多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑及安装方法技术

多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑及安装方法，复合耗能约束杆体1和铰支座2，铰支座2包括底板与耳板；底板四周具有安装孔，通过高强螺栓与柱端预留锚件螺栓孔螺栓连接；耳板中部开有洞口，洞口直径与高强销栓3直径相同；铰支座2与复合耗能约束杆体1两端的加载连接杆5杆臂通过高强销栓3连接。复合耗能约束杆体1包括约束钢套筒4、密封胶圈10和套筒盖板11；约束钢套筒4形状为长方体钢套筒，筒内槽道设置有加载连接杆5、泡沫金属球6、记忆合金弹簧7、高阻尼曲面橡胶8和弧形拉伸钢板9。可广泛应用于建筑房屋结构、桥梁、非结构构件、等技术领域，具有环保、耗能分布均匀、可多阶段耗能、自恢复能力强的特点。

Anti buckling support and installation method of multi stage energy dissipation foam metal ball composite inner plate

The multi-stage energy dissipation metal ball composite inner plate buckling restrained brace and the installation method, the composite energy dissipation restraint rod 1 and the hinge support 2, and the hinge support 2 include the bottom plate and the ear plate; the bottom plate has a mounting hole around the bottom plate, and is connected with the bolt hole bolt of the anchor bolt by the high-strength bolt; the middle part of the ear plate has a hole, and the diameter of the hole is the same as that of the high-strength pin pin 3; the hinge support 2 is combined with the composite energy dissipation constraint. The five arm of the loading connecting rod at both ends of the pole body 1 is connected by a high strength pin bolt 3. The composite energy dissipation restraint rod 1 comprises a restrained steel sleeve 4, a sealing rubber ring 10 and a sleeve cover 11; the restrained steel sleeve 4 is a rectangular steel sleeve, and the inner grooved channel of the cylinder is provided with a loading connecting rod 5, a foam metal sphere 6, a memory alloy spring 7, a high damping surface rubber 8 and an arc stretching steel plate 9. It can be widely used in building structures, bridges, non-structural components, and other technical fields. It has the characteristics of environmental protection, uniform distribution of energy consumption, multi-stage energy consumption and strong self-recovery ability.

【技术实现步骤摘要】
多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑及安装方法
本专利技术涉及减震装置，具体涉及多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑及安装方法，属于减震装置

