[发明专利]防失稳装置的耗能内芯有效
申请号: | 201811052456.7 | 申请日: | 2017-05-17 |
公开(公告)号: | CN109098515B | 公开(公告)日: | 2020-06-12 |
发明(设计)人: | 崔迪 | 申请(专利权)人: | 大连大学 |
主分类号: | E04H9/02 | 分类号: | E04H9/02;E04B1/98 |
代理公司: | 大连智高专利事务所(特殊普通合伙) 21235 | 代理人: | 刘斌 |
地址: | 116622 辽宁省*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 失稳 装置 耗能 | ||
本分案申请公开了一种防失稳装置的耗能内芯,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的问题,技术要点是:所述耗能内芯(1)是长条的矩形体,其插接在形状为长筒矩形的约束外套筒(7)内部的基本为中央的位置,所述铁棒贯穿耗能内芯(1)并呈两侧对称,所述扭转弹簧(2)安装位置及其弹簧力臂的限位位置以被贯穿的耗能内芯(1)为中心而对称,效果是:将耗能内芯轴向荷载承担分散于扭转平面承担。
本申请是申请号201710348998.8,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
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
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。
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。
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。
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
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早失去作用,并且内芯由于外约束的原因,失稳问题可能出现,更换及维护成本高,不具有自复位能力的问题,本发明提出如下技术方案:
一种具有双扭转防失稳装置的防屈曲支撑,包括耗能内芯、挡板、连接板及约束外套筒,约束外套筒罩接于耗能内芯的外周,且沿耗能内芯轴线方向的两端部向外延伸出约束外套筒,并由挡板连接在连接板上,约束外套筒具有一组相对且平行的平行内壁,耗能内芯与其平行,耗能内芯沿其轴线方向被罩接在约束外套筒内部的一端部与该端部对应的约束外套筒的内壁之间的空间中安装第一扭转防失稳装置;且所述耗能内芯的另一端部与该端部对应的约束外套筒的内壁之间的空间中安装第二扭转防失稳装置。
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