[發明專利]一種裝配式帶SMA索雙套管自復位耗能鋼支撐

在審

• 申請號: 202111177422.2
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN114046077A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 石宇;冉曉偉;周緒紅;柯珂
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

本發明公開是一種裝配式SMA自復位耗能鋼支撐，該支撐充分利用了SMA材料的超彈性特性，支撐在拉壓往復運動過程中，套管產生相對運動，使SMA索始終保持受拉，從而SMA索持續為支撐提供抵抗剛度，使支撐卸載后不產生殘余變形；同時對高強螺栓施加預緊力，從而增大摩擦面產生的摩擦力，進一步增加支撐摩擦耗能系統的耗能能力；該支撐結構裝配程序簡潔，可實現全裝配化安裝，提高了支撐安裝及更換效率，具有穩定的抗側剛度、良好的耗能能力，適合作為抗震結構的主要抗側力及耗能構件，在地震多發地區具有廣泛的工程應用前景；同時本支撐可以快捷地安裝及更換，具有生產、裝配及安裝工業一體化潛力，在綠色建筑裝配化領域也具有廣闊前景。

技術領域

本發明設計工程結構領域，特別是自復位耗能支撐。

背景技術

現今，地震仍是造成人類傷亡的最頻發自然災害之一，同時人類對于抗震理念的研究也日趨成熟。延性抗震設計即采用合理的結構設計使建筑物非核心區域產生較大的塑性變形來耗散主要的地震能量，例如“強節點、若構件”、“強柱弱梁”均屬于延性抗震設計理念范疇。延性抗震通過特定部位的塑性耗能，使房屋結構的主要受力部位更少參與耗散地震能量而得到保護，從而保證了建筑物“大震不倒”。但隨著抗震研究的不斷深入，延性抗震理念在實際工程應用中的缺陷逐漸暴露。實現延性抗震的前提便是地震時特定部位需產生塑性變形，建筑物不僅因過大的殘余變形立即喪失使用功能，而且震后殘余變形的矯正及塑性部件的修復或更換嚴重耗費時間及財力，不利于災后群眾生命安全及城市經濟財產安全。因此開發震后殘余變形小、自復位性能穩定、安裝拆卸方便及耗能性能優良的自復位耗能支撐具有重要意義。

目前，國內外學者已提出了較多自復位耗能支撐，為了實現較好的耗能性能，這些結構往往需要在原有支撐上附加復雜的耗能系統，這樣反而使得整個結構安裝程序更加復雜困難，使得以上提出的很多新型結構不能得到更廣泛的推廣應用；同時，部分研究者采用形狀記憶合金(Shape Memory Alloy，簡稱SMA)棒材或絲材作為耗能構件時，由于材料利用效率較低，導致實際成本更高且自復位性能并不穩定。基于此，本發明提出了一種裝配式帶SMA索雙套管自復位耗能鋼支撐，不僅易于裝配安裝，且通過高強螺栓的預緊力施加及雙套管的合理運動機制，使整體結構具有穩定的耗能性能及自復位性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種裝配式帶SMA索雙套管自復位耗能鋼支撐，其特征在于:包括外套管、內套管、外套管端板、內套管端板、端板I、端板II，以及若干SMA索。

所述外套管是兩端開口的中空套管。

所述內套管和外套管端板分別從外套管的兩端穿入外套管的中空內腔中。其中，在內套管穿入的一側，設置有端板II，在外套管端板穿入的一側，設置有端板I。

所述端板I具有貫穿兩個板面的條形孔I。外套管端板的一端從條形孔I穿入外套管，并與外套管連接。外套管端板的另一端位于外套管外部，用于連接外部構件I。

所述端板I具有貫穿兩個板面的條形孔II。內套管端板的一端從條形孔II穿入外套管，并與內套管連接。內套管端板的另一端位于外套管外部，用于連接外部構件II。

端板I和端板II通過若干SMA索連接。每一條SMA索的兩端分別錨固在端板I和端板II上。

進一步，所述外套管和內套管均為矩形套管。

進一步，所述外套管的兩個相對的內側壁具有用于導向和限位的滑槽。所述外套管端板穿入外套管的部分的兩側分別位于這兩個滑槽中，使得外套管端板僅可沿著外套管的中心線滑動長度方向。

進一步，所述外套管的管壁具有貫穿的通孔I。所述外套管端板具有螺栓孔。采用高強螺栓I穿過通孔I和螺栓孔，使得外套管和外套管端板連接。

進一步，所述內套管穿入外套管的端頭部分為開孔端。所述開孔端具有企口，即開孔端存在一個U形槽，U形槽的上下為實體板面部分。兩實體板面部分均開有條形槽。