具有双扭转防失稳装置的防屈曲支撑的自复位方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108104563A(43)申请公布日2018.06.01(21)申请号201711358184.9(22)申请日2017.05.17(62)分案原申请数据201710348998.82017.05.17(71)申请人大连大学地址116622辽宁省大连市经济技术开发区学府大街10号(72)发明人崔迪(74)专利代理机构大连智高专利事务所(特殊普通合伙)21235代理人刘斌(51)Int.Cl.E04H9/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称具有双扭转防失稳装置的防屈曲支撑的自复位方法(57)摘要本分案申请涉及一种具有双扭转防失稳装置的防屈曲支撑的自复位方法,属于建筑减震领域，用于解决为了解决现有支撑主要依靠内芯变形耗能，导致内芯在地震中过早失去作用，更换及维护成本高，不具有自复位能力的问题，技术要点是：对于第二扭转失稳装置，耗能内芯变形引起其两侧齿轮与钢板上的齿条啮合，变形使齿轮带动齿条向耗能内芯形变相反方向运动，以使得与齿轮连接的耗能内芯向自然状态时的形状和位置回复。CN108104563ACN108104563A权利要求书1/1页1.一种具有双扭转防失稳装置的防屈曲支撑的自复位方法，其特征在于，对于第一扭转失稳装置，耗能内芯由固定于其上的导向铁棒带动扭转弹簧变形，扭转弹簧在平面内产生扭矩，扭转弹簧被限位于扭转弹簧扭转时形成的扭转平面的上、下两侧，扭转弹簧的扭力带动耗能内芯产生与变形方向相反的运动，使耗能内芯向自然状态时的形状及位置回复；对于第二扭转失稳装置，耗能内芯变形引起其两侧齿轮与钢板上的齿条啮合，变形使齿轮带动齿条向耗能内芯形变相反方向运动，以使得与齿轮连接的耗能内芯向自然状态时的形状和位置回复。2CN108104563A说明书1/6页具有双扭转防失稳装置的防屈曲支撑的自复位方法[0001]本申请为申请号2017103489988、申请日2017-05-17、发明名称“具有双扭转防失稳装置的防屈曲支撑”的分案申请。技术领域[0002]本发明属于建筑减震领域，涉及一种具有双扭转防失稳装置的防屈曲支撑。背景技术[0003]传统的土木工程结构支撑主要有：中心支撑、偏心支撑、耗能隅撑、耗能框架支撑等支撑形式，大多数支撑主要通过变形来消耗地震能量，达到减轻地震灾害的目的。由于结构构件具有弹塑性的特性，这些耗能支撑不可避免地会发生一些损伤、变形，不利于能量的耗散，对建筑物的安全性有影响。[0004]消能减震技术近年来受到了国内外学者的青睐，原理是通过采用附加装置或一定的方法，有效的消耗地震输入结构的能量。从能量耗散的角度看，地震输入结构的总能量是固定的，通过耗能构件消耗掉的能量越多，结构本身需消耗的能量就越小，结构本身的地震响应就越小，从而能够有效的保护主体结构在地震下不受破坏。从动力学的角度看，耗能装置安装到结构中，增加了结构的阻尼，增加了结构耗散的能量。因此，消能减震技术的广泛研究和应用能够显著的提高结构的抗震性能。[0005]防屈曲支撑(Buckling-RestrainedBrace)作为一种兼具抗侧承载力与耗能能力的消能减震构件，近年来引起了越来越多学者的关注，并在日本、美国和中国得到广泛应用。防屈曲支撑主要由三部分构成，即核心单元(芯材)、约束单元和滑动机制单元。防屈曲支撑的主要特点是芯材在压力和拉力下都可以达到屈服，从而有效地耗散地震能量。同时约束单元可以提供侧撑与约束、防止芯材在受压时发生整体或局部失稳。此外，滑动机制单元是在核心单元与约束单元间提供滑动界面，用无粘结材料或空隙相隔离，以确保内芯独自承担轴向力。因此，防屈曲支撑不仅可以给结构提供侧向刚度，同时还消除了传统支撑框架体系中支撑屈曲问题，确保在强震时具有更强更稳定的能量耗散能力。此外，防屈曲支撑还具有设计灵活、安装方便、便于更换等优点，既可用于新建建筑也可用于结构抗震加固和改造，既可以用于钢结构体系也可以用于混凝土结构体系。[0006]尽管防屈曲支撑有诸多优点，但是防屈曲支撑构件是通过内芯的弹塑性变形耗散地震输入能量，导致结构在经历大震作用后产生较大的残余变形而难以修复，因此，设计出地震中不发生破坏或仅发生可以迅速修复破坏的结构，将成为可持续发展工程抗震的重要研究方向之一。前人在防屈曲支撑端部附加摩擦阻尼器，但是摩擦阻尼器在大震过后，摩擦阻尼器由于支撑屈曲而不易拆卸；此外，传统自复位支撑通过加复位筋实现自复位功能，但是初始状态需要施加预应力，预应力能否准确施加和预应力的损失都会严重影响支撑的耗能能力；内芯更换频率与维护成本高。发明内容3CN108104563A说明书2/6页[0007]为了解决现有支撑主要依靠内芯变形耗能，导致内芯在地震中可能过