自复位耗能支撑装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种自复位耗能支撑装置，包括固定架、支撑构件和至少一对自复位组件。固定架包括固定臂和一端固定连接于固定臂且相互平行的两个承载臂；支撑构件的一端伸入两个承载臂之间，且与固定臂之间间隔一距离；至少一对自复位组件对称设置于支撑构件的两侧；自复位组件包括一个或多个形状记忆合金，每个形状记忆合金具有两个相互平行的连接臂和连接于两个连接臂的耗能臂，两个连接臂分别连接于支撑构件和承载臂。本发明专利技术具有良好的耗能能力和自复位能力。

Self-resetting energy dissipation support device

【技术实现步骤摘要】
自复位耗能支撑装置
本专利技术涉及土木工程消能减震
，尤其涉及一种自复位耗能支撑装置。
技术介绍
支撑作为抗侧力构件，可明显提高主体结构的抗侧刚度和抗侧水平力，在多高层结构得到了广泛的应用。但是普通钢支撑在1994年美国北岭地震和1995年日本神户地震中发生严重的屈曲和断裂破坏，这使得国内外学者开始对普通钢支撑进行深入地研究并寻找新的支撑形式，屈曲约束支撑(Buckling-restrainedbrace，BRB)正是在这种形势下应运而生并在世界范围取得了广泛的应用。屈曲约束支撑是一种拉压都能达到全截面屈服的轴向受力构件，与传统的普通钢支撑构件相比具有更稳定的滞回行为，这种特性使它具有双重结构功能，既能为主体结构提供必要的抗侧刚度，又可以发挥耗能构件的作用。然而，屈曲约束支撑的设计与加工要求较高，需确保芯材在受力后依然与外套筒留有空隙，同时套筒、端头与节点等部位消耗了大量的钢材，钢材利用率不高。更为重要的是，屈曲约束支撑虽然能够通过自身良好的耗能实现了结构预期的抗震设防目标，但是其震后存在明显的残余变形，自复位性能差。无法在不破坏外套筒的前提下检查芯材，震后难以直接确定是否需要更换。不但造成其支撑本身修复困难，而且使得整体结构修复的难度较大，修复的经济成本和时间成本较高，容易导致结构的使用功能中断，为社会带来巨大的经济损失。在
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术的一个主要方面在于克服上述现有技术的不足，提供一种能消耗地震能量且自复位性能好的自复位耗能支撑装置。根据本专利技术的一个方面，一种自复位耗能支撑装置，包括固定架、支撑构件和至少一对自复位组件。固定架包括固定臂和一端固定连接于所述固定臂且相互平行的两个承载臂；支撑构件的一端伸入两个所述承载臂之间，且与所述固定臂之间间隔一距离；至少一对自复位组件对称设置于所述支撑构件的两侧；所述自复位组件包括一个或多个形状记忆合金，每个所述形状记忆合金具有两个相互平行的连接臂和连接于两个所述连接臂的耗能臂，两个所述连接臂分别连接于所述支撑构件和所述承载臂。根据本专利技术的另一个方面，一种自复位耗能支撑装置，包括固定架、支撑构件和至少一组自复位组件。固定架包括横截面呈多边形的筒体和连接于所述筒体一端部的筒底；支撑构件的一端伸入两个所述筒体，且与所述筒底之间间隔一距离；每组所述自复位组件包括多个沿所述支撑构件圆周方向均匀设置的形状记忆合金，每个所述形状记忆合金具有两个相互平行的连接臂和连接于两个所述连接臂的耗能臂，两个所述连接臂分别连接于所述支撑构件和所述筒体。由上述技术方案可知，本专利技术的优点和积极效果在于：本专利技术的自复位耗能支撑装置中，包括由自复位组件连接在一起的固定架和支撑构件，自复位组件包括一个或多个形状记忆合金。自复位耗能支撑受力变形时，变形将集中形状记忆合金上。形状记忆合金作为一种高性能金属材料，不仅具有独特的形状记忆特性和超弹性性能，还具有优越的抗疲劳性能和耐腐蚀性。其中，超弹性性能不仅可以提供自复位能力，而且又可以提供耗能。