CN115110657A - 一种装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑 - Google Patents

一种装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑 Download PDF

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周伟昊
许育文
郑宝珠
��昌毅
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王向腾
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Abstract

本发明公开了一种装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑，十字内芯左端连接左连接板，十字内芯右端连接右连接板；内圆钢管套于十字内芯外侧，内圆钢管右端与右连接板焊接，内圆钢管左端与左连接板活动连接；内圆钢管外侧套有外方钢管，外方钢管与内圆钢管之间设有填充橡胶；十字内芯左端套有碟形弹簧，挡板左表面焊接有钢绞线的一端，钢绞线的另一端与左连接板焊接；碟形弹簧位于左连接板和挡板之间。本发明通过碟形弹簧构件防止在大变形情况下内管与端板发生自碰撞，且在允许收缩区域内碟形弹簧具有自复位功能，通过内芯轴向拉压变形、钢绞线拉力、填充橡胶剪切变形三种形式实现协同耗能，提高了全钢约束型防屈曲支撑的刚性性能。

Description

一种装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑
技术领域
本发明涉及减震装置技术领域，具体为一种装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑。
背景技术
传统防屈曲支撑通过内芯轴向拉压屈服变形吸收地震能量，是现在应用最为广泛的消能减震构件之一。
当前的钢管混凝土约束型防屈曲支撑由于需要在外钢管内填充砂浆或混凝土，故其自重较大，并且当混凝土或砂浆因强度不足被压碎后，防屈曲支撑会出现局部屈曲现象，从而极大影响其耗能性能。
当前的全钢防屈曲支撑由于仅依靠芯材耗能，故而刚性低，多应用在低层、小跨度的结构当中，在高层超高层建筑物中使用全钢型防屈曲支撑尚属空白。此外，全钢防屈曲支撑在大变形受压状态情况下，当内芯压缩形变量超过内管与端板之间预留的允许收缩区域时，构件之间会发生硬碰撞。且受压状态向受拉状态转变时，构件存在复位不及时现象。
针对上述背景，我们提出了一种装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑。通过碟形弹簧构件实现构件间软接触、防自碰撞和自复位的功能，且通过多重耗能模式实现全钢防屈曲支撑具有高刚度、稳定耗能性能特点，从而全钢防屈曲支撑可应用于高层建筑，弥补其在实际工程应用中的空白。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑，包括：十字内芯、内圆钢管、外方钢管、碟形弹簧，所述十字内芯左端连接左连接板，十字内芯右端连接右连接板；
内圆钢管套于十字内芯外侧，内圆钢管右端与右连接板焊接，内圆钢管左端与左连接板活动连接；
内圆钢管外侧套有外方钢管，外方钢管与内圆钢管之间设有填充橡胶；
外方钢管左端与左连接板连接，外方钢管右端与右连接板不连接；
十字内芯左端套有碟形弹簧，内圆钢管左端焊接有挡板，挡板左表面焊接有钢绞线的一端，钢绞线的另一端与左连接板焊接；
碟形弹簧位于左连接板和挡板之间。
优选的，所述十字内芯左端与左连接板焊接，十字内芯右端与右连接板焊接。
优选的，所述碟形弹簧左端抵连左连接板，碟形弹簧右端抵连挡板。
优选的，单个所述碟形弹簧采用圆锥状设计。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过碟形弹簧构件防止内管与端板自碰撞；
2、通过碟形弹簧构件实现全钢防屈曲支撑具有自复位功能；
3、通过内芯、内管和填充橡胶协同耗能，大大提高了全钢约束型防屈曲支撑的刚性性能，使得全刚性防屈曲支撑可以应用在高层、大跨度的建筑之中；
