双阶屈服屈曲约束支撑结构

本发明涉及消能减震，具体涉及一种双阶屈服屈曲约束支撑结构。

背景技术：

1、屈曲约束支撑作为一种新型的减震耗能构件，在受压时可以达到全截面屈服，可以避免普通支撑受压容易屈曲失稳的问题，并且其先于结构主体屈服破坏，相当于结构的“保险丝”。

2、在工程设计中，屈曲约束支撑通常用于吸收罕遇地震或以上的能量，能有效防止罕遇地震或以上作用对主体结构的损伤；但是现有的屈曲约束支撑无法在多遇地震或者建筑与风力摩擦而产生的震动作用下提供耗能作用，即大部分情况下，现有的屈曲约束支撑的作用与普通钢支撑相同，这与兼具承载力和屈服耗能的初衷相违背。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供双阶屈服屈曲约束支撑结构，本双阶屈服屈曲约束支撑结构兼具承载力和屈服耗能，能够适应不同大小地震。

2、本发明提供了双阶屈服屈曲约束支撑结构包括屈曲约束支撑，双阶屈服屈曲约束支撑结构还包括滑动摩擦阻尼器，所述滑动摩擦阻尼器包括盖板和两组施力件，各组施力件均包括夹板、sma杆件和紧固件；所述盖板两侧分别设有一个通孔，各通孔分别用于穿设一个施力件上的sma杆件；所述夹板的端部固定连接所述屈曲约束支撑的端部，所述夹板上设有截面为矩形的槽孔，槽孔的长度方向与屈曲约束支撑的方向长度方向一致，所述槽孔和所述通孔均用于穿设同一个sma杆件，所述紧固件连接所述sma杆件，用于将夹板和盖板互相贴合和紧固；所述夹板靠近盖板的侧面设有凹槽，凹槽的两侧面均为互相相交的斜面；所述盖板靠近夹板的侧面设有凸块，所述凸块的表面与凹槽的两侧面均贴合，以使两个夹板相对于所述盖板互相远离或者靠近时，夹板和所述盖板之间的距离沿sma杆件的长度方向增加或减小，sma杆件拉长或收缩，实现对震动能量的吸收。

3、sma(形状记忆合金)杆件具有伸长和收缩的能力，本双阶屈服屈曲约束支撑结构中的滑动摩擦阻尼器的承载力和刚度较低，在多遇地震下可进入屈服状态从而增加结构的阻尼，降低多遇地震作用下结构的地震反应；屈曲约束支撑的芯材在多遇地震作用下侧向刚度较大，在罕遇地震作用下屈服进一步耗能。

4、较佳地，所述紧固件包括两个螺母，所述sma杆件的两端均设有螺纹柱，所述两个螺母分别螺纹连接所述螺纹柱，旋紧螺母能够使得两个螺母夹紧所述夹板和所述盖板。

5、目的在于紧固sma杆件。

6、较佳地，所述sma杆件中部设有削弱段，削弱段的直径比所述螺纹柱的直径小，并且削弱段与所述螺纹柱之间设有圆弧过渡段，所述削弱段穿设在所述通孔和所述槽孔内。

7、使得所述sma螺栓的轴向变形集中于所述削弱段上，避免螺纹柱遭到破坏，圆弧过渡段能够防止应力集中。

8、较佳地，所述sma杆件上套设有两个套筒，各所述套筒的内壁均设有能够贴合所述圆弧过渡段的凸台，两个套筒的端面分别抵接所述两个螺母互相靠近的端面，旋紧两个螺母，使得两个套筒挤压所述夹板和所述盖板，使得所述夹板和所述盖板互相靠近。

9、较佳地，所述盖板的数量为两个，两个盖板紧贴在所述夹板的两侧，各盖板上均设有多个通孔，多个通孔矩阵排列，两个夹板上设有的槽孔也为多个，多个槽孔矩阵排列，并且多个槽孔与多个通孔一一对应；所述各组施力件均包括多个sma杆件，多个sma杆件与夹板上的槽孔的数量一一对应。

