[发明专利]一种装配式预压碟簧、防屈曲自复位支撑系统

说明书

本发明属于结构工程消能减震技术领域，提供了一种装配式预压碟簧、防屈曲自复位支撑系统，其包括耗能系统、自复位系统及端部摩擦系统，自复位系统对称布置在耗能系统上、下两侧。在第一阶段，不论在受压或受拉情况下，利用自复位系统中的外套筒和内部传力轴之间相对运动，多组预压碟簧协同工作，均继续缩短受压，以提供较高的恢复力，减少残余位移，同时耗能系统中内芯板进入屈服耗散地震输入的能量。当支撑内力超过一定数值进入第二阶段，端部摩擦系统启动，提高支撑的耗能能力，此后摩擦单元的变形量约等于支撑变形。本发明有效地减少结构的残余位移，具有良好的自复位能力，在不同强度地震作用下，支撑耗能具有时序性。

技术领域

本发明属于结构工程消能减震技术领域，具体的说，是涉及一种装配式预压碟簧、防屈曲自复位支撑系统及其组装方法。

背景技术

防屈曲支撑是目前较为广泛应用的减震措施之一，其优点是设计参数简单，造价较低。但是，内芯板的延性有限，难以适应层间位移角大变形，防屈曲包围构件内的灌浆料自重较大且养护时间较长，支撑震后残余位移较大，整体结构难以维修甚至只能推倒重建。

为了减少支撑的残余位移，国内外学者提出了不同种类的自复位支撑，这些支撑多利用高强钢绞线、聚合物纤维筋和形状记忆合金(以下简称SMA)丝提供恢复力，其中，高强钢绞线轴向变形能力欠佳，需要多组串联，造成支撑内部结构复杂，对轴向构件制造精度要求较高，且组装较为困难；聚合物纤维筋的原材料制造工艺较为复杂，大规模生产能力受限；SMA丝的造价昂贵，不适宜大规模应用于建筑结构中。

碟形弹簧(以下简称碟簧)具有较高的轴向变形能力和承载力，且产品型号较为多样，加工难度较小，成品价格较低，也被引入自复位支撑。目前，自复位支撑多采用单组预压碟簧提供恢复力，不能充分利用碟簧的轴向变形能力，且预压碟簧的过程中需要使用大型加载设备，对安装环境要求较高。另外，现有自复位支撑组装多采用焊接，焊接质量难以检测，且安装完成后，难以对支撑中碟簧的预压力进行检查和二次预压。此外，地震后，支撑只有部分构件破坏，但整体支撑需要更换，增加了维修成本，且不利于建筑功能的快速恢复。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供一种结构简单、实现方便的装配式预压碟簧、防屈曲自复位支撑系统。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种装配式预压碟簧、防屈曲自复位支撑系统，包括位于两端的端板组合件，设置在所述端板组合件之间的耗能系统和自复位系统；

所述耗能系统包括防屈曲钢套筒，以及穿过所述防屈曲钢套筒的内芯板，所述内芯板的两端分别与两个所述端板组合件连接；

所述自复位系统包括对称设置在所述防屈曲钢套筒上、下两侧且结构相同的第一内部传力轴和第二内部传力轴，与所述第一内部传力轴匹配的第一外套筒，与所述第二内部传力轴匹配的第二外套筒，以及设置在所述第一内部传力轴和第二内部传力轴上的预压碟簧机构；所述第一外套筒和所述第二外套筒结构相同。

进一步的，所述防屈曲钢套筒主要由第一导向板、第二导向板、第一不锈钢组合件、第二不锈钢组合件和侧向填板组合件组成。

进一步的，所述第一内部传力轴包括第一导向杆、第二导向杆和刚性连接件，所述刚性连接件两端分别设置有第一安装辅助板和第二安装辅助板，所述第一导向杆的一端与所述第一安装辅助板连接，所述第二导向杆的一端与所述第二安装辅助板连接。

进一步的，所述第一导向杆和所述第二导向杆的两端均设置有螺纹，螺纹处设置有限位螺母和限位挡板。

进一步的，所述第一外套筒主要由槽钢组合件、第二导向板、第一外封板组合件和第二外封板组合件组成。

进一步的，所述预压碟簧机构包括结构相同的第一预压碟簧组合件、第二预压碟簧组合件、第三预压碟簧组合件和第四预压碟簧组合件；