一种基于双稳态杆件系统的耗能斜撑系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于双稳态杆件系统的耗能斜撑系统，属于抗震技术领域，包括地梁、钢架结构、位移传感器、耗能斜撑装置和数据采集分析系统，钢架结构包括若干根外框柱和若干根水平系杆。本发明专利技术具有稳定、可靠、高效、安全、成本低，使用寿命长的特点，且不受建筑结构楼层限制的特点，对传统的抗震框架结构进行了改进，使其具备良好的抗震性能，对环境的适应性更强，另外将基于双稳态杆件系统的耗能斜撑应用于钢框架结构体系，实现了对建筑结构的抗震加固，并辅助位移传感器对所提供的信息进行精确控制，从而实现实时地震预警，既可以使建筑结构系统稳定可靠，又可及时地预报地震信息，功能丰富多样。能丰富多样。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双稳态杆件系统的耗能斜撑系统


[0001]本专利技术涉及抗震
，尤其涉及一种基于双稳态杆件系统的耗能斜撑系统。

技术介绍

[0002]含斜撑的钢框架结构系统是对建筑结构进行有效保护的重要抗震措施，是以主要承担地震力，荷载的抗震钢框架系统。其构成主要高强螺栓构件、耗能斜撑、抗震连接件等，组成抗震框架系统的所有构件均为成品构件，连接件的构造简单安装方便，后期安装卸载相对比较方便。抗震钢框架系统和承重结构系统的最大区别在于有无抗震耗能斜撑，抗震钢框架系统仅仅依附于建筑承重结构系统的外侧，实现了对建筑结构的抗震加固，提高了建筑结构的抗震性能，含斜撑的钢框架结构系统主要由承重结构斜撑抵抗水平地震力的作用，从而达到钢框架结构系统抗震的目的，正是由于承重结构斜撑的存在，才能使得本来在水平方向上毫无束缚的支撑系统能够在地震发生时做到安全稳固，避免因承重结构系统过度摇晃导致掉落而造成严重的次生灾害。可以想象一旦发生地震，整体结构系统产生无限位的大振幅晃动，逐渐在结构生根处或者连接处发生断裂脱落，整个结构统的破坏不仅影响到建筑结构的正常使用，甚至可能因钢筋混凝土掉落造成行人的人身伤害。传统的抗震框架结构体系抵抗水平地震作用为“硬抗”而导致结构相对较刚的问题以及震后的抗震钢框架产生残余变形的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于双稳态杆件系统的耗能斜撑系统，并将其运用到钢框架结构体系中，解决传统的抗震框架钢结构抵抗水平地震作用为“硬抗”而导致结构相对较刚以及震后现有技术的耗能斜撑的效率偏低导致耗能斜撑无法自动恢复原状的技术问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种基于双稳态杆件系统的耗能斜撑系统，包括地梁、钢架结构、位移传感器、耗能斜撑装置和数据采集分析系统，地梁设置在房屋外侧的泥土内部，钢架结构设置在地梁上，耗能斜撑装置设置在钢架结构上，位移传感器设置在钢架结构上，钢架结构包括若干根外框柱和若干根水平系杆，若干根水平系杆间隔水平设置在若干根外框柱上，位移传感器设置在水平系杆上，位移传感器与数据采集分析系统连接。
[0006]进一步地，耗能斜撑装置设置为对角线型、人字型或者X型。
[0007]进一步地，钢架结构贴合在建筑物的外墙体上，每层建筑物的楼板水平线上设置一根水平系杆，没根水平系杆上设置有若干个位移传感器。
[0008]进一步地，耗能斜撑装置由若干个耗能斜撑组成，若干个耗能斜首尾相接设置。
[0009]进一步地，耗能斜撑包括两个外套管、弹簧、弹簧挡板和柔性铰链杆，两个外套管相对设置，弹簧设置在外套管的内部，并一端与外套管的内侧连接，弹簧挡板的两端套设在两个外套管的内部，并与弹簧的另一端连接，柔性铰链杆设置在两个外套管之间，并与两个
外套管连接。
[0010]进一步地，外套管的外端设置有螺栓连接孔，外套管通过螺栓连接孔与外框柱连接。
[0011]进一步地，柔性铰链杆设置为V性结构，弹簧挡板的两侧均设置有柔性铰链杆，V性结构的开口方向正对弹簧挡板，V性结构的两端与两个外套管连接。
[0012]进一步地，外套管采用抗震支架C型槽钢，弹簧采用碳素钢支撑的钢弹簧，柔性铰链杆采用弹簧钢或者合金弹簧钢。
[0013]本专利技术由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
[0014]本专利技术具有稳定、可靠、高效、安全、成本低，使用寿命长的特点，且不受建筑结构楼层限制的特点，对传统的抗震框架结构进行了改进，使其具备良好的抗震性能，对环境的适应性更强，另外将基于双稳态杆件系统的耗能斜撑应用于钢框架结构体系，实现了对建筑结构的抗震加固，并辅助位移传感器对所提供的信息进行精确控制，从而实现实时地震预警，既可以使建筑结构系统稳定可靠，又可及时地预报地震信息，功能丰富多样。
附图说明
[0015]图1是本专利技术4层4间耗能斜撑的布置细节图；
[0016]图2是本专利技术耗能斜撑X型18层楼设置结构示意图；
[0017]图3是本专利技术耗能斜撑结构示意图。
[0018]附图中，1
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地梁，2
