[发明专利]自复位软钢耗能支撑

说明书

技术领域

本发明涉及一种自复位软钢耗能支撑，该装置利用特殊平面形状的软钢在平面内受力，为结构提供了较大的初始刚度，满足了“小震不坏”的设防水准；当中震或大震来临时，通过软钢的塑性变形来耗散能量，地震作用结束后，利用复位筋的恢复力使软钢复位，从而消除了结构的侧向变形（残余变形），满足了“中震可修，大震不倒”的设防水准，属于土木结构（包括高层建筑、高耸结构、桥梁结构等）的结构抗震与消能减震技术领域。

背景技术

近年来，近年来，隔震、耗能减震、吸震减震和其他各种结构控制技术的结构振动控制理论为人们展现了一条崭新的减小地震反应的途径，其中被动控制中的耗能减震技术广为应用，被认为是减少主体结构损伤的最有效可行的方法之一。

耗能减震是把结构物的某些构件(如支撑、剪力墙、连接件等)设计成耗能杆件，或在结构的某部位(层间空间、节点、粘结缝等)安装耗能装置，在风或小震时，这些耗能构件或耗能装置具有足够的初始刚度，处于弹性状态，结构物仍具有足够的侧向刚度以满足使用要求。

中震或强震来临时，通过耗能构件或耗能装置率先进入非弹性状态，产生塑性变形，从而提供较大的阻尼力，大量消耗输入结构的地震能量。通过材料的塑性变形来耗能。这必然导致耗能构件或耗能装置在经历大震后产生较大的残余变形，从而也使得整个结构产生过大的侧向变形（残余变形）。历次震害表明，强烈地震时结构产生的过大侧向变形（残余变形）是结构破坏倒塌的直接原因，对于即将倒塌或可能经历后续地震的结构，残余变形会对其产生严重影响，除此之外，当残余变形角大于0.5%时，建筑的维修成本就会大于重建成本。

为了能地抵抗地震作用，满足现阶段的“三水准”抗震设防目标，本发明提出一种自复位软钢耗能支撑。该支撑利用特殊平面形状的软钢在平面内受力，在小震时为结构提供了较大的初始刚度，保证结构处于弹性状态，满足了“小震不坏”的设防水准；中震、大震时该支撑利用软钢的塑性变形来耗散地震能量，地震作用结束后，利用复位筋的恢复力使软钢复位，从而消除了结构的侧向变形（残余变形），大大降低了震后维护、重建成本，满足了“中震可修，大震不倒”的设防水准。

发明内容

本发明的目的在于提出的一种自复位软钢耗能支撑，

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种自复位软钢耗能支撑，由外套管1、内套管2、软钢3、复位筋4、第一端板5、第二端板6、凸形连接板7、组合连接板8、弧形焊接拼板9、传力装置、夹片式锚具12和导块13组成，其中：

所述传力装置由三个传力杆10和两个垫板11组成，第一垫板的一端焊接有第一传力杆和第二传力杆，并在第一垫板中央开有一个比第三比传力杆直径略大的第一通孔；第二垫板一端中央焊接有第三个传力杆，第二垫板上开有两个比第一传力杆和第二传力杆直径略大的第二通孔和第三通孔；所述第一传力杆和第二传力杆分别穿过第二垫板上相应的第二通孔和第三通孔，同时第三传力杆穿过第一垫板上相应的第一通孔，这样就由两个垫板11和三个传力杆10通过穿插组成传力装置；

传力装置置于内套管2内，第一垫板和第二垫板中间夹住两片软钢3，两片软钢3搁置于由三个传力杆10和两个垫板11之间形成的空隙中，使软钢3在平面内受力，提供较大的初始刚度，满足小震下结构处于弹性变形，即“小震不倒”的要求；两个垫板内表面和软钢3受压面焊接连接，传力装置的两端分别焊接有第一端板５和第二端板６；内套管2一端开有凹槽，凸形连接板7一端穿进所述凹槽与内套管2焊接连接，第一端板5上设有与凸形连接板7突出端形状相匹配的第四通孔，凸型连接板7另一端穿过第一端板5上的第四通孔并且位于第一端板5外部；外套管1包住内套管2，外套管1远离凸型连接板7的一端在其外表面对称焊有弧形焊接拼板9，弧形焊接拼板9的外伸部分与组合连接板8焊接连接；第一端板5和第二端板6分别与内套管和外套管两侧端面接触，第一端板５表面开有供复位筋4穿过的第五通孔，第二端板６表面均开有供复位筋4穿过的第六通孔；内套管2内设有四根复位筋4，每根复位筋4一端穿过第一端板５上的第五通孔，并通过锚具12与第一端板５连接，每根复位筋４另一端穿过第二端板６上的第六通孔，并通过锚具12与第二端板６连接；复位筋4预先施加适量的预应力，中震、大震下，软钢3通过塑性变形耗能，地震作用结束后通过复位筋4的预应力复位，满足“中震可修、大震不倒”的要求。

本发明中，外套管1和内套管2采用空心圆形截面，为了保证一定的刚度和稳定性的安全储备，壁厚不要太薄。