一种基于碟簧复位和坡面芯板耗能的自复位屈曲约束支撑

本发明涉及一种基于碟簧复位和坡面芯板耗能的自复位屈曲约束支撑，属于抗震防灾装置的。

背景技术：

1、屈曲约束支撑在地震等作用下芯板发生塑性形变，耗散地震能量，减小主体结构承受的地震作用。然而屈曲约束支撑芯板一旦产生塑性形变，往往无法恢复到初始状态。这会导致地震后主体结构产生残余变形，不仅降低了结构的安全性和可靠性，显著提高了修复难度，造成巨大的财产损失。

2、针对屈曲约束支撑存在的问题，国内外已经开发了多种具有自复位功能的屈曲约束支撑，然而现有自复位屈曲约束支撑的复位机构与耗能结构分离，不仅造成装置繁琐，而且复位机构往往在耗能构件上产生较大的预压或预拉应力，影响耗能构件性能发挥。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于碟簧复位和坡面芯板耗能的自复位屈曲约束支撑，简化了构造，能够在地震作用下发生塑性变形后，具备恢复到初始状态的能力。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种基于碟簧复位和坡面芯板耗能的自复位屈曲约束支撑，包括外壳、作为耗能构件的坡面芯板、作为屈曲约束构件的固定约束盖板组件、碟簧以及作为自复位构件的活动约束盖板组件；

4、所述坡面芯板包括芯板耗能段以及芯板夹持段，芯板耗能段的两端有芯板坡面突起，进而与芯板夹持段无缝连接，即芯板耗能段、芯板坡面突起与芯板夹持段为一体；

5、坡面芯板的上表面与下表面均布设活动约束盖板组件，活动约束盖板组件相对芯板的端部内侧设置活动盖板自复位坡面，活动盖板自复位坡面与同侧的芯板坡面突起匹配接触；

6、活动约束盖板组件相对坡面芯板的端部外侧预设若干碟簧；

7、在坡面芯板的上表面或下表面，芯板耗能段与活动约束盖板组件之间安装固定约束盖板组件，且固定约束盖板组件通过若干固定盖板螺栓穿过同侧活动约束盖板组件后与外壳固定，碟簧的两端分别与外壳、活动约束盖板组件相抵，活动盖板螺栓穿过外壳活动孔、碟簧中心孔后，固定于活动约束盖板；

8、作为本发明的进一步优选，所述活动约束盖板组件包括活动盖板连接面板、活动盖板活动孔以及活动盖板自复位坡面，定义活动盖板连接面板与芯板相对的面为下表面，在活动盖板连接面板的下表面两端分别设置活动盖板自复位坡面，活动盖板自复位坡面与相邻端的芯板坡面突起接触后配合，实现轴向力和垂直向力的转换；

9、作为本发明的进一步优选，在活动盖板连接面板上预留开设若干均匀分布的活动盖板活动孔，活动盖板连接面板每个端部的活动盖板自复位坡面上表面布设若干预留螺栓孔，螺栓孔有内螺纹；预留螺栓孔的个数与碟簧个数匹配；

10、所述外壳为方矩管，其两端为开口端，当外壳罩设在整个构造外部时，相对活动盖板活动孔的位置开设个数匹配的外壳固定孔，相对活动盖板螺栓的位置开设个数匹配的外壳活动孔；

11、作为本发明的进一步优选，所述固定约束盖板组合包括固定盖板约束面板，在其上安装若干均匀分布的固定盖板圆钢管套筒，固定盖板圆钢管套筒的个数与活动盖板活动孔个数相同，且布设位置匹配，固定盖板螺栓和固定盖板圆钢管套筒在安装时穿设活动盖板活动孔；

12、固定盖板圆钢管套筒中有内螺纹，其型号与固定盖板螺栓相应；固定盖板圆钢管套筒的外径小于活动盖板活动孔，但大于外壳固定孔；固定盖板圆钢管套筒与固定盖板约束面板焊接连接；

13、固定盖板螺栓从外壳固定孔拧入固定盖板圆钢管套筒中，活动盖板螺栓从外壳活动孔位置穿过碟簧拧入预留螺栓孔内，固定盖板螺栓与活动盖板螺栓共同配合，对活动盖板连接面板的移动方向进行约束；