4、碟形弹簧在同等变形量下的承载力更大，且可以通过数片碟形弹簧的对合组合、叠合组合和复合组合等组合方式的变化，得到不同的刚度，使其具有广泛的适用范围，可以获得很长的使用寿命，且具有很强的缓冲能力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中的透视图；
图3为本发明图2中A处截面图；
图4为本发明中填充橡胶、外方钢管和碟形弹簧的结构示意图；
图5为本发明中钢绞线、挡板的结构示意图；
图6为本发明的部件爆炸图。
图中：1、十字内芯；2、内圆钢管；3、填充橡胶；4、外方钢管；5、左连接板；6、右连接板；7、碟形弹簧；8、钢绞线；9、挡板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑，包括：十字内芯1、内圆钢管2、外方钢管4、碟形弹簧7，所述十字内芯1左端连接左连接板5，十字内芯1右端连接右连接板6；
内圆钢管2套于十字内芯1外侧，内圆钢管2右端与右连接板6焊接，内圆钢管2左端与左连接板5活动连接；
内圆钢管2外侧套有外方钢管4，外方钢管4与内圆钢管2之间设有填充橡胶3；
外方钢管4左端与左连接板5连接，外方钢管4右端与右连接板6不连接；
十字内芯1左端套有碟形弹簧7，内圆钢管2左端焊接有挡板9，挡板9左表面焊接有钢绞线8的一端，钢绞线8的另一端与左连接板5焊接；
钢绞线8在防屈曲支撑没有受荷载的情况下为松弛状态，预留一定的拉伸长度；
碟形弹簧7左端抵连左连接板5，碟形弹簧7右端抵连挡板9；
单个碟形弹簧7采用圆锥状设计，使碟形弹簧7刚度大，稳定性高，相比圆柱弹簧，碟形弹簧7在同等变形量下的承载力更大，且可以通过数片碟形弹簧7的对合组合、叠合组合和复合组合等组合方式的变化，得到不同的刚度，使其具有广泛的适用范围，可以获得很长的使用寿命，且具有很强的缓冲能力；
当地震荷载作用时，防屈曲支撑通过芯材构件的轴向拉压屈服变形、内圆管屈服变形、填充橡胶剪切变形吸收地震能量。当构件受压时，十字内芯1率先受压变形，当十字内芯1被压缩时碟形弹簧7被压缩，碟形弹簧7对内圆钢管2施加压力使得内圆钢管2受压实现耗能；同时，碟形弹簧7的压缩变形特性确保了内圆钢管2和左连接板5之间软接触、防自碰撞。构件受压时右连接板6推动内圆钢管2向左移动，左连接板5推动外方钢管4向右移动，此时内圆钢管2和外方钢管4之间的填充橡胶3通过剪切变形实现耗能；
当防屈曲支撑受拉时，十字内芯1率先受拉变形，当十字内芯1被拉伸到一定长度时会使得钢绞线8由松弛状态变为紧绷状态，当防屈曲支撑继续拉伸时钢绞线8对内圆钢管2进行拉伸，使得内圆钢管2受拉实现耗能；当受拉时右连接板6拉动内圆钢管2向右移动，左连接板5拉动着外方钢管4向左移动，此时内圆钢管2和外方钢管4之间的填充橡胶3通过剪切变形实现耗能；
当防屈曲支撑构件由受压状态转为受拉状态时，通过碟形弹簧7实现防屈曲支撑具有自复位功能；
总计三重耗能，分别为：
第一重耗能：通过对十字内芯1的拉压变形实现耗能；
第二重耗能：当支撑受压时通过对碟形弹簧7和内圆钢管2的压缩实现耗能，当支撑受拉时通过对钢绞线8和内圆钢管2的拉伸实现耗能；
第三重耗能：通过使内圆钢管2和外方钢管4之间的填充橡胶3产生剪切变形实现耗能。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑，包括：十字内芯(1)、内圆钢管(2)、外方钢管(4)、碟形弹簧(7)，其特征在于：所述十字内芯(1)左端连接左连接板(5)，十字内芯(1)右端连接右连接板(6)；
内圆钢管(2)套于十字内芯(1)外侧，内圆钢管(2)右端与右连接板(6)焊接，内圆钢管(2)左端与左连接板(5)活动连接；
内圆钢管(2)外侧套有外方钢管(4)，外方钢管(4)与内圆钢管(2)之间设有填充橡胶(3)；
外方钢管(4)左端与左连接板(5)连接，外方钢管(4)右端与右连接板(6)不连接；
十字内芯(1)左端套有碟形弹簧(7)，内圆钢管(2)左端焊接有挡板(9)，挡板(9)左表面焊接有钢绞线(8)的一端，钢绞线(8)的另一端与左连接板(5)焊接；
碟形弹簧(7)位于左连接板(5)和挡板(9)之间。
2.根据权利要求1所述的一种装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑，其特征在于，所述十字内芯(1)左端与左连接板(5)焊接，十字内芯(1)右端与右连接板(6)焊接。
