一种自复位软钢耗能支撑制造技术

本发明专利技术涉及框架-支撑结构技术领域，尤其涉及一种自复位软钢耗能支撑。本发明专利技术提供的自复位软钢耗能支撑，包括外包钢管、设置在外包钢管内部的内核机构、软钢耗能机构、自复位机构和夹持机构，在发生地震时可通过软钢耗能机构来消耗地震输入能量，同时减少主体结构的地震反应，同时在地震作用后，支撑能够在自复位机构的作用下恢复到初始状态，进而减小甚至消除整个结构的残余变形；另外，与现有的自复位支撑相比，在进行震后修复工作时，不需要更换整根支撑，只需通过拆下夹持机构更换被压合在外包钢管外壁面上的软钢板，就能够恢复整根支撑的使用性能，并且，对于软钢板的更换也非常容易，大大降低了震后修复工作的难度和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种自复位软钢耗能支撑
本专利技术涉及框架-支撑结构
，尤其涉及一种自复位软钢耗能支撑。
技术介绍
目前框架-支撑结构体系是高层钢结构中应用最多的结构体系之一，在地震作用下，钢支撑承担了大部分水平剪力，减小整体结构的水平位移。但传统的中心支撑结构体系中，普通支撑在拉压往复作用下易发生整体和局部屈曲，致使其脆性断裂最终严重影响整体结构的抗震性能，在传统的偏心支撑结构体系中，耗能梁段塑性变形较大，在震后修复时难度极大。为了解决以上两种支撑系统所存在的问题，学者们提出了防屈曲耗能支撑。它是一种兼有普通支撑增加结构整体刚度的作用和软钢阻尼器双重功能的耗能支撑，实现了全截面屈服而不发生构件屈曲，可以有效地耗散地震输入能量，减小主体结构的地震反应，从而避免主体结构的破坏或倒塌。但在大震作用后，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，震后修复时需要整体更换，修复难度大且成本较高。因此，人们提出了自复位防屈曲支撑，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。在地震作用下，自复位防屈曲支撑既能提供结构的抗侧刚度又能耗散地震能量，地震作用后，支撑在自复位机构的作用下恢复到初始状态，进而减小整个结构的残余变形。现有的自复位防屈曲支撑虽然实现了减小震后残余变形的目的，但是在软钢耗能中，软钢是安装在外围约束构件的内部，在震后恢复时，没有办法单独更换起耗能作用的软钢，仍然需要更换整根支撑，不仅施工不便，而且修复成本也较高。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是：传统的防屈曲支撑和现有自复位耗能支撑在进行震后修复工作时，需要更换整根支撑，施工非常不方便，同时修复成本更高。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种自复位软钢耗能支撑，包括外包钢管、设置在外包钢管内部的内核机构、软钢耗能机构、自复位机构和夹持机构，所述软钢耗能机构包括互相连接的软钢板和第一连接板；所述内核机构通过所述第一连接板与所述软钢板连接，且所述内核机构能够在外界拉力或压力的作用下于所述外包钢管内滑动；所述夹持机构用于限制软钢板的屈曲变形；所述自复位机构用于对在外界拉力或压力作用下移位的内核机构进行复位。其中，所述外包钢管呈两端开口的直筒状，且所述外包钢管截面形状为矩形。其中，所述软钢板呈长条状，其长度与所述外包钢管的长度相同，所述第一连接板垂直设置位于所述软钢板的端部，并与所述软钢板同向设置；所述软钢耗能机构包括两块软钢板，两块所述软钢板相对设置在所述外包钢管上、下两端管壁的外壁面上。其中，所述内核机构包括H型钢和截面形状为十字形的第二连接板，所述H型钢的后端与所述外包钢管的后端平齐，所述H型钢的前端通过导荷板与所述第二连接板固定连接，所述导荷板的截面形状为矩形，所述H型钢和所述导荷板位于所述外包钢管内，且所述导荷板与所述第二连接板的接触面与所述外包钢管的前端平齐；所述H型钢腹板的前端设置有加劲肋，所述加劲肋包括有两块且对称设于所述腹板的两侧；所述H型钢的上、下两块翼缘板之间设置有支撑钢板，所述支撑钢板位于所述H型钢的中部。其中，所述支撑钢板设有两块，两块所述支撑钢板对称设置在所述腹板的两侧并与所述腹板相连。其中，上、下两块所述翼缘板上分别设置有第三连接板，且所述第三连接板与所述翼缘板相垂直；所述H型钢通过第一连接板与第三连接板的配合与所述软钢板连接。其中，所述自复位机构包括扣合在外包钢管前端的前端板、扣合在外包钢管后端的后端板和预应力拉索，所述预应力拉索将前端板、后端板和内核机构连成一体，所述前端板上还设置有与所述第二连接板相配合的十字形开口。其中，所述夹持机构包括丝杠和两块槽钢，两块所述槽钢分别扣合在两块所述软钢板的外侧，所述槽钢底壁和所述外包钢管上、下两端的管壁上均设置有用于供丝杠穿过的通孔，通过丝杠与螺母的配合将槽钢和外包钢管连成一体。