[发明专利]一种装配式自复位耗能支撑结构

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。

因此，人们提出了自复位放屈曲支撑，其基本构成包括外围约束构件，内核机构，自复位机构和耗能机构，其中自复位机构一般由记忆合金或预应力拉杆组成，耗能机构则主要有摩擦耗能和软钢耗能两种。现有的自复位防屈曲支撑虽然实现了减少震后残余变形的目的，但是在震后往往需要更换整根支撑，且钢材利用不完全，不能完全发挥支撑性能，不仅施工不便，而且浪费钢材，修复成本也较高。

发明内容

本发明提出了一种以软钢耗能为主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问题：传统的防屈曲支撑和现有的自复位防屈曲支撑在工作时，耗能部件如软钢通长布置，利用不完全造成材料浪费且软钢难以屈服；在震后修复时需要更换整根支撑，修复成本较高。

本发明的技术方案如下：

一种装配式自复位耗能支撑结构，其特征在于：包括软钢⑴、长钢板⑵、第一连接板⑶、第二连接板⑷、内槽钢⑸、外槽钢⑹、固定索板⑺、连接耳板⑻、固定端板⑼、索⑽、夹具⑾和锚板⑿。

所述软钢⑴一端与内槽钢⑸焊接，中间位置与内槽钢⑸用螺栓栓接，所述第一连接板⑶、第二连接板⑷焊接于软钢⑴同一端，分别与软钢⑴宽度方向、厚度方向垂直；

所述长钢板⑵布置在内槽钢⑸固定端，与内槽钢⑸用螺栓固定，保持同步状态，仅仅作为内槽钢与建筑物的连接件；

所述外槽钢⑹布置在内槽钢⑸外部，所述固定索板⑺沿外槽钢⑹长度方向等间距焊接于其内部，所述连接耳板⑻沿外槽钢⑹长度方向等间距焊接，所述固定端板⑼由施加预应力的自复位体系紧紧压在外槽钢⑹的两端；所述索⑽先穿过固定索板⑺、固定端板⑼后施加预应力张拉由夹具⑾锚固在锚板⑿上。

进一步，支撑结构通过软钢⑴产生塑性变形及软钢⑴与内槽钢⑸的相对摩擦而耗能，通过自复位体系而恢复到初始状态；所述软钢⑴仅布置于内槽钢⑸开矩形槽即滑移端，一端与内槽钢⑸焊接，中间位置开槽孔与内槽钢⑸通过螺栓连接；软钢⑴相对于通长布置，在相同拉伸或压缩位移下，软钢⑴总应变达到通长布置的三倍以上，使软钢⑴达到屈服，进而快速发挥耗能作用。

软钢⑴是一种含碳量低、硬度小、有明显屈服点的钢，是行业通用专业术语。

进一步，所述内槽钢⑸在无内芯区域，布置节点板，通过螺栓连接。

进一步，所述内槽钢⑸、外槽钢⑹固定端布置挡板或加劲肋，防止第一连接板挤压矩形长槽。

进一步，所述内槽钢⑸固定端对应于外槽钢⑹滑移端，内槽钢⑸滑移端对应于外槽钢⑹固定端；支撑结构通过第一连接板⑶、第二连接板⑷与建筑相连接。

所述软钢⑴一端焊接于内槽钢⑸开长槽孔一端，所述第一连接板⑶焊接于软钢⑴另一端，与软钢⑴宽度方向呈90°,所述第二连接板⑷焊接于软钢⑴另一端，垂直于软钢⑴厚度方向；所述长钢板⑵与内槽钢⑸开较短槽孔一端用螺栓连接固定，所述第一连接板⑶焊接于长钢板⑵一端，与软钢⑴宽度方向呈90°,所述第二连接板⑷焊接于长钢板⑵一端，垂直于软钢⑴厚度方向；所述外槽钢⑹两端开有长槽孔，布置在内槽钢⑸外部，所述固定索板⑺沿外槽钢⑹长度方向等间距焊接于其内部，所述连接耳板⑻沿外槽钢⑹长度方向等间距焊接，所述固定端板⑼由施加预应力的自复位体系紧紧压在外槽钢⑹的两端；所述索⑽先穿过固定索板⑺、固定端板⑼后施加预应力张拉由夹具⑾锚固在锚板⑿上。