自复位软钢耗能支撑制造技术

本发明专利技术涉及一种自复位软钢耗能支撑，主要由支撑构件、预应力装置、耗能装置和一些固定连接构件构成。软钢通过传力装置与端板连接，内套管一端开有凹槽，凸形连接板可穿进凹槽与内套管焊接，外套管包住内套管，外套管一端在其外表面对称焊有弧形焊接拼板，弧形焊接拼板的外伸部分与组合连接板焊接；端板位于套管的两端；内套管内设有复位筋，复位筋的两端通过锚具与端板连接。该装置利用软钢在平面内受力，为结构提供了较大的初始刚度，满足了“小震不坏”的设防水准；当中、强震来临时，通过软钢的塑性变形来耗散能量，地震作用结束后，利用复位筋的恢复力使软钢复位，从而消除结构的残余变形，满足了“中震可修，大震不倒”的设防水准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自复位软钢耗能支撑，该装置利用特殊平面形状的软钢在平面内受力，为结构提供了较大的初始刚度，满足了 “小震不坏”的设防水准；当中震或大震来临时，通过软钢的塑性变形来耗散能量，地震作用结束后，利用复位筋的恢复力使软钢复位，从而消除了结构的侧向变形(残余变形)，满足了“中震可修，大震不倒”的设防水准，属于土木结构(包括高层建筑、高耸结构、桥梁结构等)的结构抗震与消能减震

技术介绍
近年来，近年来，隔震、耗能减震、吸震减震和其他各种结构控制技术的结构振动控制理论为人们展现了一条崭新的减小地震反应的途径，其中被动控制中的耗能减震技术广为应用，被认为是减少主体结构损伤的最有效可行的方法之一。耗能减震是把结构物的某些构件(如支撑、剪力墙、连接件等)设计成耗能杆件，或在结构的某部位(层间空间、节点、粘结缝等)安装耗能装置，在风或小震时，这些耗能构件或耗能装置具有足够的初始刚度，处于弹性状态，结构物仍具有足够的侧向刚度以满足使用要求。中震或强震来临时，通过耗能构件或耗能装置率先进入非弹性状态，产生塑性变形，从而提供较大的阻尼力，大量消耗输入结构的地震能量。通过材料的塑性变形来耗能。这必然导致耗能构件或耗能装置在经历大震后产生较大的残余变形，从而也使得整个结构产生过大的侧向变形(残余变形)。历次震害表明，强烈地震时结构产生的过大侧向变形(残余变形)是结构破坏倒塌的直接原因，对于即将倒塌或可能经历后续地震的结构，残余变形会对其产生严重影响，除此之外，当残余变形角大于0.5%时，建筑的维修成本就会大于重建成本。为了能地抵抗地震作用，满足现阶段的“三水准”抗震设防目标，本专利技术提出一种自复位软钢耗能支撑。该支撑利用特殊平面形状的软钢在平面内受力，在小震时为结构提供了较大的初始刚度，保证结构处于弹性状态，满足了 “小震不坏”的设防水准；中震、大震时该支撑利用软钢的塑性变形来耗散地震能量，地震作用结束后，利用复位筋的恢复力使软钢复位，从而消除了结构的侧向变形(残余变形)，大大降低了震后维护、重建成本，满足了 “中震可修，大震不倒”的设防水准。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出的一种自复位软钢耗能支撑， 为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。