本發(fā)明涉及一種裝配式自復(fù)位耗能支撐，屬于鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前多高層鋼結(jié)構(gòu)中，框架—支撐結(jié)構(gòu)體系是應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)體系之一。作為一種較為新型的建筑類型，框架—支撐結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的抗震性能，對(duì)我國(guó)做好抗震防震工作意義重大。當(dāng)?shù)卣鹱饔冒l(fā)生時(shí)，鋼支撐可承擔(dān)大部分水平剪力，減少整體結(jié)構(gòu)的水平位移。

傳統(tǒng)的普通中心支撐在水平地震作用下容易發(fā)生側(cè)向屈曲，特別是在往復(fù)的水平地震作用下，當(dāng)結(jié)構(gòu)的受力進(jìn)入彈塑性范圍內(nèi)，樓層的抗剪能力和側(cè)向剛度急劇下降，易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生整體失穩(wěn)破壞；在傳統(tǒng)的偏心支撐結(jié)構(gòu)體系中，由于耗能梁段塑性變形較大，在震后極難修復(fù)。傳統(tǒng)的防屈曲支撐構(gòu)件是應(yīng)用于多高層結(jié)構(gòu)中的抗側(cè)力耗能減震裝置，在中震或大震作用下，防屈曲支撐構(gòu)件在拉壓時(shí)均能實(shí)現(xiàn)全截面充分屈服，又不出現(xiàn)支撐構(gòu)件的整體或局部屈曲破壞，使原來(lái)通過(guò)主體結(jié)構(gòu)梁端塑性鉸的耗能方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹辉诜狼尾考霞泻哪埽瑥亩^好地保護(hù)了主體結(jié)構(gòu)；然而在大震作用下，防屈曲支撐的殘余變形較大，相應(yīng)的整體結(jié)構(gòu)殘余變形也較大。

這些傳統(tǒng)的支撐構(gòu)件且不具備自我修復(fù)能力，因此震后修復(fù)難度大、成本高且修復(fù)正常使用的時(shí)間長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種以鉚釘和鉛沙摩擦作用為主要耗能方式且具有自復(fù)位、工業(yè)化生產(chǎn)效率高、便于修復(fù)等優(yōu)點(diǎn)的裝配式自復(fù)位耗能支撐。其目的是至少在一定程度上解決背景技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題，體現(xiàn)出鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種裝配式自復(fù)位耗能支撐，包括鉛沙、內(nèi)約束管⑴、寬耳板⑵、抗剪鉚釘⑶、外約束管耳板⑷、外約束管⑸、隔板⑹、固定端板⑺、連接耳板⑻、索⑼、夾具⑽和錨板⑾。

所述寬耳板⑵焊接于內(nèi)約束管⑴一端，所述抗剪鉚釘⑶焊接于內(nèi)約束管⑴中部位置，所述內(nèi)約束管⑴設(shè)置在外約束管⑸內(nèi)；所述外約束管⑸一端開有長(zhǎng)槽孔，一端焊接有外約束管耳板⑷，所述隔板⑹焊接于外約束管⑸內(nèi)側(cè)中部位置，所述固定端板⑺由施加預(yù)應(yīng)力的自復(fù)位體系緊緊壓在外約束管⑸兩端，所述連接耳板⑻沿外約束管⑸長(zhǎng)度方向等間距焊接；所述索⑼施加預(yù)應(yīng)力張拉后由夾具⑽錨固在錨板⑾上。

所述寬耳板⑵一端與建筑物相連，在寬耳板⑵上施加拉力和壓力時(shí)，內(nèi)約束管可在外約束管滑動(dòng)，內(nèi)約束管與鉛沙發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，鉛沙阻止抗剪鉚釘⑶和內(nèi)約束管滑動(dòng)，耗散能量；可通過(guò)改變抗剪鉚釘⑶的數(shù)量和布置位置，調(diào)整與鉛沙之間的摩擦作用力，抗剪鉚釘⑶沿內(nèi)約束管⑴長(zhǎng)度方向可布置成單排或多排，抗剪鉚釘⑶在同一截面的布置數(shù)量、抗剪鉚釘⑶的具體尺寸取決于支撐耗能大小和內(nèi)約束管⑴尺寸。

