[实用新型]既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及了防屈曲支撑装置，特别是一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置。

背景技术

20世纪90年代以前，传统的结构抗震方法是通过主体结构局部屈服耗散地震能量，如梁铰机制等，这种抗震耗能方式导致结构主体破坏，严重增加了震后修复难度和成本，不利于结构的震后修复。自日本阪神地震与美国北岭地震后，防屈曲支撑作为一种性能优越的消能减震构件，在日本、美国等多震的发达国家得到了快速的推广应用，在我国的研究也处于发展阶段。防屈曲支撑通过在核心部件外包裹约束部件来限制核心部件的弯曲变形，由核心部件拉压塑性变形耗散地震能量，在小震作用下相当于普通的中心支撑，给结构提供足够的侧向刚度，在中等和较大地震作用下相当于金属阻尼器而耗散能量，如此既提高了结构的延性又充分发挥了支撑的耗能作用，使主体结构在地震作用下不会破坏或者破坏较小，是一种较为理想的抗震耗能方式。

目前，防屈曲支撑的截面种类按照外围约束部件以及组合情况可以分为三类：钢筋混凝土外围约束截面，钢与混凝土组合外围约束截面和全钢外围约束截面。采用钢筋混凝土外围约束截面或钢与混凝土组合外围约束截面，其存在的问题有：(1)构件制作精度要求高，导致制作费用增加，特别在浇注混凝土时，很难保证内核构件与外围约束构件之间的预留间隙满足精度方面的要求；(2)浇注混凝土等湿作业给构件制作与施工带来了影响，其精度控制难度大；(3)涂装在内核构件表面的隔离材料多采用环氧树脂，品种单一，其耐久性差，易于从内核表面脱离。对于约束部件精度要求较高的防屈曲支撑，一般采用全钢外围约束截面。

防屈曲支撑的核心受力部件一般是由屈服点较低的钢材制成，截面形式有一字型、十字型和圆管型截面等。

现阶段，采用圆管作为核心受力部件的防屈曲支撑，考虑到约束精度、自重和外观的要求，一般也采用圆管作为约束部件，但这会影响到防屈曲支撑的加工和性能：

首先，防屈曲支撑核心部件和约束部件之间一般会预留一定的间隙，而间隙的大小是由构件受压膨胀等决定。然而，对于圆管作为约束部件的防屈曲支撑，市场上现有的圆钢管很难满足核心受力管和约束管之间良好匹配关系，如果定制钢管，则代价会更大。

其次，作为轴向受压的核心受力圆管，不仅会有因轴向压缩而产生的压应变，还有因扭转而产生的剪应变，约束圆管不能抑制核心受力圆管的扭转变形，而剪应变的存在将导致核心受力部件局部应变增大，降低防屈曲支撑的疲劳性能。

此外，采用双重、三重圆管防屈曲支撑与主体结构的连接方式，一般在核心管端部焊接一块端板，通过端板与主体结构相连，连接方式较为单一。

而现有的防屈曲支撑装置，重量大，其变形不能自动恢复。

发明内容

本实用新型的发明目的是克服现有问题，而提供一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置。

为了完成本实用新型的实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，它包括：圆形外管、十字架、挡板和端板，其中：所述十字架为记忆合金，十字架装在圆形外管内并从圆形外管伸出，十字架的两端穿过挡板并固定在端板上，挡板固定在圆形外管的两端，在圆形外管、十字架和两个挡板所围成的空间内充有填充物，端板的径向宽度大于圆形外管的直径；

本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其中：所述圆形外管为FRP材料的管子；

本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其中：所述FRP材料为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维；

本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其中：所述圆形外管的横截面形状为圆形或正方形或长方形；

本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其中：所述端板为十字形钢板，十字架通过焊接固定在端板上，端板上有连接孔；

本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其中：所述挡板通过螺钉固定在圆形外管的两端；

本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其中：所述填充物为EPS材料；

本实用新型的一种既有空间结构的轻质可恢复防屈曲圆形支撑装置，其中：所述EPS材料为聚乙烯泡沫材料。

本实用新型具有以下优点：