也就是说，本专利技术的自复位耗能支撑装置一方面起到消耗地震能量的作用；另一方面地震结束后，由于形状记忆合金的超弹性作用会使支撑装置恢复到初始状态，几乎没有残余变形，实现结构自复位的效果。附图说明通过参照附图详细描述其示例实施方式，本专利技术的上述和其它特征及优点将变得更加明显。图1是本专利技术自复位耗能支撑装置第一实施方式的主视图；图2是图1的俯视图；图3是图1中沿A-A线作的剖视图；图4是图1中沿B-B线作的剖视图；图5是图1中沿C-C线作的剖视图；图6A是图1所示的自复位耗能支撑装置中的U型形状记忆合金的结构示意图；图6B是图6A所示的U型形状记忆合金的俯视图；图7是本专利技术自复位耗能支撑装置中的跑道型形状记忆合金的结构示意图；图8是本专利技术自复位耗能支撑装置第一实施方式在主体结构中安装示意图；图9是图1所示的自复位耗能支撑装置的力-位移试验结果图；图10是本专利技术自复位耗能支撑装置第二实施方式的结构示意图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。本说明书中使用用语“一个”、“一”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分等。为了方便描述，本专利技术中使用了方位词“顶”、“底”，其含义为：本专利技术自复位耗能支撑装置在使用状态下的自然上端为顶，自然下端为底。以图1为例，图面的上端为“顶”，下端为“底”。其他方位词例如“上”、“下”等也是类似含义。实施方式1参见图1至图5、图8，图1是本专利技术自复位耗能支撑装置第一实施方式的主视图；图2是图1的俯视图；图3是图1中沿A-A线作的剖视图；图4是图1中沿B-B线作的剖视图；图5是图1中沿C-C线作的剖视图；图8是本专利技术自复位耗能支撑装置第一实施方式在主体结构中安装示意图。如图1至图5、图8所示，本专利技术自复位耗能支撑装置第一实施方式，包括固定架10、支撑构件4和两组自复位组件。如图1、图2、图8所示，固定架10包括固定臂20和两个承载臂2。两个承载臂2的一端分别固定连接于固定臂20的两端部，另一端为自由端，两个承载臂2相互平行。固定臂20可以连接到一主体结构100(见图8)。进一步地，固定架10还包括固定于固定臂20中间位置的第一连接段21。第一连接段21与承载臂2分居固定臂20的两相对侧。第一连接段21上可以固定一具有多个螺孔的第一安装板24，通过螺栓将本专利技术的复位耗能支撑的一端连接到主体结构100(见图8)。组成固定架10的固定臂20可以是钢构件例如圆钢，方钢、槽钢和工字型钢等，组成固定架的承载臂2和第一连接段21可以是方钢。在其他一些实施方式中，固定架10还可以进一步包括对称设置于第一连接段21两侧的两根加强杆22，加强杆22的一端固定于第一连接段21，另一端分别固定于固定臂20的两端部。以上仅仅举例说明了本专利技术自复位耗能支撑装置中固定架10的一种具体实施方式，现有的其他结构形式，只要包含两个相对设置的承载臂的固定架均可适用于本专利技术，这里不再一一列举。如图1、图2、图8所示，支撑构件4可以是一细长的钢构件，一端伸入两个承载臂2之间，且与固定臂20之间间隔一距离，另一端可以连接于一主体结构100。本专利技术中的支撑构件4并非必然是细长结构，其尺寸也可以是较短的，取决于主体结构中两支撑点之间的距离。在一实施方式中，支撑构件4还包括固定于其端部的第二连接段43，第二连接段43上可以固定一具有多个螺孔的第二安装板44，通过螺栓将本专利技术的复位耗能支撑的另一端连接到主体结构100(见图8)。本专利技术自复位耗能支撑装置在具有第一连接段21、第二连接段43情况下，优选地，第一连接段21、第二连接段43、支撑构件4三者的中心线共线，有利于受力平衡。