所述外約束管⑸由兩相同外槽鋼通過(guò)螺栓拼裝而成，外槽鋼由三塊鋼板通過(guò)半熔透焊焊接而成，所開長(zhǎng)槽孔寬度要比寬耳板⑵的厚度大1-2mm，以便寬耳板⑵在水平力作用下可滑動(dòng)；外約束管耳板⑷一端與建筑物連接；隔板⑹所開孔洞直徑應(yīng)比外約束管⑴直徑大1-2mm，以方便拼裝；由于鋼管⑴中部焊接有抗剪鉚釘⑶，此處尺寸應(yīng)比外約束管⑸的內(nèi)部高度小，具體差值應(yīng)利于所述內(nèi)約束管⑴滑移；外約束管⑸中部應(yīng)預(yù)設(shè)灌注孔，灌注孔的尺寸大小和具體位置，取決于鉛沙灌注量和抗剪鉚釘位置；當(dāng)所述內(nèi)約束管⑴與外約束管⑸拼裝完成之后，內(nèi)約束管⑴、外約束管⑸和隔板⑹組成密閉的空間，通過(guò)在外約束管⑸預(yù)設(shè)的灌注孔，灌注鉛沙，完成之后封閉開孔，形成鉛心。

所述索⑼、夾具⑽和錨板⑾組成自復(fù)位體系，所述自復(fù)位體系用于對(duì)外界拉力或壓力作用下移位的內(nèi)約束管進(jìn)行復(fù)位。所述索⑼可采用鋼絞線索、鋼絲索和鋼絲繩索；所述夾具⑽應(yīng)與所述索⑼對(duì)應(yīng)，將索⑼錨固在錨板⑾的外部；所述錨板⑾開有索孔，索孔的大小宜比所述索⑼大1-2mm，位置應(yīng)與所述索⑼相對(duì)應(yīng)。

所述的鋼索⑼通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力使外約束管⑸兩側(cè)的固定端板⑺，緊緊壓在外約束管⑸兩側(cè)，當(dāng)?shù)卣鸬人阶饔冒l(fā)生時(shí)，建筑物會(huì)對(duì)寬耳板⑵和外約束管耳板⑷施加壓力或者拉力，內(nèi)約束管⑴頂開外約束管⑸兩側(cè)固定端板⑺而發(fā)生滑移，同時(shí)固定端板⑺的滑移將一部分水平力傳遞給自復(fù)位體系的預(yù)應(yīng)力索⑼，此時(shí)預(yù)應(yīng)力索⑼的張拉力大于內(nèi)約束管⑴的抗剪鉚釘⑶與鉛沙之間的摩擦阻力；當(dāng)?shù)卣鸬人阶饔冒l(fā)生后，索力克服內(nèi)約束管⑴的抗剪鉚釘⑶與鉛沙的摩擦阻力，內(nèi)約束管⑴被壓回到外約束管⑸內(nèi)，實(shí)現(xiàn)再?gòu)?fù)位。

以上所述的該裝配式自復(fù)位耗能支撐的新形式應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

有益效果

本發(fā)明提出的一種裝配式自復(fù)位耗能支撐，可以根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)的需要，靈活調(diào)整本發(fā)明耗能參數(shù)和自復(fù)位參數(shù)，以滿足不同建筑結(jié)構(gòu)耗能需求。本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)下的缺陷，在地震等水平作用下，自復(fù)位耗能支撐承擔(dān)大部分水平剪力，抗剪鉚釘與鉛沙之間的產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，鉛沙阻止抗剪鉚釘?shù)倪\(yùn)動(dòng)，耗散能量，減少整體結(jié)構(gòu)的水平位移；并在地震等水平作用發(fā)生后，索力克服抗剪鉚釘與鉛沙的摩擦阻力，內(nèi)約束管管被壓回到外約束管內(nèi)，實(shí)現(xiàn)支撐再?gòu)?fù)位，進(jìn)而減少整個(gè)結(jié)構(gòu)的殘余變形。本發(fā)明所有部件均在工廠加工拼裝完成，制作簡(jiǎn)單，易于拼裝，可顯著減少施工工期；在震后僅需要更換抗剪鉚釘，可實(shí)現(xiàn)快速修復(fù)和降低修復(fù)成本的目的。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)例1的整體示意圖