10、目的在于使得夹板两侧受力平衡。

11、较佳地，互相配合的所述凸块和所述凹槽所在直线与所述sma杆件重合。

12、目的在于凸块和所述凹槽侧壁相对运动产生的力快速作用于sma杆件上。

13、较佳地，所述屈曲约束支撑包括条形屈服板、套管、混凝土和无粘结膨胀材料，所述条形屈服板的端部固定连接一个所述夹板的端部，所述条形屈服板穿设在所述套管内，条形屈服板表面设置一层无粘结膨胀材料，无粘结膨胀材料与套管之间填充所述混凝土。

14、条形屈服板为一字型钢材，钢材屈服点低，延性较好；套管的截面为方形或圆形，优选为方形；无粘结膨胀材料为橡胶，能够吸收条形屈服板形变时的能量。

15、较佳地，所述套管的两端固定设有挡板，挡板上设有允许所述条形屈服板穿过的滑孔。

16、挡板用于防止混凝土受到挤压时掉落。

17、较佳地，所述条形屈服板的两端部和两个所述夹板相背的端部均设有连接件，所述连接件为四个平板构成的十字形的柱体，各对应的所述柱体的端部固定连接所述条形屈服板的端部和夹板的端部，所述条形屈服板和所述夹板上互相靠近的两个柱体之间设有多个l形板，l形板跨过两个柱体，并且l形板上的直角与柱体上的直角重合，l形板的板面和平板的板面上设有多个同轴的螺栓孔，对应的螺栓孔内设有螺栓，通过螺栓将l形板的板面和平板的板面连接在一起，进而使得两个柱体连接在一起；所述条形屈服板与柱体之间还设有过渡段，过渡段的两端分别固定连接所述条形屈服板和所述柱体的端部。

18、提供一种连接方式。十字形的柱体截面为十字形的钢材；所述过渡段从所述条形屈服板平缓过渡至十字形的柱体，目的在于使得屈曲约束支撑和滑动摩擦阻尼器牢固连接。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、(1)通过sma滑动摩擦阻尼器和屈曲约束支撑串联实现双阶屈服。其中sma滑动摩擦阻尼器的承载力和刚度较低，在多遇地震下可进入屈服状态从而增加结构的阻尼，降低多遇地震作用下结构的地震反应；屈曲约束支撑的芯材在多遇地震作用下侧向刚度较大，在罕遇地震作用下屈服进一步耗能，本双阶屈服屈曲约束支撑结构兼具承载力和屈服耗能，能够适应不同大小地震。

21、(2)提供了一种双阶屈服屈曲约束支撑，滑动摩擦阻尼器与屈曲约束支撑通过连接件连接，实施方便。

22、(3)地震发生后sma摩擦阻尼器的损伤易于监测，可以作为反应屈曲约束支撑损伤的引信结构。

技术特征：

1.双阶屈服屈曲约束支撑结构，包括屈曲约束支撑(2)，其特征在于，还包括滑动摩擦阻尼器(1)，所述滑动摩擦阻尼器(1)包括盖板(4)和两组施力件，各组施力件均包括夹板(5)、sma杆件(3)和紧固件；所述盖板(4)两侧分别设有一个通孔(41)，各通孔(41)分别用于穿设一个施力件上的sma杆件(3)；

2.如权利要求1所述的双阶屈服屈曲约束支撑结构，其特征在于，所述紧固件包括两个螺母(7)，所述sma杆件(3)的两端均设有螺纹柱(8)，所述两个螺母(7)分别螺纹连接所述螺纹柱(8)，旋紧螺母(7)能够使得两个螺母(7)夹紧所述夹板(5)和所述盖板(4)。

3.如权利要求2所述的双阶屈服屈曲约束支撑结构，其特征在于，所述sma杆件(3)中部设有削弱段(9)，削弱段(9)的直径比所述螺纹柱(8)的直径小，并且削弱段(9)与所述螺纹柱(8)之间设有圆弧过渡段(10)，所述削弱段(9)穿设在所述通孔(41)和所述槽孔(13)内。

