合图6、图7和图2所示，第一十字形节点板(07)连接至内套管(02)其中一端的十字形槽(11)，第二十字形节点板(08)可自由移动地穿过内套管(02)另外一端的十字形槽(12)，也就是说内套管(02)两端只有其中一端与十字形节点板通过十字形槽(11)连接固定，另外一端不与十字形节点板连接固定，十字形节点板只是穿过其十字形槽(12)，并且十字形槽(12)的长度以能保障本发明受力过程中第二十字形节点板(08)可自由移动为限。
[0042]图10是外套管剖面示意图，如图10所示，本发明公开的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑的实施例中，外套管(03)管壁只有一端开设有十字形槽(14)以连接十字形节点板，结合图1-9所示可知，外套管(03)和内套管(02)均只有一端的十字形槽与十字形节点板连接，且其连接端相对，即第一^h字形节点板(07)连接至内套管(02)其中一端的十字形槽(11)，而第二十字形节点板(08)连接至外套管(03)其中一端的十字形槽(14)。
[0043]因此，本发明公开的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑的实施例中，在受拉伸长时和受压缩短时均能发挥自复位功能，举例来说，如图2所示，如果，外结构通过第一十字形节点板(07)给本发明公开的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑一个压力，由于第一十字形节点板(07)分别通过十字形槽(15)和十字形槽(11)与核芯管(01)和内套管(02)连接，并且第一十字形节点板(07)可移动地穿过第一端板(04)中部的十字形槽(10)，因此第一^h字形节点板(07)会带动核芯管(01)和内套管(02)向第二端板(05)方向移动，由于核芯管(01)为柔性管，内套管(02)为刚性管，因此，第一十字形节点板(07)只会带动内套管(02)向第二端板(05)方向移动，因为第二端板(05)顶紧内套管(02)的另一端，所以内套管(02)向第二端板(05)方向移动会使第二端板(05)向外移动，假如此时第二端板向外移动10cm，同时第一端板(04)的位置将不变，此时一条或多条预应力筋(06)将会伸长10cm，此时一条或多条预应力筋(06)因具有弹性恢复性能而实现自复位。
[0044]同理，当外结构通过第一十字形节点板(07)给本发明公开的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑一个拉力，或当外结构通过第二十字形节点板(08)给本发明公开的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑一个压力或拉力时，或当外结构通过第一十字形节点板(07)和第二十字形节点板(08)同时给本发明公开的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑两个压力或拉力时，一条或多条预应力筋(06)均会伸长。
[0045]图11是开孔核芯管剖面示意图，图14是图11中的G-G剖面示意图，如图11和图14，本发明公开的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑的一个实施例中，核芯管(Ol)管壁两端部开十字形槽(15)以连接第--h字形节点板(07)和第二十字形节点板(08)，核芯管
(01)管壁中部开设有沿核芯管(01)的圆周分布和轴向分布的多个孔(16)。
[0046]图12是开短槽核芯管剖面示意图，图15是图12中的H-H剖面示意图，如图12和15中所示，本发明公开的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑的另一个实施例中，核芯管(01)管壁两端部开十字形槽(15)以连接第一十字形节点板(07)和第二十字形节点板
(08)，核芯管(01)管壁中部开设有沿核芯管(01)的圆周分布和轴向分布的多个短槽(17)。
[0047]图13是开长槽核芯管剖面示意图，图16是图13中的1_1剖面示意图，如图13和图16中所示，本发明公开的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑的另一个实施例中，核芯管(01)管壁两端部开十字形槽(15)以连接第一十字形节点板(07)和第二十字形节点板
(08)，核芯管(01)管壁中部开设有沿核芯管(01)的圆周分布多个长槽(18)。
[0048]本发明公开的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑的实施例全部由钢材制成，具有重量轻、自复位效果好、抗屈曲能力强的优点，在地震作用下，外结构通过第一十字形节点板(07)和第二十字形节点板(08)使核芯管(01)承受拉压往复交变荷载，在第一端板(04)、第二端板(05)、内套管(02)和外套管(03)的组合作用下，一条或多条预应力筋
(06)始终处于受拉伸长状态而确保高效的弹性恢复性能并产生很强的自复位能力；内套管(02)和外套管(03)同时用以防止核芯管(01)的受压屈曲，特别是在核芯管(01)管壁中部优选开孔(16)、开短槽(17)和开长槽(18)的实施例中，这样使得核芯管(01)在受压和受拉下均能进一步首先进入屈曲，因而其滞回性能更加优良，在自复位效果的叠加下可产生残余变形很小而耗能能力很强的双旗形滞回环。本发明公开的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑具有金属阻尼器耗能能力的同时，具备高效的自复位能力，既可以在结构中充当“保险丝”作用以保护主体结构，又能减小结构或构件的残余变形，进一步提高结构的抗倒塌能力。
