[發明專利]一種多階拉索式消能支撐及其消能方法

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• 申請號: 202011306067.X
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112431318A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 譚平;趙嘯峰;向越;楊奎;周福霖;龍耀球
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 付茵茵

1.一種多階拉索式消能支撐，其特征在于：包括中部定位板和位于中部定位板左右兩側的二級防屈曲單元，其中一側二級防屈曲單元的承載力大于另一側；二級防屈曲單元包括連接節點、支撐核心構件、外套鋼管、滑動承重板、固定承重板、穩定鋼棒、鋼架支撐、摩擦片、預應力鋼索、限位板；外套鋼管的內端與中部定位板固定；支撐核心構件、滑動承重板、穩定鋼棒從外向內依次相接并整體在外套鋼管內滑移；支撐核心構件的中部穿過外套鋼管的外端面，支撐核心構件的外端與連接節點固定連接；固定承重板、鋼架支撐、中部定位板從外向內依次相接，且固定承重板和鋼架支撐位于外套鋼管內，穩定鋼棒的內端穿過固定承重板；固定承重板和中部定位板之間設有與穩定鋼棒接觸的摩擦片；預應力鋼索設置在滑動承重板和外套鋼管的外端面之間，預應力鋼索與穩定鋼棒的滑移方向平行，初始狀態時，預應力鋼索處于緊繃狀態；兩個二級防屈曲單元排列成一字形；限位板固定在外套鋼管的內側壁，限制滑動承重板向外滑移。

2.按照權利要求1所述的一種多階拉索式消能支撐，其特征在于：預應力鋼索的外端穿過外套鋼管，預應力鋼索端部連接螺母，螺母頂在外套鋼管的外端面外側；預應力鋼索的內端穿過滑動承重板，預應力鋼索端部連接螺母，螺母頂在滑動承重板的內側；每個二級防屈曲單元均包括多根預應力鋼索，多根預應力鋼索環繞支撐核心構件呈圓周均布。

3.按照權利要求2所述的一種多階拉索式消能支撐，其特征在于：支撐核心構件采用橫截面為方形的桿狀結構；外套鋼管為方形管，內端貫穿，外端面設有供支撐核心構件穿過的孔以及供預應力鋼索穿過的孔；固定承重板、滑動承重板、中部定位板的橫截面均為方形；穩定鋼棒的橫截面為方形；鋼架支撐的數量為四根，在上、下、前、后方向環繞穩定鋼棒設置；摩擦片的數量為四根，在上、下、前、后方向環繞穩定鋼棒設置，且緊貼穩定鋼棒，摩擦片的橫截面為矩形；預應力鋼索的數量為兩根，設置在支撐核心構件的上下方或前后方。

4.按照權利要求3所述的一種多階拉索式消能支撐，其特征在于：二級防屈曲單元還包括兩組限位塊，一組固定在滑動承重板的內側，一組固定在固定承重板的外側；每組限位塊均包括四個限位塊，排列成十字形，中間留有供穩定鋼棒穿過的空間。

5.按照權利要求3所述的一種多階拉索式消能支撐，其特征在于：支撐核心構件和滑動承重板之間、固定承重板和鋼架支撐之間、鋼架支撐和中部定位板之間均采用剛性連接。

6.按照權利要求3所述的一種多階拉索式消能支撐，其特征在于：工程主體結構上裝有節點板，連接節點與節點板通過高強螺栓連接。

7.一種多階拉索式消能支撐的消能方法，采用權利要求1至6中任一項所述的一種多階拉索式消能支撐，其特征在于：通過摩擦片和穩定鋼棒之間的摩擦作用耗散能量，通過預應力鋼索耗散能量，以提高構件的承載力；通過預應力鋼索提供自復位能力；兩側二級防屈曲單元的承載力的不同，承載力小的二級防屈曲單元作為第一階段的耗能構件，承載力大的二級防屈曲單元作為第二階段的耗能構件。

8.按照權利要求7所述的一種多階拉索式消能支撐的消能方法，其特征在于：通過設計預應力鋼索的數量、位置、長度和橫截面積提供相應的承載力和自復位能力；兩個二級防屈曲單元的承載力不同，兩個二級防屈曲單元的預應力鋼索的自復位能力不同。

9.按照權利要求8所述的一種多階拉索式消能支撐的消能方法，其特征在于：通過設計支撐核心構件和穩定鋼棒的長度、橫截面積和形狀提供相應的承載力，通過設計摩擦片的數量、位置、長度和接觸面積提供相應的承載力。