4.如权利要求3所述的双阶屈服屈曲约束支撑结构，其特征在于，所述sma杆件(3)上套设有两个套筒(6)，各所述套筒(6)的内壁均设有能够贴合所述圆弧过渡段(10)的凸台，两个套筒(6)的端面分别抵接所述两个螺母(7)互相靠近的端面，旋紧两个螺母(7)，使得两个套筒(6)挤压所述夹板(5)和所述盖板(4)，使得所述夹板(5)和所述盖板(4)互相靠近。

5.如权利要求1所述的双阶屈服屈曲约束支撑结构，其特征在于，所述盖板(4)的数量为两个，两个盖板(4)紧贴在所述夹板(5)的两侧，各盖板(4)上均设有多个通孔(41)，多个通孔(41)矩阵排列，两个夹板(5)上设有的槽孔(13)也为多个，多个槽孔(13)矩阵排列，并且多个槽孔(13)与多个通孔(41)一一对应；

6.如权利要求1所述的双阶屈服屈曲约束支撑结构，其特征在于，互相配合的所述凸块和所述凹槽所在直线与所述sma杆件(3)重合。

7.如权利要求1所述的双阶屈服屈曲约束支撑结构，其特征在于，所述屈曲约束支撑(2)包括条形屈服板(15)、套管(18)、混凝土(19)和无粘结膨胀材料(20)，所述条形屈服板(15)的端部固定连接一个所述夹板(5)的端部，所述条形屈服板(15)穿设在所述套管(18)内，条形屈服板(15)表面设置一层无粘结膨胀材料(20)，无粘结膨胀材料(20)与套管(18)之间填充所述混凝土(19)。

8.如权利要求1所述的双阶屈服屈曲约束支撑结构，其特征在于，所述套管(18)的两端固定设有挡板，挡板上设有允许所述条形屈服板(15)穿过的滑孔。

9.如权利要求7所述的双阶屈服屈曲约束支撑结构，其特征在于，所述条形屈服板(15)的两端部和两个所述夹板(5)相背的端部均设有连接件，所述连接件为四个平板(17)构成的十字形的柱体，各对应的所述柱体的端部固定连接所述条形屈服板(15)的端部和夹板(5)的端部，所述条形屈服板(15)和所述夹板(5)上互相靠近的两个柱体之间设有多个l形板，l形板跨过两个柱体，并且l形板上的直角与柱体上的直角重合，l形板的板面和平板(17)的板面上设有多个同轴的螺栓孔(11)，对应的螺栓孔(11)内设有螺栓，通过螺栓将l形板的板面和平板(17)的板面连接在一起，进而使得两个柱体连接在一起。

10.如权利要求9所述的双阶屈服屈曲约束支撑结构，其特征在于，所述条形屈服板(15)与柱体之间还设有过渡段(16)，过渡段(16)的两端分别固定连接所述条形屈服板(15)和所述柱体的端部。

技术总结
本发明公开了一种双阶屈服屈曲约束支撑结构，属于消能减震技术领域。该双阶屈服屈曲约束支撑结构包括屈曲约束支撑，双阶屈服屈曲约束支撑结构还包括滑动摩擦阻尼器；所述盖板两侧分别设有一个通孔，各通孔分别用于穿设一个施力件上的SMA杆件；所述夹板的端部固定连接所述屈曲约束支撑的端部，所述夹板上设有截面为矩形的槽孔，槽孔的长度方向与屈曲约束支撑的方向长度方向一致，所述槽孔和所述通孔均用于穿设同一个SMA杆件，所述紧固件连接所述SMA杆件，用于将夹板和盖板互相贴合和紧固。本双阶屈服屈曲约束支撑结构兼具承载力和屈服耗能，能够适应不同大小地震。

技术研发人员：王激扬,黄辉杰,王凌波,王树斌,余旦,董杰
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17