[发明专利]一种自复位耗能支撑结构及组装方法

说明书

本发明提供一种自复位耗能支撑结构及组装方法，自复位耗能支撑结构包括框体、支撑杆、自复位组件和摩擦耗能组件，自复位组件包括碟簧组和限位环，碟簧组和限位环分别套装于支撑杆，且限位环位于碟簧组的两端，碟簧组的两侧还分别与内封板和下封板抵接，碟簧组由形状记忆合金制成；摩擦耗能组件包括挡板和焊接于挡板两端的摩擦块，挡板固定套装于支撑杆，侧封板内侧设置有摩擦槽，摩擦块设置于摩擦槽内且可以相对摩擦槽滑动；支撑杆受到压力或拉力时，摩擦块与摩擦槽发生相对位移而摩擦耗能，碟簧组发生形变耗能；当外力撤除时，碟簧组能够自动恢复至原状。该自复位耗能支撑结构具有结构损伤小和残余变形小的优点。

技术领域

本发明属于工程耗能减震的技术领域，如结构工程、机械工程和地下工程，尤其涉及结构工程中的一种自复位耗能支撑结构及组装方法。

背景技术

钢支撑框架在中小地震下能提供较高的弹性刚度，因而广泛应用于实际工程中，传统支撑在拉、压状态下屈曲以耗散地震输入能量，但支撑在受压时易发生失稳而导致其丧失承载及耗能能力，进而影响框架的抗震性能。在传统支撑基础上，屈曲约束支撑可提供稳定的耗能能力，但由于其屈服后刚度较低，大震后主体结构将留存较大的残余变形。既有研究表明，残余变形是决定结构震后修复成本的关键因素之一，当残余变形超过0.5％时，修复受损结构的成本大于拆除重建的成本。为了减少甚至消除震后结构损伤及残余变形，损伤控制机制以及结构可恢复的研究已逐渐引起人们的重视。

鉴于此，有必要提供一种新型的自复位耗能支撑结构及组装方法，以解决或至少缓解上述技术缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种自复位耗能支撑结构及组装方法，旨在解决现有技术中支撑结构残余变形大的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，本发明提供一种自复位耗能支撑结构，包括框体，所述框体包括上封板、与所述上封板相对设置的下封板以及连接所述上封板和所述下封板的侧封板，所述框体内设置有与所述上封板平行设置的内封板，所述下封板上设有圆孔；

支撑杆，所述支撑杆一端穿射所述下封板的所述圆孔且与所述内封板连接；

自复位组件，所述自复位组件包括碟簧组和限位环，所述碟簧组和所述限位环分别套装于所述支撑杆，且所述限位环位于所述碟簧组的两端，所述碟簧组的两侧还分别与所述内封板和所述下封板抵接，所述碟簧组由形状记忆合金制成；

摩擦耗能组件，所述摩擦耗能组件包括挡板和焊接于所述挡板两端的摩擦块，所述挡板固定套装于所述支撑杆，所述侧封板内侧设置有摩擦槽，所述摩擦块设置于所述摩擦槽内且能够相对所述摩擦槽滑动。

在一实施例中，所述挡板包括相对设置的上挡板和下挡板，所述碟簧组包括上碟簧组和下碟簧组，所述限位环包括上限位环和下限位环，所述上碟簧组的两端分别与所述内封板和所述上挡板抵接，所述上限位环设置于所述上碟簧组靠近所述内封板的一端，所述下碟簧组的两端分别与所述下挡板和所述下封板抵接，所述下限位环设置于所述下碟簧组靠近所述下封板的一端。

在一实施例中，所述摩擦耗能组件还包括预应力索，所述预应力索的两端分别固定于所述侧封板，所述预应力索预设有拉应力以将摩擦槽和所述摩擦块之间形成正压力。

在一实施例中，所述碟簧组由多个碟簧串联或并联形成。

在一实施例中，所述自复位耗能支撑结构还包括塑性耗能组件，所述塑性耗能组件包括耗能板，所述耗能板的一端与所述侧封板焊接，所述耗能板的另一端与所述支撑杆连接，所述耗能板的另一端能够与所述支撑杆一同运动而产生形变耗能。

在一实施例中，所述耗能板由低屈服应力材料制成，所述耗能板能够在产生形变耗能后先于所述摩擦耗能组件和自复位组件屈服且保证主体结构不受损伤继续工作。

在一实施例中，所述塑性耗能组件还包括连接环，所述侧封板上均设置有所述耗能板，所述连接环安装在所述支撑杆上，所述连接环的两端分别与所述耗能板连接。