14、作为本发明的进一步优选，坡面芯板两端的芯板夹持段分别从外壳的开口端伸出，芯板夹持段作为整个构造与主体结构的安装结合部分。

15、通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

16、1、本发明提供的基于碟簧复位和坡面芯板耗能的自复位屈曲约束支撑，作为耗能构件的坡面芯板通过坡面突起与作为自复位构件的活动约束盖板组件之间产生联动关系，装置构造简单，简化了结构调整的过程，减少了设计以及施工的复杂性；

17、2、本发明提供的基于碟簧复位和坡面芯板耗能的自复位屈曲约束支撑，作为自复位构件的活动约束盖板组件，在发生塑性变形时能够将变形拉力或者压力转换为轴向力以及垂直向力，即自复位构件具备将耗能构件恢复到初始状态的能力。。

技术特征：

1.一种基于碟簧复位和坡面芯板耗能的自复位屈曲约束支撑，其特征在于：包括外壳（2）、作为耗能构件的坡面芯板（1）、作为屈曲约束构件的固定约束盖板组件（3）、碟簧（5）以及作为自复位构件的活动约束盖板组件（4）；

2.根据权利要求1所述的基于碟簧复位和坡面芯板耗能的自复位屈曲约束支撑，其特征在于：所述活动约束盖板组件（4）包括活动盖板连接面板（4.1）、活动盖板活动孔（4.4）以及活动盖板自复位坡面（4.2），定义活动盖板连接面板（4.1）与坡面芯板（1）相对的面为下表面，在活动盖板连接面板（4.1）的下表面两端分别设置活动盖板自复位坡面（4.2），活动盖板自复位坡面（4.2）与相邻端的芯板坡面突起（1.1）接触后配合，实现轴向力和垂直向力的转换。

3.根据权利要求2所述的基于碟簧复位和坡面芯板耗能的自复位屈曲约束支撑，其特征在于：在活动盖板连接面板（4.1）上预留开设若干均匀分布的活动盖板活动孔（4.4），活动盖板连接面板（4.1）每个端部的活动盖板自复位坡面（4.2）上布设若干预留螺栓孔；预留螺栓孔的个数与碟簧（5）个数匹配；

4.根据权利要求3所述的基于碟簧复位和坡面芯板耗能的自复位屈曲约束支撑，其特征在于：所述固定约束盖板组合包括固定盖板约束面板（3.1），在其上安装若干均匀分布的固定盖板螺栓（3.3）、固定盖板圆钢管套筒（3.2），固定盖板螺栓（3.3）、固定盖板圆钢管套筒（3.2）的个数与活动盖板活动孔（4.4）个数相同，且布设位置匹配，固定盖板螺栓（3.3）和固定盖板圆钢管套筒（3.2）在安装时穿设活动盖板活动孔（4.4）；

5.固定盖板螺栓（3.3）从外壳固定孔（2.2）拧入固定盖板圆钢管套筒（3.2）中，活动盖板螺栓（4.3）从外壳活动孔（2.1）位置穿过碟簧（5）拧入预留螺栓孔内，固定盖板螺栓（3.3）与活动盖板螺栓（4.3）共同配合，对活动盖板连接面板（4.1）的移动方向进行约束。

6.根据权利要求3所述的基于碟簧复位和坡面芯板耗能的自复位屈曲约束支撑，其特征在于：坡面芯板（1）两端的芯板夹持段（1.3）分别从外壳（2）的开口端伸出，芯板夹持段（1.3）作为整个构造与主体结构的安装结合部分。

技术总结
本发明涉及一种基于碟簧复位和坡面芯板耗能的自复位屈曲约束支撑，包括外壳、坡面芯板、固定约束盖板组件、碟簧以及活动约束盖板组件；坡面芯板的上表面与下表面均布设活动约束盖板组件，活动约束盖板组件相对坡面芯板的端部内侧设置活动盖板自复位坡面，活动盖板自复位坡面与同侧的芯板坡面突起匹配接触；活动约束盖板组件相对坡面芯板的端部外侧预设若干碟簧；在坡面芯板的上表面或下表面，芯板耗能段与活动约束盖板组件之间安装固定约束盖板组件，固定约束盖板组件通过若干固定盖板螺栓穿设同侧活动约束盖板组件后与罩设在整个构造外部的外壳固定。本发明简化了构造，能够在外力作用下发生塑性变形后自动恢复到初始状态。

技术研发人员：郑宝锋,王杜鑫,黄源峰,郑雨阳,希热扎提·热夏提
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24