本技術(shù)涉及屈曲約束支撐裝置，尤其涉及一種初始剛度可控的裝配式自復(fù)位屈曲約束支撐裝置。

背景技術(shù)：

1、基于屈曲約束支撐存在的不足，研究人員將預(yù)應(yīng)力裝置引入屈曲約束支撐，提出了自復(fù)位屈曲約束支撐。自復(fù)位屈曲約束支撐本身具有復(fù)位能力，可以使結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)震后低殘余位移甚至無(wú)殘余位移響應(yīng)，有效提升了主體結(jié)構(gòu)的震后可恢復(fù)性。

2、由于，自復(fù)位屈曲約束支撐裝置特殊的構(gòu)造和工作機(jī)制，使得支撐的初始剛度遠(yuǎn)高于同等屈服力的屈曲約束支撐的初始剛度，從而使結(jié)構(gòu)在地震下的峰值加速度響應(yīng)增大，導(dǎo)致對(duì)加速度敏感的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的失效概率增加。自復(fù)位屈曲約束支撐裝置非常高的初始剛度通常對(duì)構(gòu)件加工誤差非常敏感，支撐初始剛度的不確定性也增加了結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的不確定性。

3、另一方面，自復(fù)位屈曲約束支撐的耗能部件和約束部件通常采用平板耗能內(nèi)芯和矩形截面鋼管。由于鋼管壁板的面外剛度有限，耗能內(nèi)芯受壓時(shí)會(huì)因?yàn)槊嫱饧s束不足而出現(xiàn)明顯的多波屈曲變形，影響支撐滯回性能的穩(wěn)定性；約束管壁板在耗能內(nèi)芯側(cè)向壓力作用下也容易出現(xiàn)局部鼓屈。

4、因此，需要進(jìn)一步研發(fā)更加高效的支撐構(gòu)造，以降低支撐的初始剛度不確定性和耗能內(nèi)芯對(duì)約束管的約束剛度和強(qiáng)度需求，實(shí)現(xiàn)支撐的輕量化設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)背景技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種初始剛度可控的裝配式自復(fù)位屈曲約束支撐裝置。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：

3、一種初始剛度可控的裝配式自復(fù)位屈曲約束支撐裝置，包括矩形內(nèi)管，所述矩形內(nèi)管外套設(shè)有矩形外管，所述矩形內(nèi)管和矩形外管的連接端分別連接有連接頭，還包括：

4、耗能芯板，所述耗能芯板呈l型，使得所述耗能芯板可安裝于所述矩形內(nèi)管和矩形外管之間的四個(gè)邊角處，所述耗能芯板一端連接于所述矩形內(nèi)管的連接端，所述耗能芯板另一端連接于所述矩形外管的連接端；

5、導(dǎo)向片，所述導(dǎo)向片分別設(shè)于所述矩形內(nèi)管的四個(gè)表面，且所述導(dǎo)向片的厚度大于所述耗能芯板的厚度，但所述導(dǎo)向片的厚度小于所述矩形內(nèi)管和矩形外管之間的距離；以及，

6、復(fù)位裝置，設(shè)于所述矩形內(nèi)管內(nèi)部，所述復(fù)位裝置包括碟簧裝置，所述碟簧裝置兩端分別連接有第一預(yù)應(yīng)力組和第二預(yù)應(yīng)力組，所述第一預(yù)應(yīng)力組和第二預(yù)應(yīng)力組分別連接有第一端蓋和第二端蓋，所述第一端蓋和第二端蓋分別依靠所述第一預(yù)應(yīng)力組和第二預(yù)應(yīng)力組的預(yù)應(yīng)力鎖緊于所述矩形內(nèi)管和矩形外管。

7、進(jìn)一步的，所述耗能芯板包括屈服段，所述屈服段兩端分別設(shè)有連接段，所述連接段的截面積大于所述屈服段的截面積，兩所述連接段分別連接于所述矩形內(nèi)管和矩形外管的連接端。

