CN204626690U - 自复位二重钢管防屈曲支撑 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种自复位二重钢管防屈曲支撑，它包括由两片耗能内芯板组成的耗能内芯、内套筒、外套筒、形状记忆合金棒、左盖板、右盖板、左连接板和右连接板。本实用新型通过内套筒、外套筒、耗能内芯和形状记忆合金棒之间的独特结构设置，实现拉压自复位； 将内套筒和外套筒采用圆形套筒作为约束构件，圆弧形耗能内芯板作为传力构件，增强了支撑的防屈曲性能作为复位构件，充分利用了形状记忆合金的超弹性、形状记忆性和高阻尼等优点，大大改善了支撑的性能。本实用新型具有构造简单、传力明确、结构对称、造型美观、施工方便和实用性强的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于土木工程结构抗振技术领域，具体涉及一种自复位二重钢管防屈曲支撑。
背景技术
防屈曲支撑作为一种高效的耗能减震构件，在高层建筑中的应用越来越广泛。传统的防屈曲支撑虽然能满足现行规范的抗震要求，保证结构大震不倒，但震后维修成本或拆除重建成本很高，而且结构过大的残余变形还给结构健康检测造成麻烦。现有的自复位支撑研究成果虽能满足自复位和耗能要求，但要么是只能保证支撑受拉时实现自复位，要么是构件本身构造复杂、造价成本高，而且大部分自复位支撑采取的耗能形式为摩擦耗能，螺栓易松动，磨擦面易老化。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种构造简单、传力明确、施工方便、造型美观和功能全面的自复位二重钢管防屈曲支撑 。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种自复位二重钢管防屈曲支撑，它包括由两片耗能内芯板组成的耗能内芯、内套筒、外套筒、至少一根形状记忆合金棒、左盖板、右盖板、左连接板和右连接板；每片耗能内芯板的断截面形状为圆弧形，由两端的非屈服段和中间的屈服段构成，所述非屈服段的断截面面积大于所述屈服段的断截面面积；所述内套筒和所述外套筒为长度相同的圆柱形钢管，所述内套筒套设在所述外套筒中；两片所述耗能内芯板对称套设在所述内套筒和所述外套筒之间，所述耗能内芯的长度大于所述外套筒，所述耗能内芯的一端与所述外套筒端部的内壁焊接，所述耗能内芯的另一端与所述内套筒端部的外壁焊接，所述耗能内芯两端伸出所述外套筒的部分为连接部；所述左盖板和所述右盖板上均开有两个对称的弧形槽，通过所述弧形槽，所述左盖板穿设在所述耗能内芯一端的连接部，所述右盖板穿设在所述耗能内芯另一端的连接部；所述形状记忆合金棒设在所述内套筒中，所述形状记忆合金棒的一端连接所述左盖板，所述形状记忆合金棒的另一端连接所述右盖板；所述左连接板和所述右连接板分别固定连接到所述耗能内芯的连接部。
基于上述，它还包括八块一边呈圆弧形的角钢，每块角钢的圆弧形边贴焊于所述耗能内芯连接部的内壁，每块耗能内芯板上对称贴焊两块所述角钢并形成凹槽，同一侧的耗能内芯板上的两个凹槽对称设置为连接槽；所述左连接板和所述右连接板均采用十字形连接板，所述左连接板插接到其中一个连接槽并焊接固定，所述右连接板插接到另一个连接槽并焊接固定。
基于上述，它还包括八块圆弧形角钢，每块角钢贴焊于所述耗能内芯连接部的内壁，每块耗能内芯板上对称贴焊两块所述角钢并形成凹槽，同一侧的耗能内芯板上的两个凹槽对称设置为连接槽；所述左连接板和所述右连接板均采用一字形连接板，所述左连接板插接到左侧连接槽并焊接固定，所述右连接板插接到右侧连接槽并焊接固定。
基于上述，所述形状记忆合金棒的数量为4根。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型具有以下有益效果：
