[发明专利]一种装配式带SMA索双套管自复位耗能钢支撑

说明书

本发明公开是一种装配式SMA自复位耗能钢支撑，该支撑充分利用了SMA材料的超弹性特性，支撑在拉压往复运动过程中，套管产生相对运动，使SMA索始终保持受拉，从而SMA索持续为支撑提供抵抗刚度，使支撑卸载后不产生残余变形；同时对高强螺栓施加预紧力，从而增大摩擦面产生的摩擦力，进一步增加支撑摩擦耗能系统的耗能能力；该支撑结构装配程序简洁，可实现全装配化安装，提高了支撑安装及更换效率，具有稳定的抗侧刚度、良好的耗能能力，适合作为抗震结构的主要抗侧力及耗能构件，在地震多发地区具有广泛的工程应用前景；同时本支撑可以快捷地安装及更换，具有生产、装配及安装工业一体化潜力，在绿色建筑装配化领域也具有广阔前景。

技术领域

本发明设计工程结构领域，特别是自复位耗能支撑。

背景技术

现今，地震仍是造成人类伤亡的最频发自然灾害之一，同时人类对于抗震理念的研究也日趋成熟。延性抗震设计即采用合理的结构设计使建筑物非核心区域产生较大的塑性变形来耗散主要的地震能量，例如“强节点、若构件”、“强柱弱梁”均属于延性抗震设计理念范畴。延性抗震通过特定部位的塑性耗能，使房屋结构的主要受力部位更少参与耗散地震能量而得到保护，从而保证了建筑物“大震不倒”。但随着抗震研究的不断深入，延性抗震理念在实际工程应用中的缺陷逐渐暴露。实现延性抗震的前提便是地震时特定部位需产生塑性变形，建筑物不仅因过大的残余变形立即丧失使用功能，而且震后残余变形的矫正及塑性部件的修复或更换严重耗费时间及财力，不利于灾后群众生命安全及城市经济财产安全。因此开发震后残余变形小、自复位性能稳定、安装拆卸方便及耗能性能优良的自复位耗能支撑具有重要意义。

目前，国内外学者已提出了较多自复位耗能支撑，为了实现较好的耗能性能，这些结构往往需要在原有支撑上附加复杂的耗能系统，这样反而使得整个结构安装程序更加复杂困难，使得以上提出的很多新型结构不能得到更广泛的推广应用；同时，部分研究者采用形状记忆合金(Shape Memory Alloy，简称SMA)棒材或丝材作为耗能构件时，由于材料利用效率较低，导致实际成本更高且自复位性能并不稳定。基于此，本发明提出了一种装配式带SMA索双套管自复位耗能钢支撑，不仅易于装配安装，且通过高强螺栓的预紧力施加及双套管的合理运动机制，使整体结构具有稳定的耗能性能及自复位性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种装配式带SMA索双套管自复位耗能钢支撑，其特征在于:包括外套管、内套管、外套管端板、内套管端板、端板I、端板II，以及若干SMA索。

所述外套管是两端开口的中空套管。

所述内套管和外套管端板分别从外套管的两端穿入外套管的中空内腔中。其中，在内套管穿入的一侧，设置有端板II，在外套管端板穿入的一侧，设置有端板I。

所述端板I具有贯穿两个板面的条形孔I。外套管端板的一端从条形孔I穿入外套管，并与外套管连接。外套管端板的另一端位于外套管外部，用于连接外部构件I。

所述端板I具有贯穿两个板面的条形孔II。内套管端板的一端从条形孔II穿入外套管，并与内套管连接。内套管端板的另一端位于外套管外部，用于连接外部构件II。

端板I和端板II通过若干SMA索连接。每一条SMA索的两端分别锚固在端板I和端板II上。

进一步，所述外套管和内套管均为矩形套管。

进一步，所述外套管的两个相对的内侧壁具有用于导向和限位的滑槽。所述外套管端板穿入外套管的部分的两侧分别位于这两个滑槽中，使得外套管端板仅可沿着外套管的中心线滑动长度方向。

进一步，所述外套管的管壁具有贯穿的通孔I。所述外套管端板具有螺栓孔。采用高强螺栓I穿过通孔I和螺栓孔，使得外套管和外套管端板连接。

进一步，所述内套管穿入外套管的端头部分为开孔端。所述开孔端具有企口，即开孔端存在一个U形槽，U形槽的上下为实体板面部分。两实体板面部分均开有条形槽。