[发明专利]一种大变形滑轮组自定心屈曲约束支撑

说明书

本发明公开了一种大变形滑轮组自定心屈曲约束支撑，包括矩形中套管、位于矩形中套管内的矩形内套管、套在矩形中套管外的矩形外套管、设置在矩形中套管两端的两块外端板、设置在矩形内套管两端的两块内端板、设置在内端板靠近矩形内套管一侧的滑轮，设置在矩形内套管内的第一组预拉杆和第二组预拉杆，设置在矩形中套管和矩形外套管之间的核心板，核心板的一端与矩形中套管的一端连接，核心板的另一端与矩形外套管的另一端连接；第一组预拉杆绕过与一端的内端板连接的滑轮后，第一组预拉杆的两端分别锚固于另一端外端板和另一端内端板；第二组预拉杆绕过与另一端的内端板连接的滑轮后，第二组预拉杆的两端分别锚固于一端外端板和一端内端板。

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种用于减小工程结构地震灾害的大变形滑轮组自定心屈曲约束支撑。

背景技术

地震给人类带来极其严重的灾难。传统的抗震设计采用的是延性设计方法，即在地震作用下，通过结构部分构件的提前屈服和破坏，但整体不至于丧失功能，依靠构件的塑性变形来耗散大部分的地震能量，从而达到保证主体结构安全的目的。但构件的塑性变形会导致结构在震后产生较大的残余变形，从而大幅提高结构的修复难度。

为控制结构的残余变形，可将由预拉杆、套管、端板和耗能核心板组成的自定心屈曲约束支撑引入结构中。地震时，自定心屈曲约束支撑凭借施加在预拉杆中的预张力能有效克服耗能部件的塑性变形，从而显著减小结构的残余变形，使其达到自定心的效果。由于预拉杆的屈服或断裂均会导致自定心屈曲约束支撑的预张力损失，进而影响结构残余变形的控制效果，因此在自定心屈曲约束支撑的工作过程中预拉杆应处于弹性阶段，这要求预拉杆需具备较大的弹性延伸率。在预应力结构工程领域应用较为成熟的钢绞线和钢丝绳均由于弹性延伸率较小而无法适用于自定心屈曲约束支撑。为满足结构的变形需求，通常选取具有较大弹性延伸率的纤维筋或具有超弹性特征的形状记忆合金作为预拉杆材料，但这些材料一方面加工难度较高，另一方面也存在锚固技术不够成熟的问题。上述问题也限制了自定心屈曲约束支撑在土木工程领域的推广和运用。

发明内容

技术问题：本发明针对现有自定心屈曲约束支撑对预拉杆弹性延伸率需求较大，传统预应力材料无法满足要求的问题，提供一种可有效减小对预拉杆弹性延伸率需求的大变形滑轮组自定心屈曲约束支撑。

技术方案：本发明的大变形滑轮组自定心屈曲约束支撑，包括矩形中套管、位于所述矩形中套管内的矩形内套管、套在矩形中套管外的矩形外套管、设置在矩形中套管两端的两块外端板、设置在矩形内套管两端的两块内端板、设置在内端板靠近矩形内套管一侧的滑轮，设置在矩形内套管内的第一组预拉杆和第二组预拉杆，设置在矩形中套管和矩形外套管之间的核心板，核心板的一端与矩形中套管的一端连接，核心板的另一端与矩形外套管的另一端连接。

进一步的，第一组预拉杆绕过与一端的内端板连接的滑轮后，第一组预拉杆的两端分别锚固于另一端外端板和另一端内端板，第二组预拉杆绕过与另一端的内端板连接的滑轮后，第二组预拉杆的两端分别锚固于一端外端板和一端内端板。

所述的外端板和内端板上分别设有供预拉杆穿过的孔洞和孔洞。

所述的矩形中套管和矩形外套管均不与外端板焊接，矩形内套管不与内端板焊接。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本技术方案有效的减小了自定心屈曲约束支撑对预拉杆弹性延伸率需求。本技术方案不仅采用两组预拉杆串联的形式，使得每组预拉杆的变形量仅为支撑变形量的一半，而且还引入了滑轮组的设计，通过钢丝绳在滑轮组上缠绕的构造形式，在自定心屈曲约束支撑有限的长度内尽可能设置足够长的钢丝绳，以降低对预拉杆的弹性延伸率需求。