1.本实用新型通过内套筒、外套筒、耗能内芯和形状记忆合金棒之间的独特结构设置，同现有的自复位支撑相比，不仅能实现受拉自复位，还能实现受压自复位；
2.本实用新型通过耗能内芯板屈服耗能取代传统的摩擦耗能，能避免螺栓松动和摩擦面老化、失效及腐蚀等问题；
3.本实用新型的内套筒和外套筒采用圆形套筒作为约束构件，圆弧形耗能内芯板作为传力构件，增强了支撑的防屈曲性能和耗能能力；
4.本实用新型采用形状记忆合金棒作为复位构件，充分利用了形状记忆合金的超弹性、形状记忆性和高阻尼等优点，大大改善了支撑的性能。
5.本实用新型构造简单，传力明确，结构对称，造型美观，施工方便，具有很好的实用性。
附图说明
图1是本实用新型的主视图。
图2是本实用新型的侧视图。
图3是1-1剖面图。
图4是3-3剖面图。
图5是2-2剖面图。
图6是本实用新型耗能内芯板的结构示意图。
图7是本实用新型形状记忆合金棒的结构示意图。
图8是本实用新型实施例1中左/右盖板的结构示意图。
图9是本实用新型实施例1中角钢的结构示意图。
图10是本实用新型实施例2的部分结构示意图。
图11是本实用新型实施例2中左/右盖板的结构示意图。
图12是本实用新型实施例2中角钢的结构示意图。
图中标号：1—外套筒 2—内套筒 3—耗能内芯板 4—形状记忆合金棒 51—左盖板 52—右盖板 61—左连接板 62—右连接板 7—角钢 。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如图1-9所示，一种自复位二重钢管防屈曲支撑 ，它包括外套筒1、内套筒2、由两片耗能内芯板3组成的耗能内芯、形状记忆合金棒4、左盖板51、右盖板52、左十字形连接板61和右十字形连接板62。
每片耗能内芯板2的断截面形状为圆弧形，由两端的非屈服段和中间的屈服段构成，所述非屈服段的断截面面积大于所述屈服段的断截面面积；
所述内套筒2和所述外套筒1为长度相同的圆柱形钢管，所述内套筒2套设在所述外套筒1中；
两片所述耗能内芯板3对称套设在所述内套筒3和所述外套筒1之间，所述耗能内芯的长度大于所述外套筒1，所述耗能内芯的左端与所述外套筒1端部的内壁焊接，所述耗能内芯的右端与所述内套筒2端部的外壁焊接，所述耗能内芯两端伸出所述外套筒1的部分为连接部。
所述左盖板51和所述右盖板52上均开有两个对称的弧形槽，通过所述弧形槽，所述左盖板51穿设在所述耗能内芯一端的连接部，所述右盖板52穿设在所述耗能内芯另一端的连接部。
所述形状记忆合金棒4设在所述内套筒2中，所述形状记忆合金棒4的两端设置有螺纹，所述左盖板51和所述右盖板52的中部开有通孔，所述形状记忆合金棒4通过螺丝紧固在所述左盖板51和所述右盖板52上，需要说明的是，所述形状记忆合金棒4不限于棒状形式，在具体使用时，也可以使用形状记忆合金绞线，也即采用绞线形式。
为了更好地将所述左十字形连接板61和所述右十字形连接板62固定到所述耗能内芯的连接部，使用八块一边呈圆弧形的角钢7，每块角钢7的圆弧形边贴焊于所述耗能内芯连接部的内壁，每块耗能内芯板3上对称贴焊两块所述角钢7并形成凹槽，同一侧的耗能内芯板3上的两个凹槽对称设置为连接槽，所述左十字形连接板61插接到其中一个连接槽并焊接固定，所述右十字形连接板61插接到另一个连接槽并焊接固定。
实施例2
如图1-12所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述内套筒2中设置四根所述形状记忆合金棒4，采用八块圆弧形角钢8，每块角钢8贴焊于所述耗能内芯连接部的内壁，每块耗能内芯板3上对称贴焊两块所述角钢8并形成凹槽，同一侧的耗能内芯板3上的两个凹槽对称设置为连接槽；所述左连接板61和所述右连接板62均采用一字形连接板，所述左连接板61插接到左侧连接槽并焊接固定，所述右连接板62插接到右侧连接槽并焊接固定。
工作原理：
