[发明专利]一种T形H型钢预应力自复位摩擦耗能支撑

说明书

一种T形H型钢预应力自复位摩擦耗能支撑，属于结构工程技术领域。支撑包括耗能系统和底座，耗能系统包括耗能系统内核和耗能系统外壳，耗能系统中的钢索、套头等构件有自复位功能。立柱底部两翼缘预设孔洞以便于钢索通过，底部腹板预设销轴孔以便于销轴通过。耗能系统内核以销轴为中心转动，与套头进行摩擦耗能；同时，两侧套头被耗能系统内核挤压而向外偏转，使钢索伸长，钢索拉力增加，水平荷载消失后，钢索拉力作为弹性恢复力使耗能系统恢复到原来的位置，从而减小结构的残余变形，使结构具有自复位功能；杠杆机制将钢索当中产生的变形放大，柱顶产生足够的层间位移，使结构满足抗震规范对延性结构最大层间位移角的要求。

技术领域

本发明设计一种T形H型钢预应力自复位摩擦耗能支撑，属于结构工程技术领域。

背景技术

我国位于世界两大地震带―环太平洋地震带与欧亚地震带之间，是世界上地震灾害最严重的国家之一，建造抗震性能好的建筑是保障人身安全和财产安全的重要前提，所以有必要重视对建筑结构的抗震减灾工作。

钢结构具有材料强度高，工业化及产业化程度高，施工周期短，抗震性能好等诸多优点。钢框架―支撑结构是适用于多高层钢结构的常用结构形式之一，在水平地震作用下，支撑承担大部分水平荷载，增强结构的抗侧移能力。传统的中心支撑结构在地震作用下容易发生屈曲，导致其承载力及刚度迅速下降，若框架梁柱的承载能力有限，则结构的安全性能降低。传统的偏心支撑结构，耗能梁段在强震中破坏严重，震后修复困难。采用防屈曲支撑，虽然能防止支撑发生失稳破坏，但是防屈曲支撑制作工艺复杂，造价高，震后残余变形较大，支撑损伤程度难以确定，防屈曲支撑与框架的连接节点设置不合理时，节点失效将使得其无法发挥良好的抗震性能。传统的索支撑结构中索的变形太大，使得索力增量大，结构不能产生足够的水平位移以满足抗震规范对延性结构的要求。斜隅支撑的设计通常借鉴偏心支撑的研究成果，缺乏相关的试验及理论分析。所以，如果支撑本身不发生失稳破坏的前提下还能兼具耗能及自复位功能，这对结构震后修复是便捷的。专利“一种装配式钢结构H型钢自复位耗能支撑装置”中，结构通过耗能系统转动时黄铜板与钢板的摩擦来耗能，施工工艺复杂，本专利提出了一种T形H型钢预应力自复位摩擦耗能支撑。

发明内容

本发明提出了一种属于结构工程技术领域的T形H型钢预应力自复位摩擦耗能支撑。其目的在于提高结构的抗侧移能力，为结构提供耗能和自复位功能，减小或避免主体结构损伤，耗散地震能量和减小地震作用，最小化结构残余变形，为震后结构修复提供方便。结构在地震作用下，通过转动机制的杠杆作用放大支撑底部钢索的微小变形，使柱顶可以产生足够的满足抗震要求的水平位移。在地震后替换支撑的摩擦耗能部分，就可实现支撑功能的修复，从而可以提高修复速度，降低修复成本。

为实现上述目的，本发明提供一种T形H型钢预应力自复位摩擦耗能支撑，其特征在于：包括耗能系统和底座；

所述耗能系统包括立柱(1)、钢板Ⅰ(2)、翼缘板Ⅰ(3)、翼缘板Ⅱ(4)、腹板(5)、钢板Ⅱ(6)、短盖板(7)、销轴(8)、套头(11)、钢索(12)和锚具(13)；所述底座包括钢梁(14)；

所述耗能系统中钢板Ⅰ(2)、翼缘板Ⅰ(3)、翼缘板Ⅱ(4)、腹板(5)形成耗能系统内核，钢板Ⅱ(6)、短盖板(7)形成耗能系统外壳。

所述立柱(1)截面为H形，其底部两翼缘预设孔洞，其底部腹板预设销轴孔；立柱(1)下端与翼缘板Ⅰ(3)焊接，立柱(1)下端一侧与翼缘板Ⅱ、腹板和短盖板焊接，立柱(1)下端另一侧也与翼缘板Ⅱ、腹板和短盖板焊接；所述钢板Ⅰ(2)和腹板(5)下部与翼缘板Ⅰ(3)焊接，钢板Ⅰ(2)和腹板(5)上部与翼缘板Ⅱ(4)焊接；所述的钢板Ⅱ(6)预设销轴孔，其下部与底座钢梁(14)焊接，其上部与短盖板(7)焊接；所述的销轴(8)安装于预设的销轴孔中，形成转动机制；所述钢索(12)穿过立柱(1)下部翼缘一侧预设的孔洞和套头(11)预设的孔洞，在套头外侧通过锚具(13)锚固；所述套头(11)与钢板Ⅰ(2)、翼缘板Ⅰ(3)、翼缘板Ⅱ(4)、腹板(5)和钢板Ⅱ(6)的端部紧挨，但不焊接；