[發明專利]基于環簧自復位的屈曲約束波紋管耗能支撐裝置及制作方法

有效

• 申請號: 202111512625.2
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114016795B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 王軍文;高榮澳;劉彥偉;張魁杰;牛衛兵;樊軍;劉朋;邢南南
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學;中鐵建設集團基礎設施建設有限公司;中鐵建設集團（杭州）建設有限公司
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本發明涉及一種基于環簧自復位的屈曲約束波紋管耗能支撐裝置及制作方法包括自外向內依次同軸套設的外套管、高強鋼環簧組、中套管、波紋管和內套管，外套管的內壁上固定連接一對外環形擋板，中套管的外壁上固定連接一對內環形擋板，高強鋼環簧組設置在一對外環形擋板之間，外套管一端封閉，另一端通過自外套管端部向內延伸的第一端板形成供中套管穿過的通孔，中套管穿過外套管的通孔并與第一端板滑動連接，中套管一端封閉另一端敞口，敞口端通過自中套管的端部向外延伸的第二端板與外套管內壁滑動連接；波紋管的一端固定連接在中套管的封閉端，另一端固定在外套管的封閉端，內套管一端固定在外套管的封閉端，具備穩定高效耗能能力和自復位功能。

技術領域

本發明涉及到一種耗能支撐裝置及其制作方法，尤其涉及一種基于環簧自復位的屈曲約束波紋管耗能支撐裝置及其制作方法，屬于減震(振)隔震(振)技術領域。

背景技術

隨著結構被動減震控制技術的發展，目前減震耗能裝置已經發展出諸多類型。防屈曲支撐是目前較為廣泛應用的減震裝置之一，其優點是設計參數簡單，造價較低。但是傳統的防屈曲支撐震后殘余位移較大，使結構修復性難度增大，直接或間接的經濟損失巨增，因而具有自復位功能的防屈曲支撐的研究具有重要意義。

目前自復位防屈曲支撐的結構形式眾多，存在以下問題:采用預應力筋的自復位防屈曲支撐在強震作用下的變形能力不足；形狀記憶合金材料價格高昂，且需要解決溫度敏感性、性能穩定性等問題；蝶形彈簧所提供的行程較短，而且無耗能能力，并且需要大量的焊接工作或裝配工作；現有的自復位防屈曲支撐結構復雜，安裝過程繁瑣，并且由于兼顧復位性能，支撐的耗能性能變弱。

發明內容

針對現有技術的上述問題，本發明提供了一種基于環簧自復位的屈曲約束波紋管耗能支撐裝置及其制作方法，該裝置同時具有穩定高效耗能能力和自復位功能。

為解決上述問題，本發明采用了如下技術方案：

一種基于環簧自復位的屈曲約束波紋管耗能支撐裝置，包括自外向內依次同軸套設的外套管、高強鋼環簧組、中套管、波紋管和內套管，所述高強鋼環簧組與外套管之間留有一定間隙，所述外套管由兩個等徑等長的半套管拼接而成，拼接時，預先給所述高強鋼環簧組施加預壓力，所述外套管的內壁上固定連接有一對外環形擋板，所述中套管的外壁上固定連接有一對內環形擋板，所述高強鋼環簧組設置在一對外環形擋板之間，所述一對內環形擋板的間距大于一對外環形擋板之間的間距，且位于同側的內環形擋板位于外環形擋板的外側，所述外套管一端封閉，另一端通過自外套管端部向內延伸的第一端板形成供中套管穿過的通孔，所述中套管穿過所述外套管的通孔并與所述第一端板滑動連接，所述中套管一端封閉，另一端敞口，所述敞口端通過自所述中套管的端部向外延伸的第二端板與所述外套管內壁滑動連接，第一端板和第二端板之間的距離大于所述一對內環形擋板之間的距離；所述波紋管的一端固定連接在所述中套管的封閉端，另一端固定在所述外套管的封閉端，所述內套管一端固定在所述外套管的封閉端，所述外套管的封閉端和中套管的封閉端均設置有連接件。

優先地，所述內套管內表面間隔設置有加勁板。

具體地，所述高強鋼環簧組的預壓力由一對外環形擋板施加，高強鋼環簧組預壓狀態下與一對內環形擋板之間的間隙等于所述波紋管的彈性變形極限。

具體地，所述波紋管與所述中套管的封閉端通過螺栓固定連接。

具體地，所述中套管與所述第二端板焊接或者一體設置，所述外套管與所述第一端板焊接或者一體設置。

具體地，所述外套管的兩個半套管的端部表面焊接有拼接件，所述拼接件通過螺栓拼裝，所述拼接件為L型鋼或角鋼。

優先地，所述連接件的設計承載力大于屈曲約束波紋管耗能支撐裝置的極限承載力。