[发明专利]一种装配式自复位耗能支撑

说明书

技术领域

本发明涉及一种装配式自复位耗能支撑，属于钢结构应用技术领域。

背景技术

目前多高层钢结构中，框架—支撑结构体系是应用最广泛的结构体系之一。作为一种较为新型的建筑类型，框架—支撑结构具有优良的抗震性能，对我国做好抗震防震工作意义重大。当地震作用发生时，钢支撑可承担大部分水平剪力，减少整体结构的水平位移。

传统的普通中心支撑在水平地震作用下容易发生侧向屈曲，特别是在往复的水平地震作用下，当结构的受力进入弹塑性范围内，楼层的抗剪能力和侧向刚度急剧下降，易导致结构发生整体失稳破坏；在传统的偏心支撑结构体系中，由于耗能梁段塑性变形较大，在震后极难修复。传统的防屈曲支撑构件是应用于多高层结构中的抗侧力耗能减震装置，在中震或大震作用下，防屈曲支撑构件在拉压时均能实现全截面充分屈服，又不出现支撑构件的整体或局部屈曲破坏，使原来通过主体结构梁端塑性铰的耗能方式转变为只在防屈曲支撑部件上集中耗能，从而较好地保护了主体结构；然而在大震作用下，防屈曲支撑的残余变形较大，相应的整体结构残余变形也较大。

这些传统的支撑构件且不具备自我修复能力，因此震后修复难度大、成本高且修复正常使用的时间长。

发明内容

本发明提出了一种以铆钉和铅沙摩擦作用为主要耗能方式且具有自复位、工业化生产效率高、便于修复等优点的装配式自复位耗能支撑。其目的是至少在一定程度上解决背景技术中的技术问题，体现出钢结构的优势。

本发明的技术方案如下：

一种装配式自复位耗能支撑，包括铅沙、内约束管⑴、宽耳板⑵、抗剪铆钉⑶、外约束管耳板⑷、外约束管⑸、隔板⑹、固定端板⑺、连接耳板⑻、索⑼、夹具⑽和锚板⑾。

所述宽耳板⑵焊接于内约束管⑴一端，所述抗剪铆钉⑶焊接于内约束管⑴中部位置，所述内约束管⑴设置在外约束管⑸内；所述外约束管⑸一端开有长槽孔，一端焊接有外约束管耳板⑷，所述隔板⑹焊接于外约束管⑸内侧中部位置，所述固定端板⑺由施加预应力的自复位体系紧紧压在外约束管⑸两端，所述连接耳板⑻沿外约束管⑸长度方向等间距焊接；所述索⑼施加预应力张拉后由夹具⑽锚固在锚板⑾上。

所述宽耳板⑵一端与建筑物相连，在宽耳板⑵上施加拉力和压力时，内约束管可在外约束管滑动，内约束管与铅沙发生相对运动，铅沙阻止抗剪铆钉⑶和内约束管滑动，耗散能量；可通过改变抗剪铆钉⑶的数量和布置位置，调整与铅沙之间的摩擦作用力，抗剪铆钉⑶沿内约束管⑴长度方向可布置成单排或多排，抗剪铆钉⑶在同一截面的布置数量、抗剪铆钉⑶的具体尺寸取决于支撑耗能大小和内约束管⑴尺寸。

所述外约束管⑸由两相同外槽钢通过螺栓拼装而成，外槽钢由三块钢板通过半熔透焊焊接而成，所开长槽孔宽度要比宽耳板⑵的厚度大1-2mm，以便宽耳板⑵在水平力作用下可滑动；外约束管耳板⑷一端与建筑物连接；隔板⑹所开孔洞直径应比外约束管⑴直径大1-2mm，以方便拼装；由于钢管⑴中部焊接有抗剪铆钉⑶，此处尺寸应比外约束管⑸的内部高度小，具体差值应利于所述内约束管⑴滑移；外约束管⑸中部应预设灌注孔，灌注孔的尺寸大小和具体位置，取决于铅沙灌注量和抗剪铆钉位置；当所述内约束管⑴与外约束管⑸拼装完成之后，内约束管⑴、外约束管⑸和隔板⑹组成密闭的空间，通过在外约束管⑸预设的灌注孔，灌注铅沙，完成之后封闭开孔，形成铅心。

所述索⑼、夹具⑽和锚板⑾组成自复位体系，所述自复位体系用于对外界拉力或压力作用下移位的内约束管进行复位。所述索⑼可采用钢绞线索、钢丝索和钢丝绳索；所述夹具⑽应与所述索⑼对应，将索⑼锚固在锚板⑾的外部；所述锚板⑾开有索孔，索孔的大小宜比所述索⑼大1-2mm，位置应与所述索⑼相对应。

所述的钢索⑼通过施加预应力使外约束管⑸两侧的固定端板⑺，紧紧压在外约束管⑸两侧，当地震等水平作用发生时，建筑物会对宽耳板⑵和外约束管耳板⑷施加压力或者拉力，内约束管⑴顶开外约束管⑸两侧固定端板⑺而发生滑移，同时固定端板⑺的滑移将一部分水平力传递给自复位体系的预应力索⑼，此时预应力索⑼的张拉力大于内约束管⑴的抗剪铆钉⑶与铅沙之间的摩擦阻力；当地震等水平作用发生后，索力克服内约束管⑴的抗剪铆钉⑶与铅沙的摩擦阻力，内约束管⑴被压回到外约束管⑸内，实现再复位。

以上所述的该装配式自复位耗能支撑的新形式应属于本发明保护的范围。

有益效果