其中，所述外包钢管上、下两端的管壁上分别设置有与所述第三连接板配合的狭缝，所述第三连接板能够在所述狭缝内沿所述外包钢管的长度方向滑动。其中，所述外包钢管左右两端的管壁上还设置有施工工艺孔。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术提供了一种自复位软钢耗能支撑，包括外包钢管、设置在外包钢管内部的内核机构、软钢耗能机构、自复位机构和夹持机构，在发生地震时可通过软钢耗能机构来消耗地震输入能量，同时减少主体结构的地震反应，同时在地震作用后，支撑能够在自复位机构的作用下恢复到初始状态，进而减小甚至消除整个结构的残余变形；另外，与现有的自复位支撑相比，在进行震后恢复工作时，不需要更换整根支撑，只需通过拆下夹持机构更换被压合在外包钢管外壁面上的软钢管，就能够恢复整根支撑的使用性能，并且，对于软钢管的更换也非常容易，大大降低了震后修复工作的难度和成本。附图说明本专利技术上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术实施例中自复位软钢耗能支撑的示意图；图2是本专利技术实施例中自复位软钢耗能支撑的侧视图；图3是图1的A-A向剖视图；图4是图1的B-B向剖视图；图5是本专利技术实施例中自复位软钢耗能支撑除夹持机构和软钢耗能机构之外的支撑主体部分；图6是本专利技术实施例中自复位软钢耗能支撑的外包钢管的结构示意图；图7是本专利技术实施例中自复位软钢耗能支撑的内核机构的结构示意图；图8是本专利技术实施例中自复位软钢耗能支撑的夹持机构的结构示意图；图9是本专利技术实施例中自复位软钢耗能支撑的软钢耗能机构的结构示意图；图10是本专利技术实施例中自复位软钢耗能支撑中的自复位机构的结构示意图；图11是本专利技术实施例中自复位软钢耗能支撑在拉力作用下的开口示意图；图12是本专利技术实施例中自复位软钢耗能支撑在压力作用下的开口示意图；其中图1至图12中附图标记与部件名称之间的对应关系为：1、T形截面连接板，2、顶部钢板，3、底部钢板，4、左侧钢板，5、右侧钢板，6、第二连接板，7、导荷板，8、加劲肋，9、第三连接板，10、支撑钢板，11、翼缘板，12、腹板，13、前端板，14、后端板，15、预应力拉索，16、软钢板，17、第一连接板，18、槽钢，19、丝杠，20、螺栓，21、螺母，22、锚具，23、狭缝，24、施工工艺孔。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自复位软钢耗能支撑，其特征在于：包括外包钢管、设置在外包钢管内部的内核机构、软钢耗能机构、自复位机构和夹持机构，所述软钢耗能机构包括互相连接的软钢板(16)和第一连接板(17)；所述内核机构通过所述第一连接板(17)与所述软钢板(16)连接，且所述内核机构能够在外界拉力或压力的作用下于所述外包钢管内滑动；所述夹持机构用于限制软钢板(16)的屈曲变形；所述自复位机构用于对在外界拉力或压力作用下移位的内核机构进行复位。

【技术特征摘要】
1.一种自复位软钢耗能支撑，其特征在于：包括外包钢管、设置在外包钢管内部的内核机构、软钢耗能机构、自复位机构和夹持机构，所述软钢耗能机构包括互相连接的软钢板(16)和第一连接板(17)；所述内核机构通过所述第一连接板(17)与所述软钢板(16)连接，且所述内核机构能够在外界拉力或压力的作用下于所述外包钢管内滑动；所述夹持机构与外包钢管外壁一起限制软钢板(16)的屈曲变形；所述自复位机构用于对在外界拉力或压力作用下移位的内核机构进行复位。2.根据权利要求1所述的自复位软钢耗能支撑，其特征在于：所述外包钢管呈两端开口的直筒状，且所述外包钢管截面形状为矩形。3.根据权利要求2所述的自复位软钢耗能支撑，其特征在于：所述软钢板(16)呈长条状，其长度与所述外包钢管的长度相同，所述第一连接板(17)垂直设置于所述软钢板(16)的端部，并与所述软钢板(16)同向设置；所述软钢耗能机构包括两块软钢板(16)，两块所述软钢板(16)相对设置在所述外包钢管上、下两端管壁的外壁面上。4.根据权利要求3所述的自复位软钢耗能支撑，其特征在于：所述内核机构包括H型钢和截面形状为十字形的第二连接板(6)，所述H型钢的后端与所述外包钢管的后端平齐，所述H型钢的前端通过导荷板(7)与所述第二连接板(6)固定连接，所述导荷板(7)的截面形状为矩形，所述H型钢和所述导荷板(7)位于所述外包钢管内，且所述导荷板(7)与所述第二连接板(6)的接触面与所述外包钢管的前端平齐；所述H型钢腹板(12)的前端设置有加劲肋(8)，所述加劲肋(8)设有两块且对称设于所述腹板(12)的两侧；所述H型钢的上、下两块翼缘板(11)之间设置有支撑钢板(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳霞，李瑞，赵文占，费晨超，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京;11