专利名称：自复位防屈曲支撑装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种建筑物的防护装置，尤其涉及一种减少外界震动影响的防护
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背景技术：
传统的土木工程结构抗震设计通过结构构件的弹塑性变形来消耗地震能量，达到 减轻地震作用的目的，但是结构构件的弹塑性耗能不可避免地会对结构造成损伤，甚至是 不可修复的损伤。近年来所发生的大地震(如1994年美国Northridge，1995年日本神户， 1999年台湾集集，2008年中国汶川)造成的严重结构破坏和重大财产损失已经暴露出传统 抗震设计方法的这种缺陷。耗能减振技术通过在结构中设置被动耗能装置，消耗本来由结构构件(例如梁柱 结点)消耗的地震能量，大大减轻了结构的变形和损伤。目前已开发的耗能器主要有四类 摩擦耗能器、金属屈服耗能器、粘滞耗能器和粘弹性耗能器。摩擦耗能器因其耗能能力强、 性能稳定、价格低廉，在工程中相对于其它三种方式更易于推广应用。Pall摩擦耗能器由 Pal 1和Marsh于1982年提出，在加拿大、美国、印度和中国的多幢民用及工业建筑中得到应 用。在Pall摩擦阻尼器的基础上又提出了 T形芯板摩擦耗能器和可变摩擦耗能器等，都具 有Pall摩擦耗能器四连杆变形机构，因此统称为Pall型摩擦阻尼器。Pall型摩擦阻尼器 具有耗能能力强，不受支撑屈曲力的影响。金属屈服耗能器的形式，如2008年2月27日公开的中国专利，公开号为 CN101131005A，公开了一种金属屈服与摩擦阻尼器联合减震控制方法，其主要由耗能钢板、 摩擦钢板、水平连接钢板组成，通过摩擦钢板和耗能钢板来实现分阶段耗能，通过调整摩擦 钢板滑动槽的长度使消能器具有可调功能，其效果明显不如摩擦耗能器。防屈曲支撑被认为是很有前途的一种耗能支撑，防屈曲支撑是一种可以防止支撑 屈曲的一种耗能装置。防屈曲支撑的研究在国内则是刚刚起步，这种耗能器具有吨位大、 耗能能力强、不受频率影响的优点。但是摩擦阻尼器在大震过后，摩擦阻尼器的支撑由于屈 曲而不易拆卸，故结合摩擦阻尼器和防屈曲支撑的优点，提出了摩擦阻尼器与防屈曲支撑 联合减震控制装置。现有技术中，防屈曲支撑和摩擦阻尼器通常采用普通钢材料，由于其发生塑性形 变产生了不可恢复的塑性变形，其应用受到一定的限制。形状记忆合金为一种新型金属材 料，具有超弹性能和形状记忆性能，所以利用形状记忆合金制作防屈曲支撑具有很好的市 场前景。
实用新型内容本实用新型的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种自复位防屈曲支撑装置，其 采用新型材料，耗能能力强，便于安装，改进摩擦耗能器支撑易屈曲、不易拆卸的缺点，更好 地满足工程应用的需要。
3[0008]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案其包括套管以及设置在套管内 的芯板，芯板部分或全部采用形状记忆合金材质。 屈曲约束支撑又称无粘结支撑，是一种新型钢结构支撑，也是一种耗能支撑，屈曲 约束支撑的中心是芯板，采用形状记忆合金材质制成，在轴向力作用下允许有较大的塑性 变形，通过这种变形可以达到耗能的目的。为避免芯板受压时整体屈曲，即在受拉和受压时 都能达到屈服，芯板被置于一个套管内，然后在套管内灌注砂浆。为了减小或消除芯板受轴 力时传给砂浆的力，而且，由于泊松效应，芯板在受压情况下会膨胀，因此在套管与芯板之 间填充砂浆层，砂浆层与芯板之间设置空气间隔层。