—种自复位软钢耗能支撑，由外套管1、内套管2、软钢3、复位筋4、第一端板5、第二端板6、凸形连接板7、组合连接板8、弧形焊接拼板9、传力装置、夹片式锚具12和导块13组成，其中: 所述传力装置由三个传力杆10和两个垫板11组成，第一垫板的一端焊接有第一传力杆和第二传力杆，并在第一垫板中央开有一个比第三比传力杆直径略大的第一通孔;第二垫板一端中央焊接有第三个传力杆，第二垫板上开有两个比第一传力杆和第二传力杆直径略大的第二通孔和第三通孔;所述第一传力杆和第二传力杆分别穿过第二垫板上相应的第二通孔和第三通孔，同时第三传力杆穿过第一垫板上相应的第一通孔，这样就由两个垫板11和三个传力杆10通过穿插组成传力装置； 传力装置置于内套管2内，第一垫板和第二垫板中间夹住两片软钢3，两片软钢3搁置于由三个传力杆10和两个垫板11之间形成的空隙中，使软钢3在平面内受力，提供较大的初始刚度，满足小震下结构处于弹性变形，即“小震不倒”的要求;两个垫板内表面和软钢3受压面焊接连接，传力装置的两端分别焊接有第一端板5和第二端板6;内套管2—端开有凹槽，凸形连接板7—端穿进所述凹槽与内套管2焊接连接，第一端板5上设有与凸形连接板7突出端形状相匹配的第四通孔，凸型连接板7另一端穿过第一端板5上的第四通孔并且位于第一端板5外部;外套管1包住内套管2，外套管1远离凸型连接板7的一端在其外表面对称焊有弧形焊接拼板9，弧形焊接拼板9的外伸部分与组合连接板8焊接连接;第一端板5和第二端板6分别与内套管和外套管两侧端面接触，第一端板5表面开有供复位筋4穿过的第五通孔，第二端板6表面均开有供复位筋4穿过的第六通孔；内套管2内设有四根复位筋4，每根复位筋4一端穿过第一端板5上的第五通孔，并通过锚具12与第一端板5连接，每根复位筋4另一端穿过第二端板6上的第六通孔，并通过锚具12与第二端板6连接;复位筋4预先施加适量的预应力，中震、大震下，软钢3通过塑性变形耗能，地震作用结束后通过复位筋4的预应力复位，满足“中震可修、大震不倒”的要求。本专利技术中，外套管1和内套管2采用空心圆形截面，为了保证一定的刚度和稳定性的安全储备，壁厚不要太薄。本专利技术中，装置无论受拉还是受压，第一端板5和第二端板6都是做背向运动的目的，第一端板5或第二端板6与内套管、外套管之间仅有接触压力，无固接连接，第一端板5或第二端板6完全依靠复位筋4的预压应力压在内套管上，第一端板5或第二端板6的直径大小与外套管1的外直径相等。本专利技术中，复位筋4采用强度高、变形能力好的高强钢绞线，相应的锚具12采用夹片式锚具YGM。本专利技术中，软钢3采用塑性变形性能良好且初始刚度较大的平面几何形状，即单圆孔型软钢或双X型软钢。本专利技术中，在外套管1和内套管2之间的空隙内设置导块13，以保证外套管和内套管相互水平的运动方向，不至于内外套管产生摩擦、碰撞。导块13按照一定间距沿着纵向，在外套管1和内套管2之间空隙的四分点处布设，导块13应采用摩擦系数较小的材料制作，并适量涂一些润滑剂以减小摩擦。本专利技术中，凸形连接板7和组合连接板8最外侧的突出部分均开有一定数量的螺栓孔，供该装置与建筑物的支撑节点用高强螺栓连接。与现有技术相比，本专利技术的优点如下: 1)本专利技术与传统的耗能支撑相比，利用了自复位预应力技术，地震作用结束后，通过复位筋的恢复力，使支撑复位，从而减小了结构的侧向变形(残余变形)，大大降低了后维护、重建成本。2)本专利技术与传统的软钢阻尼器相比，采用软钢平面内受力形式以及特殊的平面几何形状，具有较大的初始刚度，满足小震作用下的刚度要求，同时中震及大震作用下，塑性变形能力良好，具有良好的耗能性能。该装置满足了现阶段的“三水准”抗震设防目标，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”，实现了抵御地震灾害的效果。