[發(fā)明專利]一種新型自復(fù)位約束屈曲支撐

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110989203.8
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113775070A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白潤山;阮凱;王秋燕;卜娜蕊;蔡曦東;華書建;董齊輝;段君勝;郭俊巖;楊恩友
• 申請（專利權(quán)）人: 河北建筑工程學(xué)院
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 天津知曉邦知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12253
• 代理人: 曹元媛

本發(fā)明公開了一種新型自復(fù)位約束屈曲支撐，包括外套筒，所述外套筒的內(nèi)壁滑動連接有內(nèi)套筒，所述內(nèi)套筒的內(nèi)壁與外套筒的內(nèi)壁均搭接有端板，兩個端板的表面設(shè)置有若干個預(yù)應(yīng)力筋。通過設(shè)置外套筒、內(nèi)套筒、預(yù)應(yīng)力筋、十字形鋼芯、方形鋼管和端板，地震結(jié)束后，預(yù)應(yīng)力筋自身很大的自恢復(fù)力使左右端板相對靠近，從而使第一擋板焊接的外套筒和第一擋塊焊接的內(nèi)套筒發(fā)生相對遠離運動，該耗能構(gòu)件為約束屈曲支撐，在受拉、受壓荷載作用，十字型鋼芯屈服，耗散地震能量效果好，且約束屈曲支撐技術(shù)經(jīng)驗較成熟，在此基礎(chǔ)上增加預(yù)應(yīng)力筋的復(fù)位系統(tǒng)，使耗能構(gòu)件能恢復(fù)到初始狀態(tài)，保證了本發(fā)明在地震作用后還能正常工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別是涉及一種新型自復(fù)位約束屈曲支撐。

背景技術(shù)

近年來，地震造成的社會和經(jīng)濟問題使得結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)受到越來越多的關(guān)注。現(xiàn)行抗震設(shè)計規(guī)范是以保障居住者生命安全為基本目標(biāo)，以其為標(biāo)準(zhǔn)所設(shè)計和建造的建筑結(jié)構(gòu)，雖在地震發(fā)生時可有效地避免結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌、保證人身和財產(chǎn)安全，但震后結(jié)構(gòu)因修復(fù)時間長、修復(fù)難度大等原因，嚴(yán)重影響了應(yīng)急救災(zāi)工作和結(jié)構(gòu)的正常使用功能。框架-支撐結(jié)構(gòu)體系在地震發(fā)生時可提供足夠的抗側(cè)剛度，展現(xiàn)出良好的抗震性能，且震后破壞的支撐構(gòu)件易于修復(fù)和更換，因此被廣泛應(yīng)用于高層及超高層結(jié)構(gòu)中。然而，普通鋼支撐構(gòu)件在循環(huán)加載過程中易發(fā)生整體或局部屈曲破壞，且構(gòu)件屈曲后其耗能能力急劇降低。同時，CSB構(gòu)件的滯回性能存有明顯拉壓不對稱現(xiàn)象。防屈曲支撐通過在其外圍增設(shè)約束構(gòu)件的方式，克服了CSB構(gòu)件受壓易屈曲等不足，有效提高了支撐的整體耗能能力。

然而，由于BRB及CSB均是通過自身鋼材的彈塑性變形來耗散地震輸入能量，同時兩種支撐構(gòu)件也因缺乏自恢復(fù)性能，使得結(jié)構(gòu)在震后存有較大殘余變形的問題仍未得到有效解決。結(jié)構(gòu)在強烈地震作用下產(chǎn)生的過大側(cè)向變形和殘余變形正是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌破壞的直接原因，對于即將倒塌或可能經(jīng)歷后續(xù)地震的結(jié)構(gòu)，殘余變形會對其抗震性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。此外，當(dāng)結(jié)構(gòu)殘余變形角大于0.5％時，其修復(fù)成本將超過重建成本，造成了不必要的經(jīng)濟損失。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種新型自復(fù)位約束屈曲支撐，解決現(xiàn)有支撐構(gòu)件在屈曲或屈服耗能后留有較大殘余變形等不足，國內(nèi)外研究學(xué)者提出了多種兼具自恢復(fù)性能與高耗能能力的新型自復(fù)位約束屈曲支撐結(jié)構(gòu)體系，該結(jié)構(gòu)體系在震后可自行恢復(fù)至初始狀態(tài)，減小結(jié)構(gòu)殘余變形影響。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種新型自復(fù)位約束屈曲支撐，包括外套筒，所述外套筒的內(nèi)壁滑動連接有內(nèi)套筒，所述內(nèi)套筒的內(nèi)壁與外套筒的內(nèi)壁均搭接有端板，兩個端板的表面設(shè)置有若干個預(yù)應(yīng)力筋，兩個端板的內(nèi)壁套接在同一個方形鋼管的表面，所述方形鋼管內(nèi)設(shè)置有十字形鋼芯，所述外套筒內(nèi)壁的上下兩表面焊接有兩個第一擋板，所述外套筒內(nèi)壁的正面和背面焊接有兩個第二擋板，所述內(nèi)套筒內(nèi)壁的正面和背面均焊接有第一擋塊，所述內(nèi)套筒內(nèi)壁的上下兩表面均焊接有兩個第二擋塊。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述十字形鋼芯的左右兩端分別與外套筒和內(nèi)套筒的內(nèi)壁焊接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述方形管的內(nèi)壁設(shè)置有填充層，所述填充層均勻的覆蓋在十字形鋼芯的表面，所述填充層具體為無粘結(jié)混凝土。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述預(yù)應(yīng)力筋的兩端均卡接有夾具，兩個夾具的相對面分別與對應(yīng)端板的表面搭接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述外套筒的右側(cè)面與內(nèi)套筒的左側(cè)面均設(shè)置有耳板。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述第一擋板和第一擋塊的左側(cè)面與位于左側(cè)端板的右側(cè)面搭接，所述第二擋板和第二擋塊的右側(cè)面與位于右側(cè)端板的左側(cè)面搭接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述內(nèi)套筒與外套筒均采用Q235鋼材質(zhì)，兩個端板均可滑動在方形鋼管的表面。