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外框柱，3
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水平系杆，4
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位移传感器，5
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耗能斜撑装置，6
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外套管，7
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弹簧，8
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弹簧挡板，9
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柔性铰链杆，10
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螺栓连接孔。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本专利技术进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本专利技术的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本专利技术的这些方面。
[0020]如图1
‑
2所示，一种基于双稳态杆件系统的耗能斜撑系统，包括地梁1、钢架结构、位移传感器4、耗能斜撑装置5和数据采集分析系统，地梁1设置在房屋外侧的泥土内部，钢架结构设置在地梁1上，耗能斜撑装置5设置在钢架结构上，位移传感器4设置在钢架结构上，钢架结构包括若干根外框柱2 和若干根水平系杆3，若干根水平系杆3间隔水平设置在若干根外框柱2上，位移传感器4设置在水平系杆3上，位移传感器4与数据采集分析系统连接。
[0021]地震使房屋受到一种惯性力的作用。这种由地震引起的惯性力，通常叫做地震力是由地震水平波和垂直波组成的，地震时，房屋结构除受到自重、人和器物垂直静力作用外，还受到地展水平波和垂直波的作用。当地震发生时，纵波先到达地面，横波后之，但是横波是造成房屋破坏的主要原因。在水平地震作用下会使基于双稳态杆件系统的耗能斜撑产生拉压变形，内套管和外套管通过滑块产生摩擦滑动以实现耗能减震的作用，内套管和外套管发生相对位移的情况下，端部的弹簧受到拉压变形，同时柔性铰链杆在两个稳定的状态切换，会给内套管提供反力，以实现斜撑的自动复原功能。
[0022]所提出的专利技术中，智慧检测建筑结构受地震力作用下产生的位移是通过位移传感器来实现的，这套系统是由感知单元、计算单元及能量单元构成；其中感知单元是由位移传感器及时感知；而计算单元由计算机系统给予数据，功能包括数据采集、计算分析。智慧检测过程如图2所示，在水平系杆处设置位移传感器，并在按照一定间距每个楼层设置多个位移传感器，传感器的能量单元是地震带来的能量实现的。
[0023]本专利技术实施例中，双稳态耗能斜撑在钢框架结构中存在着多种布置方式，耗能斜撑装置5设置为对角线型、人字型或者X型。本专利技术实施例中主要是布置X型的斜撑在钢框架结构上。
[0024]本专利技术实施例中，钢架结构贴合在建筑物的外墙体上，每层建筑物的楼板水平线上设置一根水平系杆3，没根水平系杆3上设置有若干个位移传感器 4。
[0025]由于桁架筒体系统足够大，因此该图仅展示了一个X型钢支撑的应用场景，见图2，一个完整的X型支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双稳态杆件系统的耗能斜撑系统，其特征在于：包括地梁(1)、钢架结构、位移传感器(4)、耗能斜撑装置(5)和数据采集分析系统，地梁(1)设置在房屋外侧的泥土内部，钢架结构设置在地梁(1)上，耗能斜撑装置(5)设置在钢架结构上，位移传感器(4)设置在钢架结构上，钢架结构包括若干根外框柱(2)和若干根水平系杆(3)，若干根水平系杆(3)间隔水平设置在若干根外框柱(2)上，位移传感器(4)设置在水平系杆(3)上，位移传感器(4)与数据采集分析系统连接。2.根据权利要求1所述的一种基于双稳态杆件系统的耗能斜撑系统，其特征在于：耗能斜撑装置(5)设置为对角线型、人字型或者X型。3.根据权利要求2所述的一种基于双稳态杆件系统的耗能斜撑系统，其特征在于：钢架结构贴合在建筑物的外墙体上，每层建筑物的楼板水平线上设置一根水平系杆(3)，没根水平系杆(3)上设置有若干个位移传感器(4)。4.根据权利要求1所述的一种基于双稳态杆件系统的耗能斜撑系统，其特征在于：耗能斜撑装置(5)由若干个耗能斜撑组成，若干个耗能斜首尾相接设置。5.根据权利要求4所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红豫，张璐，张颖，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：