该自复位二重钢管防屈曲支撑在受拉压轴向力时，在内、外套筒约束作用下不会发生屈曲，在形状记忆合金棒的作用下可以实现自复位，消除残余变形。本发明的工作过程分为两种情况，每种情况各有两个阶段。
第一种情况：
（1）受拉耗能阶段，支撑在初始状态下受力为零，长度为原长，随着拉力的增大，支撑开始工作，耗能内芯开始拉伸耗能并产生一定的弹性变形，同时，耗能内芯左端非屈服段会带动与之焊接的外套筒开始向左运动，并推动左盖板向左端运动，耗能内芯右端非屈服段会带动与之焊接的内套筒开始向右运动，并推动右盖板向右运动。此时，形状记忆合金棒会被拉伸，长度增大。
（2）受拉复位阶段，当支撑达到最大变形，外力减小，利用形状记忆合金材料良好的超弹性和形状记忆性两大优点，使形状记忆合金棒自动复位到原来长度，并带动左、右盖板将支撑拉回到原来长度，消除残余变形，实现自复位。
第二种情况：
（1）受压耗能阶段，支撑在初始状态下受力为零，长度为原长，随着压力的增大，支撑开始工作，耗能内芯开始压缩耗能并产生一定的弹性变形，同时，耗能内芯左端非屈服段会带动与之焊接的外套筒开始向右运动，并推动右盖板向右端运动，耗能内芯右端非屈服段会带动与之焊接的内套筒开始向左运动，并推动左盖板向左运动。此时，形状记忆合金棒会被拉伸，长度增大。
（2）受拉复位阶段，当支撑达到最大变形，外力减小，利用形状记忆合金材料良好的超弹性和形状记忆性两大优点，使形状记忆合金棒材自动复位到原来长度，并带动盖板将支撑拉回到原来长度，消除残余变形，实现自复位。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (4)
1.一种自复位二重钢管防屈曲支撑，其特征在于：它包括由两片耗能内芯板组成的耗能内芯、内套筒、外套筒、至少一根形状记忆合金棒、左盖板、右盖板、左连接板和右连接板；每片耗能内芯板的断截面形状为圆弧形，由两端的非屈服段和中间的屈服段构成，所述非屈服段的断截面面积大于所述屈服段的断截面面积；所述内套筒和所述外套筒为长度相同的圆柱形钢管，所述内套筒套设在所述外套筒中；两片所述耗能内芯板对称套设在所述内套筒和所述外套筒之间，所述耗能内芯的长度大于所述外套筒，所述耗能内芯的一端与所述外套筒端部的内壁焊接，所述耗能内芯的另一端与所述内套筒端部的外壁焊接，所述耗能内芯两端伸出所述外套筒的部分为连接部；所述左盖板和所述右盖板上均开有两个对称的弧形槽，通过所述弧形槽，所述左盖板穿设在所述耗能内芯一端的连接部，所述右盖板穿设在所述耗能内芯另一端的连接部；所述形状记忆合金棒设在所述内套筒中，所述形状记忆合金棒的一端连接所述左盖板，所述形状记忆合金棒的另一端连接所述右盖板；所述左连接板和所述右连接板分别固定连接到所述耗能内芯的连接部。
2.根据权利要求1所述的自复位二重钢管防屈曲支撑，其特征在于：它还包括八块一边呈圆弧形的角钢，每块角钢的圆弧形边贴焊于所述耗能内芯连接部的内壁，每块耗能内芯板上对称贴焊两块所述角钢并形成凹槽，同一侧的耗能内芯板上的两个凹槽对称设置为连接槽；所述左连接板和所述右连接板均采用十字形连接板，所述左连接板插接到其中一个连接槽并焊接固定，所述右连接板插接到另一个连接槽并焊接固定。
3.根据权利要求1所述的自复位二重钢管防屈曲支撑，其特征在于：它还包括八块圆弧形角钢，每块角钢贴焊于所述耗能内芯连接部的内壁，每块耗能内芯板上对称贴焊两块所述角钢并形成凹槽，同一侧的耗能内芯板上的两个凹槽对称设置为连接槽；所述左连接板和所述右连接板均采用一字形连接板，所述左连接板插接到左侧连接槽并焊接固定，所述右连接板插接到右侧连接槽并焊接固定。
4.根据权利要求2或3所述的自复位二重钢管防屈曲支撑，其特征在于：所述形状记忆合金棒的数量为4根。
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