一种基于碟形弹簧的自复位防屈曲支撑的制作方法

本发明属于建筑防震技术领域，具体讲就是涉及一种基于碟形弹簧的自复位防屈曲支撑。

背景技术：

防屈曲支撑构件是应用于多高层建筑抗侧力体系或既有建筑抗震加固中的耗能减震装置，在中震或大震作用下防屈曲支撑能实现全截面屈服而不出现支撑构件的破坏，使结构破坏模型由梁端塑性铰转变为只在防屈曲支撑上集中耗能破坏，从而保护主体结构。防屈曲支撑构件传力机理明确、性能优良、破坏位置易于控制、便于更换，已经过列次破坏型地震的检验。自20世纪70年代至今经历了40余年的发展，现已成为一种技术基本成熟，标准相对完备的抗侧力耗能减震装置，目前正广泛地应用于各大工程项目中。然而，防屈曲支撑构件是通过钢材自身发生弹塑性变形来耗散地震能量的，结构在经历大震后必然会产生较大的残余变形。强烈的地震作用使结构产生的过大的侧向变形及残余变形是导致结构破坏倒塌的直接原因。对于即将倒塌或可能经历后续余震的结构，残余变形会对其产生严重影响；同时，已有研究表明，当结构震后的残余变形角大于0.5％时，结构的维修成本便大于重建成本。因此，具备自复位功能的防屈曲支撑被提出，但目前相关研究仍处于起步阶段，研究分析不够全面，且己提出的支撑或者造价较为高昂、或者构造形式较为复杂。现有的常见的自复位支撑构件耗能形式多为摩擦耗能，虽然曲线较为饱满，但是锚固系统容易失效，摩擦面存在疲劳老化等突出问题,且无法用于小震级自复位支撑。

中国专利201520696961.0公开了一种钢结构建筑用的碟形弹簧耗能支撑构造，包括上型钢和下型钢，上型钢末端焊有上法兰，下型钢顶端焊有下法兰，在上法兰与下法兰之间螺纹固定连接有碟形弹簧，碟形弹簧由第一碟形弹簧和第二碟形弹簧对合组成并由螺栓固定相连，螺栓在穿过第一碟形弹簧和第二碟形弹簧后由第一螺母和第二螺母紧固。该机构在地震作用时可以主动耗散地震能量，减小主体结构的破坏，减轻地震带来的损失，且制作简单、调整拆换方便。但是该机构只能用于钢结构建筑中，无法用于常见的混凝土建筑物的防震中。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有的自复位防屈曲支撑构造只能由于中震或大震的防震，无法用于混凝土建筑小震级防震的技术缺陷，提供一种基于碟形弹簧的自复位防屈曲支撑，在较小的位移下，即小震作用下主体结构处于弹性状态时便可通过各碟片之间以及碟片与中间隔板之间的摩擦耗能。此外，不仅能够实现震后自复位、减小结构残余变形，且在震后经过适当检修仍能继续工作，而无需替换原支撑构件。

技术方案

为了实现上述技术目的，本发明设计的一种基于碟形弹簧的自复位防屈曲支撑，其特征在于：它包括若干碟形弹簧，若干碟形弹簧的每一片之间利用隔板隔开，若干蝶形弹簧和隔板套装在导轴上，若干蝶形弹簧整体的两端分别用左端板和右端板抵住，左端板和右端板装在导轴上，导轴伸出右端板的一端上装有第一调节螺母，右端板被顶紧支架抵住，内固定架从右侧穿过顶紧支架，内固定架的杆部穿过顶紧支架的两侧分别装有第二调节螺母和第三调节螺母，内固定架的安装部固定装在外固定架内框中，左端板位于外固定架内框底部，导轴伸出左端板的一端连接有左钢管，左钢管连接有左连接板，内固定架右侧连接有右钢管，右钢管连接有右连接板。

进一步，所述外固定架包括上架和下架，上架和下架装在底板上形成框型外固定架，导轴的底部位于底板的孔中。

进一步，所述顶紧支架内设有加强肋。

进一步，所述内固定架的安装部为框型，框内设有加强筋。

进一步，所述若干碟形弹簧和隔板位于外固定架的内框中。

有益效果

本发明提供的一种基于碟形弹簧的自复位防屈曲支撑，在较小的位移下，即小震作用下主体结构处于弹性状态时便可通过各碟片之间以及碟片与中间隔板之间的摩擦耗能。此外，不仅能够实现震后自复位、减小结构残余变形，且在震后经过适当检修仍能继续工作，而无需替换原支撑构件。

附图说明

附图1是本发明实施例的结构示意图；

附图2是本发明实施例的俯视图；

附图3是附图1中A处剖视图；

附图4是本发明实施例中内固定架安装结构示意图；

附图5是本发明实施例中外固定架结构示意图；

附图6是本发明实施例导轴连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做详细说明。

实施例

如附图1和2所示，一种基于碟形弹簧的自复位防屈曲支撑，其特征在于：它包括若干碟形弹簧1，若干碟形弹簧1的每一片之间利用隔板2隔开，若干蝶形弹簧1和隔板2套装在导轴15上，若干蝶形弹簧1整体的两端分别用左端板3和右端板4抵住，左端板3和右端板4装在导轴15上，导轴15伸出右端板4的一端上装有第一调节螺母5，右端板4被顶紧支架6抵住，内固定架7从右侧穿过顶紧支架6，内固定架7的杆部701穿过顶紧支架6的两侧分别装有第二调节螺母8和第三调节螺母9，内固定架7的安装部702用螺母固定装在外固定架10内框中，左端板3位于外固定架10内框底部，导轴15伸出左端板3的一端连接有左钢管11，左钢管11连接有左连接板12，内固定架7右侧连接有右钢管13，右钢管13连接有右连接板14。

所述外固定架10包括上架10a和下架10b，上架10a和下架10b装在底板10c上形成框型外固定架10，导轴15的底部15a位于底板10c的孔10c01中。

所述顶紧支架6内设有加强肋601。

所述内固定架7的安装部702为框型，框内设有加强筋702a。

所述若干碟形弹簧1和隔板2位于外固定架10的内框中。

本实施例采用碟形弹簧作为核心耗能减震与自复位原件，通过碟形弹簧的叠合、对合或混合的组合拼装出所需要的承载力与变形量，各碟片间以及碟片与隔板之间存在锥面摩擦及边缘摩擦，在往复荷载作用下提供优良的阻尼耗能能力，并通过一种固定架构造，使得整个试件无论处于拉力或压力作用下，碟形弹簧组合都始终处于受压状态，以提供自复位所需的恢复力。固定架内设置顶紧支架与调节螺母，以便碟形弹簧组合片数改变或出现初始拼装缝隙时调整顶紧支架的位置；碟形弹簧两端设置端板，中间设置隔板，以减小各碟片间可能出现的初始拼装缝隙，增大摩擦面。

本发明提供的一种基于碟形弹簧的自复位防屈曲支撑，在较小的位移下，即小震作用下主体结构处于弹性状态时便可通过各碟片之间以及碟片与中间隔板之间的摩擦耗能。此外，不仅能够实现震后自复位、减小结构残余变形，且在震后经过适当检修仍能继续工作，而无需替换原支撑构件。

本实施例所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”、“顺时针”、“逆时针”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。