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自复位耗能支撑装置，其特征在于，包括：固定架(10)，包括固定臂(20)和一端固定连接于所述固定臂(20)且相互平行的两个承载臂(2)；支撑构件(4)，一端伸入两个所述承载臂(2)之间，且与所述固定臂(20)之间间隔一距离；至少一对自复位组件，每对自复位组件对称设置于所述支撑构件(4)的两侧；所述自复位组件包括一个或多个形状记忆合金(1)，每个所述形状记忆合金(1)具有两个相互平行的连接臂(11)和连接于两个所述连接臂(11)的耗能臂(12)，两个所述连接臂(11)分别连接于所述支撑构件(4)和所述承载臂(2)。

【技术特征摘要】
1.一种自复位耗能支撑装置，其特征在于，包括：固定架(10)，包括固定臂(20)和一端固定连接于所述固定臂(20)且相互平行的两个承载臂(2)；支撑构件(4)，一端伸入两个所述承载臂(2)之间，且与所述固定臂(20)之间间隔一距离；至少一对自复位组件，每对自复位组件对称设置于所述支撑构件(4)的两侧；所述自复位组件包括一个或多个形状记忆合金(1)，每个所述形状记忆合金(1)具有两个相互平行的连接臂(11)和连接于两个所述连接臂(11)的耗能臂(12)，两个所述连接臂(11)分别连接于所述支撑构件(4)和所述承载臂(2)。2.根据权利要求1所述的自复位耗能支撑装置，其特征在于，所述耗能臂(12)包括分别连接两个连接臂(11)且相互平行的两个平板部分(121)和连接两个所述平板部分(121)的弧形部分(122)。3.根据权利要求2所述的自复位耗能支撑装置，其特征在于，所述形状记忆合金(1)具有两个耗能臂(12)，所述两个耗能臂(12)分别连接于所述连接臂(11)的两端部，从而形成跑道型形状记忆合金；或者所述形状记忆合金(1)具有一个耗能臂(12)，所述一个耗能臂(12)连接于所述连接臂(11)的一端部，从而形成U型形状记忆合金。4.根据权利要求1所述的自复位耗能支撑装置，其特征在于，所述连接臂(11)与所述支撑构件(4)之间的连接为可拆卸连接，和/或所述连接臂(11)和所述承载臂(2)之间的连接为可拆卸连接。5.根据权利要求1所述的自复位耗能支撑装置，其特征在于，所述形状记忆合金(1)由具有超弹性的材料制成。6.根据权利要求1所述的自复位耗能支撑装置，其特征在于，所述形状记忆合金(1)的屈服承载力小于所述支撑构件(4)、所述固定架(10)的屈服承载力。7.根据权利要求1所述的自复位耗能支撑装置，其特征在于，所述支撑构件(4)包括固定连接的第一支撑臂(41)和第二支撑臂(42)，所述形状记忆合金(1)的连接臂(11)连接于所述第二支撑臂(42)。8.根据权利要求7所述的自复位耗能支撑装置，其特征在于，所述第一支撑臂(41)是矩形钢、圆钢或工字型钢，和/或所述第二支撑臂(42)是矩形钢或工字型钢。9.根据权利要求1所述的自复位耗能支撑装置，其特征在于，所述固定架(10)还包括固定于所述固定臂(20)的第一连接段(21)，所述第一连接段(21)的中心线与所述支撑构件(4)的中心线共线，和/或所述支撑构件(4)还包括固定于其端部的第二连接段(43)，所述第二连接段(43)的中心线与所述支撑构件(4)的中心线共线。10.根据权利要求1-9任一项所述的自复位耗能支撑装置，其特征在于，还包括至少一组拉接件，每组所述拉接件包括至少一个拉接杆(6)，所述拉接杆(6)的两端分别连接于两个所述承载臂(2)。11.根据权利要求10所述的自复位耗能支撑装置，其特征在于，所述拉接杆(6)可拆卸地连接于所述承载臂(2)，和/或所述拉接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，朱松晔，
申请(专利权)人：香港理工大学，
类型：发明
国别省市：中国香港,81