[0049]本发明公开的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑的实施例具有较强的耗能能力，在强震中能率先进入耗能状态，消耗地震能量及衰减结构的地震反应，保护主体结构构件免遭损坏，从而确保结构的安全；同时又具有很强的自复位能力，减小结构或构件的残余变形，进一步提高结构的抗倒塌能力。一般来说，结构越高、越柔、跨度越大，消耗减震效果就越显著，另一方面，结构越高、越柔、跨度越大，残余变形带来的影响越敏感，因此，本发明公开的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑技术先进，能够顺应现代建筑结构的发展方向。
[0050]本发明公开的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑的实施例，具备一般金属类防屈曲支撑的全部优点，如通过“柔性耗能”来减少结构地震反应，以减少结构中抗侧力构件的数量，减小构件断面，节约工程造价，并缓解传统抗震结构体系通过加强结构侧向刚度来满足抗震要求所导致的结构越强、刚度越大，地震作用也越大的问题；同时自复位能力的发挥，减小了地震后结构或构件的残余变形，进一步提高结构抗倒塌能力的同时，也缩减了建筑物拆除重建的规模，为震后恢复重建工作提高效率并减少经济损失。同时，就支撑本身而言，自复位性能可使其震后不致产生过度残余变形，进而减小支撑的更换率，可进一步减少经济损失。
[0051]最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【主权项】
1.一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑，包括作为耗能部件的核芯管，作为防屈曲部件的两个分别设在所述核芯管内、外用于防止所述核芯管屈曲的内套管和外套管，作为自复位部件的两个分别顶紧所述核芯管、所述内套管和所述外套管两端的第一端板和第二端板及穿过所述内套管、所述第一端板和所述第二端板的一条或多条预应力筋，作为连接部件的分别穿过所述第一端板和第二端板并与所述核芯管及外结构相连接的第一十字形节点板和第二十字形节点板，所述第一端板和所述第二端板均未固定至所述核芯管、所述内套管和所述外套管的两端，处于受拉伸长状态的所述一条或多条预应力筋的两端分别通过锚具固定至所述第一端板和所述第二端板的外侧，所述核芯管的两端均开设有十字形槽并通过所述十字形槽分别连接至所述第一十字形节点板和所述第二十字形节点板，所述第一十字形节点板和所述第二十字形节点板分别连接至所述内套管和所述外套管彼此相对的一端。
2.如权利要求1所述的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑，其特征在于:所述内套管和所述外套管等长，所述核芯管的长度等于或短于所述内套管和所述外套管的长度。
3.如权利要求1所述的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑，其特征在于:所述第一端板和所述第二端板中部均开设有十字形槽。
4.如权利要求1所述的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑，其特征在于:所述第一十字形节点板和所述第二十字形节点板分别可移动地穿过第一端板和第二端板中部的十字形槽。
5.如权利要求1所述的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑，其特征在于:所述内套管两端均开设有十字形槽，所述第一十字形节点板连接至所述内套管其中一端的十字形槽，所述第二十字形节点板可自由移动地穿过所述内套管另外一端的十字形槽。
6.如权利要求1所述的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑，其特征在于:所述核芯管管壁中部开设有沿所述核芯管的圆周分布和轴向分布的多个孔。
7.如权利要求1所述的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑，其特征在于:所述核芯管管壁中部开设有沿所述核芯管的圆周分布和轴向分布的多个短槽。
8.如权利要求1所述的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑，其特征在于:所述核芯管管壁中部开设有沿所述核芯管的圆周分布多个长槽。
9.如权利要求1所述的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑，其特征在于:所述内套管、所述外套管和所述核芯管之间留有孔隙或设有滑移层。
10.如权利要求9所述的一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑，其特征在于:所述滑移层为硬质橡胶。
【专利摘要】本发明公开了一种三重圆钢管自复位防屈曲支撑，包括作为耗能部件的核芯管，作为防屈曲部件的两个分别设在核芯管内、外用于防止核芯管屈曲的内套管和外套管，作为自复位部件的两个分别顶紧核芯管、内套管和外套管两端的第一端板和第二端板及穿过内套管、第一端板和第二端板的一条或多条预应力筋，作为连接部件的分别穿过所述第一端板和第二端板并与核芯管及外结构相连接的第一十字形节点板和第二十字形节点板，本发明无论受拉伸长还是受压缩短，一条或多条预应力筋始终处于受拉伸长状态，继而确保弹性恢复性能并实现高效的自复位效果。
【IPC分类】E04B1-98
【公开号】CN104674971
【申请号】CN201510067612
【发明人】汪训流, 胡孔国, 刘海涛, 陆新征, 谭壮, 李飞
【申请人】中国电子工程设计院
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月10日