这样以来，此支撑在受压时亦能达到完 全屈服，使支撑受压承载力与受拉承载力相当，克服了传统支撑受压屈曲的缺陷，改善了支 撑承载能力。芯板为平板形或十字形或工字形或圆管形或方管形。芯板为平板形或十字形或工 字形或圆管形或方管形。形状记忆合金的超弹性性质同其它普通金属材料相比有许多优点首先形状记忆 合金超弹性的疲劳特性很好，而其它材料循环中不可避免地出现损伤，影响寿命；其次形状 记忆合金可恢复应变值很大(6% 8%)，是通常金属材料难以实现的；最后由于奥氏体 弹性模量大于马氏体弹性模量，形状记忆合金弹性模量随温度升高而增大(同普通金属相 反)，这使其在较高温度下仍保持高弹性模量。因此，利用形状记忆合金制作的本装置应用 范围广泛。由于形状记忆合金材料具有超弹性和形状记忆效应，本装置在震后可通过超弹性 性能进行自复位，还可利用形状记忆合金效应通过加热使装置复位，解决了其它支撑震后 不能复位的缺陷，同时形状记忆合金材料具有耐腐蚀、抗疲劳的优点，本装置具有很好的应 用前景。由于形状记忆合金材料造价昂贵，可以将防屈曲支撑芯板的部分采用形状记忆合 金材料、部分采用不锈钢材质，这样可以大大降低成本。当然，也可以在普通支撑方式上采 用形状记忆合金材料，也能够达到较好的减震效果。普通支撑框架是支撑和柱框架共同抵抗地震作用，在大震情况下，支撑和梁、柱都 要受损伤。这样以来，大震后建筑物再利用已经不可能，修复费用很高。而屈曲约束支撑框 架则不一样，它在地震作用下，仅屈曲约束支撑芯板进入塑性进行耗能，其它主体结构仍保 持弹性状态。在地震作用后，只需更换屈曲约束芯板即可，这样大大降低了震后维修费用。本框架安装方便、便于拆卸，其耗能能力强，具有广泛的防震、抗震应用领域。
图1为本实用新型的实施例1外形结构示意图；图2为本实用新型的实施例1的芯板结构示意图；图3为本实用新型的实施例2芯板结构示意图；图4为本实用新型的实施例3芯板结构示意图；图5为本实用新型的实施例4芯板结构示意图；图6为本实用新型的实施例5芯板结构示意图。
具体实施方式
实施例1如图1、图2所示，装置包括套管1以及设置在套管内的芯板2，芯板2为十字形， 十字形的芯板2全部采用形状记忆合金材质。套管1与芯板2之间填充砂浆层3。砂浆层 与芯板之间设置空气间隔层4。实施例2如图3所示，芯板2为工字形，平板形芯板2部分采用形状记忆合金材质。其它同 实施例1。实施例3如图4所示，芯板2为平板形。其它同实施例1。实施例4如图5所示，芯板2为圆管形。其它同实施例1。实施例5如图6所示，芯板2为方管形。其它同实施例1。
权利要求一种自复位防屈曲支撑装置，其特征在于，包括套管以及设置在套管内的芯板，芯板部分或全部采用形状记忆合金材质。
2.根据权利要求1所述的自复位防屈曲支撑装置，其特征在于，芯板为平板形或十字 形或工字形或圆管形或方管形。
3.根据权利要求2所述的自复位防屈曲支撑装置，其特征在于，套管与芯板之间填充 砂浆层。
4.根据权利要求3所述的自复位防屈曲支撑装置，其特征在于，砂浆层与芯板之间设 置空气间隔层。
专利摘要本实用新型涉及一种建筑物的防护装置，尤其涉及一种减少外界震动影响的防护装置。本实用新型的自复位防屈曲支撑装置，包括套管以及设置在套管内的芯板，芯板部分或全部采用形状记忆合金材质。本框架安装方便、便于拆卸，其耗能能力强，具有广泛的防震、抗震应用领域。
文档编号E04B1/30GK201730214SQ201020250089
公开日2011年2月2日 申请日期2010年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者刘文峰, 张同波, 张纪刚, 李秋义, 赵铁军 申请人:青岛理工大学;青建集团股份公司