技术介绍
在我国34个行政区的省会城市中，至少有21个城市存在发震活断层和具有发生近场强地震的潜在危险；全国超过2000座以上城镇时刻面临灾害性地震威胁。经济高速发展对安全的需求与我国广大城市所面临的严重地震灾害威胁产生了鲜明的矛盾，尤其是最近几次我国大地震汶川地震、玉树地震、鲁甸地震更是造成了巨大的人员伤亡和财产损失使这种矛盾更加激化。防屈曲支撑（又称屈曲约束支撑、抑制屈曲支撑、不失稳支撑等）是通过钢材的轴向拉压来消耗能量的元件。由防屈曲支撑内芯和约束部件构成，约束部件的作用为防止内芯在受压时发生整体屈曲并约束其局部屈曲，使内芯在拉力和压力作用下都能达到全截面的充分屈服。防屈曲支撑主要安装于结构振动位移较大部位，通过耗能达到减少结构位移的作用，防屈曲支撑因其优良的抗震耗能性能，使其在高地震烈度区的框架结构中得到广泛使用。泡沫金属具有一定的强度、延展性和可加性，可作轻质结构材料。材料几乎可在恒定的应力作用下承受很大的压缩应变，故大量的能量被吸收而不致产生高的应力。记忆合金在外力作用下会产生变形，当把外力去掉，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状，由于它具有百万次以上的恢复功能，因此叫做"记忆合金"。此外，记忆合金还具有无磁性、耐磨耐蚀、无毒性的优点，应用十分广泛，是优质的减震材料。目前工程中使用最为广泛是以混凝土填充，软钢芯全断面屈服耗能为代表的传统防屈曲支撑，其主要依靠拉伸或压缩内部软钢芯吸收地震能量，无法做到多级-多阶段耗能，不具备恢复变形的能力，不可维修，属于一次性使用，不符合绿色环保可持续的绿色建筑发展理念。且传统软钢类防屈曲支撑自重较大，易对建筑结构产生较大多余荷载，不利于同一栋建筑广泛使用。为了解决以往防屈曲支撑易造成环境污染、自重较大、耗能形式单一、无法多级耗能问题，本专利技术提供了一种多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述现有技术的不足，提供一种多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑及安装方法，可广泛应用于建筑房屋结构、桥梁、非结构构件、等
，具有环保、耗能分布均匀、可多阶段耗能、自恢复能力强的特点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑，复合耗能约束杆体1和铰支座2，其中，复合耗能约束杆体1为截面矩形的杆件装置；铰支座2铰接于复合耗能约束杆体1的两端；铰支座2包括底板与耳板；底板四周具有安装孔，通过高强螺栓与柱端预留锚件螺栓孔螺栓连接；耳板中部开有洞口，洞口直径与高强销栓3直径相同；铰支座2与复合耗能约束杆体1两端的加载连接杆5杆臂通过高强销栓3连接；复合耗能约束杆体1包括约束钢套筒4、密封胶圈10和套筒盖板11；约束钢套筒4形状为长方体钢套筒，筒内槽道设置有加载连接杆5、泡沫金属球6、记忆合金弹簧7、高阻尼曲面橡胶8和弧形拉伸钢板9；约束钢套筒4两端筒壁内槽分别设置两个卡槽，通过卡槽插接记忆合金弹簧7固定板；约束钢套筒4两端部筒壁具有矩形凹槽，设置加载连接杆5杆臂；矩形凹槽与加载连接杆5空隙部分缠绕密封胶圈10；约束钢套筒4钢套筒四周设置螺栓安装孔12，通过螺栓安装孔12与套筒盖板11螺栓连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和效果：1、本专利技术具有多阶段耗能效果。地震来临时，可通过连接杆拉伸或压缩弧形拉伸钢板和记忆合金弹簧进行第一级段耗能；当层间位移过大时，弧形拉伸钢板挤压高阻尼曲面橡胶和泡沫金属球行第二阶段耗能；当层间位移极大时，可通过拉断弧形拉伸钢板达到全断面屈服进行第三阶段耗能。2、专利技术自恢复效果良好，采用泡沫金属球、记忆合金弹簧、高阻尼曲面橡胶、弧形拉伸钢板、均为可恢复变形材料；在防屈曲支撑吸收能量后，可恢复变形，相对于传统防屈曲支撑具有了较强的耐久性。3、本专利技术耗能主材分别为阻尼橡胶、记忆合金弹簧，泡沫金属球，该类耗能材料均为轻质材料，相对于传统防屈曲支撑有效地的减轻结构自重。4、本专利技术耐久性较强，泡沫金属可在恒定的应力作用下承受很大的压缩应变，故大量的能量被吸收而不致产生高的应力，对构件内部损坏较少，在地震作用后，可打开套筒盖板，更换内部损害构件，相较于传统防屈曲支撑破坏变形较大一次性使用的问题，本专利技术符合绿色环保可持续的建筑结构发展理念。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑平面示意图；图2为多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑剖面示意图；图3为多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑剖面局部示意图；图4为约束钢套筒结构示意图；图5为约束钢套筒结构局部示意图；图6为连接杆与弧形拉伸钢板组合结构示意图；图7为弧形拉伸钢板结构示意图；图8为高阻尼曲面橡胶结构示意图；图9为连接杆结构示意图；图10为记忆合金弹簧结构示意图；图11为泡沫金属球结构示意图；图12为套筒盖板结构示意图；图13为多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑实际使用示意图。附图标记说明：1、复合耗能约束杆体，2、铰支座，3、高强销栓，4、约束钢套筒，5、加载连接杆，6、泡沫金属球，7、记忆合金弹簧，8、高阻尼曲面橡胶，9、弧形拉伸钢板，10、密封胶圈，11、套筒盖板，12、螺栓安装孔。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术公开的示例性实施例，这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。虽然附图中显示了本专利技术公开的示例性实施例，然而应当理解，本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“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，而不是指示或暗示所指的装置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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。同时，在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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中的具体含义。一种多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑，如图1-图13所示，包括复合耗能约束杆体1和铰接于复合耗能约束杆体1两端的铰支座2；其中，复合耗能约束杆体1为截面矩形的杆件装置。铰支座2包括底板与耳板两部分，底板四周具有安装孔，可通过高强螺栓与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑，其特征在于，复合耗能约束杆体(1)和铰支座(2)，其中，复合耗能约束杆体(1)为截面矩形的杆件装置；铰支座(2)铰接于复合耗能约束杆体(1)的两端；铰支座(2)包括底板与耳板；底板四周具有安装孔，通过高强螺栓与柱端预留锚件螺栓孔螺栓连接；耳板中部开有洞口，洞口直径与高强销栓(3)直径相同；铰支座(2)与复合耗能约束杆体(1)两端的加载连接杆(5)杆臂通过高强销栓(3)连接；复合耗能约束杆体(1)包括约束钢套筒(4)、密封胶圈(10)和套筒盖板(11)；约束钢套筒(4)形状为长方体钢套筒，筒内槽道设置有加载连接杆(5)、泡沫金属球(6)、记忆合金弹簧(7)、高阻尼曲面橡胶(8)和弧形拉伸钢板(9)；约束钢套筒(4)两端筒壁内槽分别设置两个卡槽，通过卡槽插接记忆合金弹簧(7)固定板；约束钢套筒(4)两端部筒壁具有矩形凹槽，设置加载连接杆(5)杆臂；矩形凹槽与加载连接杆(5)空隙部分缠绕密封胶圈(10)；约束钢套筒(4)钢套筒四周设置螺栓安装孔(12)，通过螺栓安装孔(12)与套筒盖板(11)螺栓连接。

