两阶段性能目标自复位摩擦型耗能支撑制造技术

本发明专利技术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，本发明专利技术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。

Two-stage performance target self-resetting friction energy dissipation support

The invention relates to a two-stage performance target self-resetting friction type energy dissipation support, which comprises three parts: connecting force transfer mechanism, self-resetting mechanism and energy dissipation mechanism. Compared with the existing technology, the present invention utilizes shape memory alloy cables and high strength steel bars with two-stage working conditions as core tension components to provide self-resetting driving force and certain energy dissipation capacity for the structure, utilizes friction energy dissipation devices to provide main energy dissipation capacity, and further ensures the recovery capacity of the support under extreme earthquakes by reasonable structural design. Prevent structural collapse caused by support failure, etc.

【技术实现步骤摘要】
两阶段性能目标自复位摩擦型耗能支撑
本专利技术属于高性能的抗侧支撑
，涉及一种两阶段性能目标自复位摩擦型耗能支撑。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术通过将部分形状记忆合金拉索施加预应力张紧，部分放松的方式，实现支撑在不同地震作用水平下均具有可靠的自复位能力；(2)本专利技术的自复位拉索在外力作用过程中均受拉，充分发挥拉索的利用效率；(3)本专利技术的耗能能力由摩擦板和角钢摩擦片之间的相对运动产生的摩擦力提供，耗能机制明确，耗能能力稳定。同时由于摩擦力产生的结构残余变形可在震后通过放松螺栓来恢复。附图说明图1为本专利技术的主视结构示意图；图2为图1中A-A截面的示意图；图3为图1中B-B截面的示意图；图4为两阶段性能目标自复位耗能支撑在受拉第一工作阶段状态示意图；图5为两阶段性能目标自复位耗能支撑在受拉第二工作阶段状态示意图；图6为两阶段性能目标自复位耗能支撑在受压第一工作阶段状态示意图；图7为两阶段性能目标自复位耗能支撑在受压第二工作阶段状态示意图；图中标记说明：100-自复位机构，101-形状记忆合金拉索一，102-形状记忆合金拉索二，103-连接杆一，104-连接杆二，200-耗能机构，201-摩擦板，202-角钢，203-摩擦片，300-连接传力机构，301-外套筒，302-内套筒，303-锚固螺栓，304-端部连接板一，305-端部连接板二，306-限位件，307-端板，308-连接锚具。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本专利技术提出了一种两阶段性能目标自复位摩擦型耗能支撑，参见图1-图3所示，包括：连接传力机构300：包括外套筒301、内套筒302、限位件306、两个端部连接板和两个端板307，其中，所述内套筒302置于外套筒301内部空间，在内套筒302与外套筒301之间还设有使得两者之间径向位置相对定位的限位件306，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302和外套筒301的端部(定义连接外套筒301的端部连接板为端部连接板一304，连接内套筒302的端部连接板为端部连接板二305)，所述两个端板307位于外套筒301/内套筒302的轴向两侧；自复位机构100：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307，并使得两个端板307分别紧密接触外套筒301和/或内套筒302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307；耗能机构200：包括分别固定在内套筒302与外套筒301上的摩擦板201和摩擦片203，所述摩擦板201和摩擦片203的两个相邻表面呈受压状态贴合接触。在本专利技术的一种具体的实施方式中，所述端板307与端部连接板呈轴向滑动配合。在本专利技术的一种具体的实施方式中，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。在本专利技术的一种具体的实施方式中，所述限位件306通过焊接或螺栓紧固在内套筒302的外侧面上，限位件306沿径向的外侧表面还紧密贴合所述外套筒301的内壁。在本专利技术的一种具体的实施方式中，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(根据受力状态的不同，可分为形状记忆合金拉索一101和形状记忆合金拉索二102)和连接杆(根据所连接的形状记忆合金拉索的不同，可分为连接杆一103和连接杆二104)，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307。更进一步具体的实施方式中，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303紧固在所述两个端板307上。在本专利技术的一种具体的实施方式中，所述外套筒301上固定安装有角钢202，在角钢202上固定设有接触所述摩擦板201轴向侧面的摩擦片203。更进一步具体的实施方式中，所述摩擦板201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203的连接螺栓，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.两阶段性能目标自复位摩擦型耗能支撑，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.两阶段性能目标自复位摩擦型耗能支撑，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的一种两阶段性能目标自复位摩擦型耗能支撑，其特征在于，所述端板与端部连接板呈轴向滑动配合。3.根据权利要求1所述的一种两阶段性能目标自复位摩擦型耗能支撑，其特征在于，所述端部连接板上还加工有与外部结构节点区域连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊百，王伟，方成，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31