【附图说明】图1为本专利技术自复位软钢耗能支撑整体装配示意图； 图2为本专利技术自复位软钢耗能支撑三维模型图； 图3为本专利技术自复位软钢耗能支撑安装示意图第一部分； 图4为本专利技术自复位软钢耗能支撑安装示意图第二部分； 图5为本专利技术自复位软钢耗能支撑安装示意图第三部分； 图6为本专利技术自复位软钢耗能支撑安装示意图第四部分； 图7为本专利技术自复位软钢耗能支撑安装示意图第五部分； 图8为本专利技术自复位软钢耗能支撑导块布置示意图(3-3剖面图)； 图9位本专利技术自复位软钢耗能支撑软钢布置示意图(1-1剖面图)； 图10位本专利技术自复位软钢耗能支撑软钢布置示意图(2-2剖面图)； 图11为本专利技术单圆孔型软钢三维立体图； 图12为本专利技术双X型软钢三维立体图。图中标号:1为外套管、2为内套管、3为软钢、4为复位筋、5为第一端板、6为第二端板、7为凸形连接板、8为组合连接板、9为弧形焊接拼板、10为传力杆、11为垫板、12为夹片式锚具、13为导块。【具体实施方式】下面结合附图详细说明本专利技术的【具体实施方式】。实施例1:如图1所示，为本专利技术的一种自复位软钢耗能支撑实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自复位软钢耗能支撑，由外套管（1）、内套管（2）、软钢（3）、复位筋（4）、第一端板（5）、第二端板（6）、凸形连接板（7）、组合连接板（8）、弧形焊接拼板（9）、传力装置、夹片式锚具（12）和导块（13）组成，其特征在于：所述传力装置由三个传力杆（10）和两个垫板（11）组成，第一垫板的一端焊接有第一传力杆和第二传力杆，并在第一垫板中央开有一个比第三比传力杆直径略大的第一通孔；第二垫板一端中央焊接有第三个传力杆，第二垫板上开有两个比第一传力杆和第二传力杆直径略大的第二通孔和第三通孔；所述第一传力杆和第二传力杆分别穿过第二垫板上相应的第二通孔和第三通孔，同时第三传力杆穿过第一垫板上相应的第一通孔，这样就由两个垫板（11）和三个传力杆（10）通过穿插组成传力装置；传力装置置于内套管（2）内，第一垫板和第二垫板中间夹住两片软钢（3），两片软钢（3）搁置于由三个传力杆（10）和两个垫板（11）之间形成的空隙中，使软钢（3）在平面内受力，提供较大的初始刚度，满足小震下结构处于弹性变形，即“小震不倒”的要求；两个垫板内表面和软钢（3）受压面焊接连接，传力装置的两端分别焊接有第一端板（５）和第二端板（６）；内套管（2）一端开有凹槽，凸形连接板（7）一端穿进所述凹槽与内套管（2）焊接连接，第一端板（5）上设有与凸形连接板（7）突出端形状相匹配的第四通孔，凸型连接板（7）另一端穿过第一端板（5）上的第四通孔并且位于第一端板（5）外部；外套管（1）包住内套管（2），外套管（1）远离凸型连接板（7）的一端在其外表面对称焊有弧形焊接拼板（9），弧形焊接拼板（9）的外伸部分与组合连接板（8）焊接连接；第一端板（5）和第二端板（6）分别与内套管和外套管两侧端面接触，第一端板（５）表面开有供复位筋（4）穿过的第五通孔，第二端板（６）表面均开有供复位筋（4）穿过的第六通孔；内套管（2）内设有四根复位筋（4），每根复位筋（4）一端穿过第一端板（５）上的第五通孔，并通过锚具（12）与第一端板（５）连接，每根复位筋（４）另一端穿过第二端板（６）上的第六通孔，并通过锚具（12）与第二端板（６）连接；复位筋（4）预先施加适量的预应力，中震、大震下，软钢（3）通过塑性变形耗能，地震作用结束后通过复位筋（4）的预应力复位，满足“中震可修、大震不倒”的要求。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁正，王自欣，黄彪，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31