3.根据权利要求2所述的一种装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑，其特征在于，所述碟形弹簧(7)左端抵连左连接板(5)，碟形弹簧(7)右端抵连挡板(9)。
4.根据权利要求3所述的一种装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑，其特征在于，单个所述碟形弹簧(7)采用圆锥状设计。
5.一种基于权利要求1所述的一种装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑，其特征在于，所述的装配有防自碰撞碟形弹簧的复合型全钢防屈曲支撑的工作原理为：当地震荷载作用时，防屈曲支撑通过芯材构件的轴向拉压屈服变形、内圆管屈服变形、填充橡胶剪切变形吸收地震能量；
当防屈曲支撑受压时，十字内芯(1)率先受压变形，当十字内芯(1)被压缩时碟形弹簧(7)被压缩，通过碟形弹簧(7)的压缩变形实现内圆钢管(2)与左连接板(5)之间具有软接触特性，防止自碰撞发生，并且碟形弹簧(7)对内圆钢管(2)施加压力使得内圆钢管(2)受压耗能；受压时右连接板(6)推动内圆钢管(2)向左移动，左连接板(5)推动外方钢管(4)向右移动，此时内圆钢管(2)和外方钢管(4)之间的填充橡胶(3)通过剪切变形耗能；
当防屈曲支撑受拉时，十字内芯(1)率先受拉变形，当十字内芯(1)被拉伸到一定长度时会使得钢绞线(8)由松弛状态变为紧绷状态，当防屈曲支撑继续拉伸时钢绞线(8)对内圆钢管(2)进行拉伸，使得内圆钢管(2)受拉进而耗能；在进行拉伸时右连接板(6)拉动内圆钢管(2)向右移动，左连接板(5)拉动着外方钢管(4)向左移动，此时内圆钢管(2)和外方钢管(4)之间的填充橡胶(3)通过剪切变形耗能；
当防屈曲支撑构件由受压状态转为受拉状态时，通过碟形弹簧(7)实现防屈曲支撑具有自复位功能；
总计三重耗能，分别为：
第一重耗能：通过对十字内芯(1)的拉压变形实现耗能；
第二重耗能：当支撑受压时通过对碟形弹簧(7)和内圆钢管(2)的压缩实现耗能，当支撑受拉时通过对钢绞线(8)和内圆钢管(2)的拉伸实现耗能；
第三重耗能：通过使内圆钢管(2)和外方钢管(4)之间的填充橡胶(3)产生剪切变形实现耗能。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103924702A (zh) * 2014-04-01 2014-07-16 北京工业大学 一种具有双屈服点的双套管耗能内芯防屈曲支撑构件
CN106567324A (zh) * 2016-11-11 2017-04-19 北京工业大学 一种基于碟簧的全钢自复位防屈曲支撑
CN110528946A (zh) * 2019-07-18 2019-12-03 华侨大学 基于蝶形弹簧的双重管约束型自复位防屈曲支撑装置
WO2020103239A1 (zh) * 2018-11-19 2020-05-28 扬州大学 免预应力自复位耗能拉索支撑
CN111677141A (zh) * 2020-07-01 2020-09-18 西安建筑科技大学 一种新型四套管屈曲约束支撑

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103924702A (zh) * 2014-04-01 2014-07-16 北京工业大学 一种具有双屈服点的双套管耗能内芯防屈曲支撑构件
CN106567324A (zh) * 2016-11-11 2017-04-19 北京工业大学 一种基于碟簧的全钢自复位防屈曲支撑
WO2020103239A1 (zh) * 2018-11-19 2020-05-28 扬州大学 免预应力自复位耗能拉索支撑
CN110528946A (zh) * 2019-07-18 2019-12-03 华侨大学 基于蝶形弹簧的双重管约束型自复位防屈曲支撑装置
CN111677141A (zh) * 2020-07-01 2020-09-18 西安建筑科技大学 一种新型四套管屈曲约束支撑

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