限位套筒；

所述鋼筋棒材穿插設(shè)置在所述彈簧A中；

所述鋼筋棒材伸入波紋套筒內(nèi)的端部設(shè)置有阻擋片，所述彈簧B設(shè)置在兩阻擋片之間，所述阻擋片的外直徑尺寸與所述彈簧B相同，同時(shí)大于所述彈簧A；

所述鋼筋棒材伸出限位套筒的端部設(shè)置有螺紋。

基于上述，該自復(fù)位防屈曲支撐包括6根耗能內(nèi)芯，均布在所述工字鋼上下層；所述波紋套筒與所述SMA鋼板之間間隔10-20mm，每層相鄰兩根耗能內(nèi)芯之間間隔10-20mm，最外側(cè)的耗能內(nèi)芯與中心鋼板邊緣距離10-20mm，每層耗能內(nèi)芯外側(cè)與所述工字鋼翼緣鋼板最高處距離10-20mm。

基于上述，所述波紋套筒的兩端各栓接一限位套筒。