【技术特征摘要】
1.一种多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑，其特征在于，复合耗能约束杆体(1)和铰支座(2)，其中，复合耗能约束杆体(1)为截面矩形的杆件装置；铰支座(2)铰接于复合耗能约束杆体(1)的两端；铰支座(2)包括底板与耳板；底板四周具有安装孔，通过高强螺栓与柱端预留锚件螺栓孔螺栓连接；耳板中部开有洞口，洞口直径与高强销栓(3)直径相同；铰支座(2)与复合耗能约束杆体(1)两端的加载连接杆(5)杆臂通过高强销栓(3)连接；复合耗能约束杆体(1)包括约束钢套筒(4)、密封胶圈(10)和套筒盖板(11)；约束钢套筒(4)形状为长方体钢套筒，筒内槽道设置有加载连接杆(5)、泡沫金属球(6)、记忆合金弹簧(7)、高阻尼曲面橡胶(8)和弧形拉伸钢板(9)；约束钢套筒(4)两端筒壁内槽分别设置两个卡槽，通过卡槽插接记忆合金弹簧(7)固定板；约束钢套筒(4)两端部筒壁具有矩形凹槽，设置加载连接杆(5)杆臂；矩形凹槽与加载连接杆(5)空隙部分缠绕密封胶圈(10)；约束钢套筒(4)钢套筒四周设置螺栓安装孔(12)，通过螺栓安装孔(12)与套筒盖板(11)螺栓连接。2.根据权利要求1所述的多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑，其特征在于：加载连接杆(5)包括杆臂和杆臂端部；加载连接杆(5)杆臂截面为矩形，矩形凹槽与加载连接杆(5)空隙部分缠绕密封胶圈(10)；杆臂端部设置孔洞，通过高强销栓(3)与铰支座(2)铰接，加载连接杆(5)两侧设置卡槽，插接记忆合金弹簧(7)端部固定板；杆臂端部另一面与弧形拉伸钢板(9)端部焊接。3.根据权利要求1所述的多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑，其特征在于：泡沫金属球(6)为球体，含有泡沫孔洞；泡沫金属球(6)填充于约束钢套筒(4)与弧形拉伸钢板(9)及加载连接杆(5)组合形成封闭区域的上部与下部。4.根据权利要求1所述的多阶段耗能泡沫金属球复合型内板防屈曲支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙得璋，张昊宇，李思汉，陈洪富，戴君武，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23