圖2是本發(fā)明實(shí)例1的整體分解圖

圖3是本發(fā)明實(shí)例1的內(nèi)約束部件示意圖

圖4是本發(fā)明實(shí)例1的外約束部件示意圖

圖5是本發(fā)明實(shí)例1的外約束部件分解圖

圖6是本發(fā)明實(shí)例1的自復(fù)位體系示意圖

圖7是本發(fā)明實(shí)例2的整體示意圖

圖8是本發(fā)明實(shí)例2的整體分解圖

圖9是本發(fā)明實(shí)例3的整體分解圖

圖中，1-內(nèi)約束管；2-寬耳板；3-抗剪鉚釘；4-外約束管耳板；5-外約束管；6-隔板；7-固定端板；8-連接耳板；9-索；10-夾具；11-錨板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是實(shí)例型的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

如附圖1-附圖6所示，本發(fā)明的焊接和栓接拼裝過(guò)程均在工廠完成，在工廠先將所述寬耳板⑵、抗剪鉚釘⑶與內(nèi)約束管⑴焊接拼裝，將所述外約束管耳板⑷、隔板⑹、連接耳板⑻和外約束管⑸焊接拼裝，再將內(nèi)約束管⑴設(shè)置在外約束管⑸內(nèi)，然后將所述自復(fù)位體系的索⑼插入內(nèi)約束管中，再穿過(guò)固定端板⑺的開孔，通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力將固定端板⑺緊緊壓在外約束管⑸兩端，張緊索⑼并用夾具⑽錨固在錨板⑾上，最后將鉛沙通過(guò)灌注孔注入形成鉛心，即完成拼裝。

結(jié)合附圖1-附圖6對(duì)所述裝配式自復(fù)位耗能支撐的工作過(guò)程進(jìn)行描述：在地震等水平作用發(fā)生時(shí)，建筑物通過(guò)寬耳板⑵和外約束管耳板⑷向支撐施加拉力或壓力，內(nèi)約束管⑴在外約束管⑸內(nèi)部發(fā)生滑移，抗剪鉚釘⑶與鉛沙發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，鉛沙發(fā)生剪切變形，阻止抗剪鉚釘⑶運(yùn)動(dòng)，鉛沙與抗剪鉚釘⑶發(fā)生摩擦作用而耗散能量；同時(shí)內(nèi)約束管⑴運(yùn)動(dòng)會(huì)頂開外約束管⑸兩側(cè)的固定端板⑺，而固定端板⑺的運(yùn)動(dòng)會(huì)將一部分水平力傳遞給自復(fù)位體系的預(yù)應(yīng)力索⑼，使預(yù)應(yīng)力索⑼繼續(xù)張拉，此時(shí)預(yù)應(yīng)力索⑼的張拉力大于內(nèi)約束管⑴與鉛沙、抗剪鉚釘⑴與鉛沙的摩擦阻力之和；當(dāng)?shù)卣鸬人阶饔冒l(fā)生后，預(yù)應(yīng)力索⑼的索力會(huì)克服內(nèi)約束管⑴與鉛沙、抗剪鉚釘⑶與鉛沙的摩擦阻力，帶動(dòng)固定端板⑺回移，固定端板⑺又將內(nèi)約束管⑴壓回到外約束管⑸內(nèi)，實(shí)現(xiàn)支撐再?gòu)?fù)位。

如附圖7和附圖8所示，本實(shí)例與實(shí)例1的不同之處在于：所述外約束管⑸是圓形鋼，隔板⑹是圓鋼板，固定端板⑺是圓形鋼板。

如附圖9所示，本實(shí)例與實(shí)例1的不同之處在于：所述抗剪鉚釘⑶為弧形抗剪鋼板。