[發(fā)明專利]一種多級自恢復(fù)型消能支撐及其消能方法

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• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112392163A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚平;趙嘯峰;米鵬;陳林;龍耀球;周福霖
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 付茵茵

本發(fā)明涉及一種多級自恢復(fù)型消能支撐，包括中部定位板和位于兩側(cè)的承載力不同的兩個(gè)二級防屈曲單元；二級防屈曲單元包括連接節(jié)點(diǎn)、支撐核心構(gòu)件、外套鋼管、滑動(dòng)承重板、耗能鋼棒、固定承重板、鋼架支撐、形狀記憶合金棒、限位塊；外套鋼管的內(nèi)端與中部定位板固定；連接節(jié)點(diǎn)、支撐核心構(gòu)件、滑動(dòng)承重板、耗能鋼棒、固定承重板、鋼架支撐、中部定位板從外向內(nèi)依次相接；外套鋼管的內(nèi)壁設(shè)有防止滑動(dòng)承重板向外滑移的限位塊；外套鋼管的外端和滑動(dòng)承重板之間設(shè)有形狀記憶合金棒。還涉及一種多級自恢復(fù)型消能支撐的消能方法。本發(fā)明構(gòu)造簡單，施工方便，具有很高的實(shí)用價(jià)值，屬于工程消能減震結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程消能減震結(jié)構(gòu)，具體涉及一種多級自恢復(fù)型消能支撐，還涉及一種多級自恢復(fù)型消能支撐的消能方法。

背景技術(shù)

隨著我國工業(yè)化與城鎮(zhèn)化的發(fā)展，如何降低建筑物在自然災(zāi)害下的損傷與破壞已成為廣大工程師所需要關(guān)注的問題和工程設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵任務(wù)。

目前，一般采用增加結(jié)構(gòu)的阻尼和設(shè)置隔離層來減輕地震對整體結(jié)構(gòu)的損傷，傳統(tǒng)的防屈曲支撐構(gòu)件主要由內(nèi)部芯材、外部約束構(gòu)件、無粘結(jié)可膨脹材料及無粘結(jié)滑移界面組成，兼?zhèn)淞似胀ㄤ撝魏徒饘俸哪茏枘崞鞯墓δ堋?qiáng)震發(fā)生時(shí)防屈曲支撐發(fā)生屈曲，具有優(yōu)良的耗能能力和延性，顯著降低主體結(jié)構(gòu)的地震損傷。傳統(tǒng)防屈曲支撐的內(nèi)芯出現(xiàn)有明顯的屈服變形，防屈曲支撐構(gòu)件還可以為結(jié)構(gòu)提供良好的抗側(cè)能力。

事實(shí)上，由于傳統(tǒng)的屈曲約束支撐的屈服承載能力大，當(dāng)?shù)卣鹆^小時(shí)，支撐構(gòu)件不能及時(shí)的進(jìn)入屈曲狀態(tài)，無法發(fā)揮出構(gòu)件的耗能能力。隨著遭遇地震力較大時(shí)，支撐構(gòu)件進(jìn)入屈曲狀態(tài)，殘余變形較大，且與構(gòu)件連接的周邊節(jié)點(diǎn)也同樣損傷嚴(yán)重，災(zāi)后修復(fù)主體結(jié)構(gòu)的難度大并且成本高，不利于災(zāi)后的重建工作和生產(chǎn)秩序的恢復(fù)。

因此，開發(fā)一種在小震和大震作用下都能消耗建筑物所遭受的地震輸入能量，同時(shí)通過自身能夠提供相應(yīng)的自恢復(fù)力的多級自恢復(fù)型消能支撐裝置，可以減輕由于支撐構(gòu)件破壞所引起的主體結(jié)構(gòu)的殘余變形，從而減少災(zāi)后修復(fù)的時(shí)間和成本，有利于災(zāi)后對城市的快速重建和恢復(fù)人民的生活秩序，為人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全提供保障。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是：提供一種能有效耗散地震能量、具有自恢復(fù)力、且具有兩階段耗能功能的多級自恢復(fù)型消能支撐及其消能方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種多級自恢復(fù)型消能支撐，包括中部定位板和位于中部定位板左右兩側(cè)的承載力不同的兩個(gè)二級防屈曲單元；二級防屈曲單元包括連接節(jié)點(diǎn)、支撐核心構(gòu)件、外套鋼管、滑動(dòng)承重板、耗能鋼棒、固定承重板、鋼架支撐、形狀記憶合金棒、限位塊；外套鋼管的內(nèi)端與中部定位板固定；連接節(jié)點(diǎn)、支撐核心構(gòu)件、滑動(dòng)承重板、耗能鋼棒、固定承重板、鋼架支撐、中部定位板從外向內(nèi)依次相接，支撐核心構(gòu)件靠內(nèi)的一段、滑動(dòng)承重板、耗能鋼棒、固定承重板、鋼架支撐均位于外套鋼管內(nèi)，支撐核心構(gòu)件的中部穿過外套鋼管的外端；外套鋼管的內(nèi)壁設(shè)有防止滑動(dòng)承重板向外滑移的限位塊；外套鋼管的外端和滑動(dòng)承重板之間設(shè)有形狀記憶合金棒；兩個(gè)二級防屈曲單元排列成一字形。

作為一種優(yōu)選，形狀記憶合金棒的外端穿過外套鋼管的外端，形狀記憶合金棒的外端連接固定螺栓，從而將形狀記憶合金棒的外端安裝在外套鋼管的外端；形狀記憶合金棒的內(nèi)端穿過滑動(dòng)承重板，形狀記憶合金棒的內(nèi)端連接固定螺栓，從而將形狀記憶合金棒的內(nèi)端安裝在滑動(dòng)承重板上。

作為一種優(yōu)選，每個(gè)二級防屈曲單元均包括多根形狀記憶合金棒，多根形狀記憶合金棒環(huán)繞支撐核心構(gòu)件呈圓周均布。

作為一種優(yōu)選，支撐核心構(gòu)件采用橫截面為方形的桿狀結(jié)構(gòu)；外套鋼管為方形管，內(nèi)端貫穿，外端面設(shè)有供支撐核心構(gòu)件穿過的孔以及供形狀記憶合金棒穿過的孔；固定承重板、滑動(dòng)承重板、中部定位板的橫截面均為方形；耗能鋼棒的橫截面為方形；鋼架支撐的數(shù)量為四根，在上、下、前、后方向環(huán)繞耗能鋼棒設(shè)置。