8、進(jìn)一步的，所述屈服段和連接段之間截面積逐漸增大的過(guò)渡段。

9、進(jìn)一步的，所述屈服段表面設(shè)有無(wú)粘結(jié)材料，降低所述屈服段與所述矩形內(nèi)管和矩形外管之間的摩擦。

10、進(jìn)一步的，所述連接段設(shè)有相互交錯(cuò)的連接孔，以降低對(duì)所述連接段的截面削弱。

11、進(jìn)一步的，所述碟簧裝置包括碟簧組合、導(dǎo)管、碟簧擋板以及固定螺栓，其中：所述碟簧組合由單片碟簧通過(guò)疊合和對(duì)合組成，所述碟簧擋板沿周邊設(shè)有圓孔，以便所述第一預(yù)應(yīng)組和第二預(yù)應(yīng)力組穿設(shè)，所述導(dǎo)管穿設(shè)于所述碟簧組合和碟簧擋板，使得所述碟簧組合只能沿所述導(dǎo)管產(chǎn)生軸向變形，所述導(dǎo)管兩端開(kāi)有螺紋，以便所述固定螺栓擰入。

12、進(jìn)一步的，所述第一預(yù)應(yīng)力組的一端連接于所述第一端蓋，所述第一預(yù)應(yīng)力組的另一端連接于遠(yuǎn)離所述第一端蓋的所述碟簧擋板；所述第二預(yù)應(yīng)力組的一端連接于所述第二端蓋，所述第二預(yù)應(yīng)力組的另一端連接于遠(yuǎn)離所述第二端蓋的所述碟簧擋板。

13、進(jìn)一步的，所述第一預(yù)應(yīng)組和第二預(yù)應(yīng)力組分別由若干鋼棒構(gòu)成，且各所述鋼棒的兩端設(shè)有螺紋，便于采用錨固螺母進(jìn)行錨固。

14、進(jìn)一步的，所述矩形內(nèi)管和矩形外管一端的四個(gè)邊角處設(shè)有所述連接端，所述第一端蓋和第二端蓋分別設(shè)有適配所述連接端的插槽。

15、進(jìn)一步的，所述連接頭包括連接板，所述連接板的兩側(cè)分別連接有連接件和連接耳，所述連接件連接于所述矩形內(nèi)管和矩形外管的連接端。

16、本實(shí)用新型的有益效果是：

17、1、本實(shí)用新型提出的支撐裝置，包括矩形內(nèi)管、矩形外管以及安裝于矩形內(nèi)管和矩形外管之間耗能芯板，該耗能芯板呈l型，且布置于矩形內(nèi)管和矩形外管的四個(gè)角部，極大降低了耗能芯板受壓時(shí)對(duì)矩形內(nèi)管和矩形外管的約束需求，有利于實(shí)現(xiàn)支撐的輕量化設(shè)計(jì)。在地震作用下，損傷集中于耗能芯板，其余部件則始終處于無(wú)損狀態(tài)，且耗能芯板于其余部件采用螺栓連接，有利于震后損傷內(nèi)芯的快速更換，可以極大降低支撐的震后修復(fù)成本。

18、2、本實(shí)用新型提出的支撐裝置，僅碟簧裝置施加目標(biāo)預(yù)壓力，第一預(yù)應(yīng)力組和第二預(yù)應(yīng)力組的預(yù)張力與碟簧裝置預(yù)壓力相比可以忽略不計(jì)。與既有自復(fù)位屈曲約束支撐相比，所提出的裝配式自復(fù)位屈曲約束支撐在初始受力階段的工作機(jī)制發(fā)生改變，從而可以顯著提升支撐初始剛度的可控性，降低支撐初始剛度不確定性對(duì)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響。

技術(shù)特征：

1.一種初始剛度可控的裝配式自復(fù)位屈曲約束支撐裝置，其特征在于，包括矩形內(nèi)管，所述矩形內(nèi)管外套設(shè)有矩形外管，所述矩形內(nèi)管和矩形外管的連接端分別連接有連接頭，還包括：

2.如權(quán)利要求1所述的支撐裝置，其特征在于，所述耗能芯板包括屈服段，所述屈服段兩端分別設(shè)有連接段，所述連接段的截面積大于所述屈服段的截面積，兩所述連接段分別連接于所述矩形內(nèi)管和矩形外管的連接端。

