[发明专利]两阶段性能目标自复位摩擦型耗能支撑

说明书

本发明涉及一种两阶段性能目标自复位摩擦型耗能支撑，包括连接传力机构、自复位机构和耗能机构三部分。与现有技术相比，本发明利用具有两阶段工作状态的形状记忆合金拉索和高强钢棒材作为核心拉力构件为结构提供自复位驱动力和一定耗能能力，利用摩擦型耗能装置提供主要耗能能力，并进一步通过合理的构造设计以最大程度地保证支撑在极震下的恢复能力，并防止由于支撑失效引起的结构倒塌等。

技术领域

本发明属于高性能的抗侧支撑技术领域，涉及一种两阶段性能目标自复位摩擦型耗能支撑。

背景技术

支撑作为一种建筑结构抗侧构件被广泛应用于土木工程领域，但传统支撑在强震后会因残余变形过大和核心部件屈曲丧失其功能。为此，出现了能够提供一定自回复能力以减小残余变形的PT型支撑和防止支撑屈曲的BRB支撑，但PT型支撑存在着延性不足，大变形下易于断裂的风险；而BRB支撑在强震后仍然有较大的残余变形。

为了降低结构的震后损伤与变形，一种最新的技术是利用基于超弹性形状记忆合金作为预紧核心构件(拉索、棒材等)所提供的回复力，来促进整体结构复位的自复位支撑。在中小震设计水平下能较好地实现上述目标。然而，目前该自复位技术的自复位能力仅依赖于处于单一工作阶段(即所有核心构件的受力状态基本一致)的预紧核心构件提供。一旦地震水平超过设计水平，上述处于同一工作状态的构件极有可能因为变形过大而同时出现断裂，导致支撑失效，不再能够为结构提供侧向力；无法防止结构可能出现的危及生命安全的整体倒塌。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种两阶段性能目标自复位摩擦型耗能支撑。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

两阶段性能目标自复位摩擦型耗能支撑，包括：

连接传力机构：包括外套筒、内套筒、限位件、两个端部连接板和两个端板，其中，所述内套筒置于外套筒内部空间，在内套筒与外套筒之间还设有使得两者之间径向位置相对定位的限位件，所述两个端部连接板位于相对的两端，并分别固定连接内套筒和外套筒的端部，所述两个端板位于外套筒/内套筒的轴向两侧；

自复位机构：包括处于不同受力状态的两组自复位拉索组件，其中一组自复位拉索组件的两端呈张紧状态分别固定连接所述两个端板，并使得两个端板分别紧密接触外套筒和/或内套筒的两端，另外一组自复位拉索组件的两端呈放松状态分别固定连接所述两个端板；

耗能机构：包括分别固定在内套筒与外套筒上的摩擦板和摩擦片，所述摩擦板和摩擦片的两个相邻表面呈受压状态贴合接触。

进一步的，所述端板与端部连接板呈轴向滑动配合，使得端板与端部连接板之间可沿轴向相对滑动，并保证径向位置的相对固定。

进一步的，所述端部连接板上还加工有与外部结构节点区域连接的长圆孔，然后可以通过与长圆孔匹配的螺栓结构将端部连接板连接至外部的结构点区域。长圆孔的走向优选与内外套筒的轴向一致。

进一步的，所述限位件通过焊接或螺栓紧固在内套筒的外侧面上，限位件沿径向的外侧表面还紧密贴合所述外套筒的内壁。

进一步的，所述自复位拉索组件包括端部相互连接的形状记忆合金拉索和连接杆，所述形状记忆合金拉索和连接杆的两个自由端分别固定连接所述两个端板。

更进一步的，所述形状记忆合金拉索和连接杆的一个端部分别通过锚固螺栓紧固在所述两个端板上。

进一步的，所述外套筒上固定安装有角钢，在角钢上固定设有接触所述摩擦板轴向侧面的摩擦片。

更进一步的，所述摩擦板上设有贯通的轴向滑槽，穿过所述轴向滑槽还设有可沿其滑动并连接所述摩擦片的连接螺栓，通过连接螺栓施加的正压力使得所述摩擦板与摩擦片相互接触，工作过程，角钢与摩擦片的位置固定，连接螺栓与角钢的相对位置可发生改变。