3.如權(quán)利要求2所述的支撐裝置，其特征在于，所述屈服段和連接段之間截面積逐漸增大的過(guò)渡段。

4.如權(quán)利要求2所述的支撐裝置，其特征在于，所述屈服段表面設(shè)有無(wú)粘結(jié)材料，降低所述屈服段與所述矩形內(nèi)管和矩形外管之間的摩擦。

5.如權(quán)利要求2所述的支撐裝置，其特征在于，所述連接段設(shè)有相互交錯(cuò)的連接孔，以降低對(duì)所述連接段的截面削弱。

6.如權(quán)利要求1所述的支撐裝置，其特征在于，所述碟簧裝置包括碟簧組合、導(dǎo)管、碟簧擋板以及固定螺栓，其中：所述碟簧組合由單片碟簧通過(guò)疊合和對(duì)合組成，所述碟簧擋板沿周邊設(shè)有圓孔，以便所述第一預(yù)應(yīng)組和第二預(yù)應(yīng)力組穿設(shè)，所述導(dǎo)管穿設(shè)于所述碟簧組合和碟簧擋板，使得所述碟簧組合只能沿所述導(dǎo)管產(chǎn)生軸向變形，所述導(dǎo)管兩端開(kāi)有螺紋，以便所述固定螺栓擰入。

7.如權(quán)利要求6所述的支撐裝置，其特征在于，所述第一預(yù)應(yīng)力組的一端連接于所述第一端蓋，所述第一預(yù)應(yīng)力組的另一端連接于遠(yuǎn)離所述第一端蓋的所述碟簧擋板；所述第二預(yù)應(yīng)力組的一端連接于所述第二端蓋，所述第二預(yù)應(yīng)力組的另一端連接于遠(yuǎn)離所述第二端蓋的所述碟簧擋板。

8.如權(quán)利要求6所述的支撐裝置，其特征在于，所述第一預(yù)應(yīng)組和第二預(yù)應(yīng)力組分別由若干鋼棒構(gòu)成，且各所述鋼棒的兩端設(shè)有螺紋，便于采用錨固螺母進(jìn)行錨固。

9.如權(quán)利要求1所述的支撐裝置，其特征在于，所述矩形內(nèi)管和矩形外管一端的四個(gè)邊角處設(shè)有所述連接端，所述第一端蓋和第二端蓋分別設(shè)有適配所述連接端的插槽。

10.如權(quán)利要求1所述的支撐裝置，其特征在于，所述連接頭包括連接板，所述連接板的兩側(cè)分別連接有連接件和連接耳，所述連接件連接于所述矩形內(nèi)管和矩形外管的連接端。

技術(shù)總結(jié)
一種初始剛度可控的裝配式自復(fù)位屈曲約束支撐，包括碟簧組合、高強(qiáng)鋼棒、矩形內(nèi)管、矩形外管以及安裝于矩形內(nèi)管和矩形外管之間耗能芯板，該耗能芯板呈L型，且布置于矩形內(nèi)管和矩形外管的四個(gè)角部，極大降低了耗能芯板受壓時(shí)對(duì)矩形內(nèi)管和矩形外管的約束需求，有利于實(shí)現(xiàn)支撐的輕量化設(shè)計(jì)。在地震作用下，損傷集中于耗能芯板，其余部件則始終處于無(wú)損狀態(tài)，且耗能芯板于其余部件采用螺栓連接，有利于震后損傷內(nèi)芯的快速更換，可以極大降低支撐的震后修復(fù)成本。與既有自復(fù)位屈曲約束支撐相比，所提出的裝配式自復(fù)位屈曲約束支撐在初始受力階段的工作機(jī)制發(fā)生改變，從而可以顯著提升支撐初始剛度的可控性，降低支撐初始剛度不確定性對(duì)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響。

技術(shù)研發(fā)人員：張超眾,劉陽(yáng),鐘沛杰,劉小娟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華僑大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240524
技術(shù)公布日：2025/1/9