CN209429302U - X型消能减震支撑器 - Google Patents
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Abstract
X型消能减震支撑器，属于建筑工程结构抗震领域，为了解决在水平向以水平拉伸或压缩对弹簧作用而耗能，且震后自行复位的问题，包括形状记忆合金弹簧、长钢臂组、外套筒、短钢臂组，所述的外套筒的外壁与一侧柱子固定连接，所述的外套筒由两个相对的横臂与连接两个相对的横臂的竖壁组成，在上横臂的下方水平设置第一水平壁，在下横臂的上方水平设置第二水平壁，效果是构造简单，且全是以螺栓进行连接，所以其拆卸简捷方便，易于日常维护及震后修复。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑工程结构抗震领域，一种简便实用的消能减震器。
背景技术
传统的土木工程结构支撑主要有：偏心支撑、耗能耦撑、耗能框支撑等支撑形式，大多数支撑主要通过变形来消耗地震能量，达到减轻地震带来的作用的目的。由于结构构件具有弹塑性的特性，这些耗能支撑不可避免地会发生一些损伤、变形，不利于能量的耗散，对建筑物的稳定性有影响。
耗能减震技术主要是：通过在原有结构中添加被动耗能装置，消耗本来由结构构件消耗的地震能量，大大减缓了因震动作用给结构带来的变形和损伤。目前已开发的耗能器主要有：粘滞耗能器、粘弹性耗能器、金属耗能器和摩擦耗能器，其中前两类称为速度相关型耗能器，后两类统称为滞变型耗能器，金属耗能器又分为铅阻尼器和软钢阻尼器。
防屈曲支撑(Buckling Restrained Brace,BRB)是一种被认为具有前途支撑耗能形式，防屈曲支撑克服了传统支撑屈曲的缺点。在地震荷载下具有饱满的滞回曲线，因此在应用中表现出优良的耗能能力和良好抗震性能，在一些发达国家得到了极大的推广。防屈曲支撑构件由内核构件和外围约束构件两部分组成，在地震作用下，内核构件率先进入屈服,起到保护主体框架的作用，并且可以耗散地震能量。防屈曲支撑兼备支撑和耗能的优良性能，可以作为最好的减震消能装置之一。前人对防屈曲支撑端部附加摩擦阻尼器，但是大震过后，附加摩擦阻尼器的支撑由于屈曲而不易拆卸；并且该种支撑初始状态需要施加预应力，预应力施加的准确与否会影响支撑的减震效果；同时，内芯作为耗能的主要部分，更换频率不低，维护成本高。
实用新型内容
为了解决在水平向以水平拉伸或压缩对弹簧作用而耗能，且震后自行复位的问题，本实用新型提出一种X型消能减震支撑器，其构造简单，采用了形状记忆合金弹簧，形状记忆合金具有超弹性，高阻尼，耐腐蚀性和记忆效应等特点，使得本实用新型使用周期长，易于日常维护，震后可自行复位等特点。
一种X型消能减震支撑器，包括形状记忆合金弹簧、长钢臂组、外套筒、短钢臂组，所述的外套筒的外壁与一侧柱子固定连接，所述的外套筒由两个相对的横臂与连接两个相对的横臂的竖壁组成，在上横臂的下方水平设置第一水平壁，在下横臂的上方水平设置第二水平壁，上横臂与第一水平壁间竖直设置若干组形状记忆合金弹簧以连接上横臂与第一水平壁，下横臂与第二水平壁间竖直设置若干组形状记忆合金弹簧以连接下横臂与第二水平壁；
所述的长钢臂组由第一长钢臂和第二长钢臂在其中间部分交叉成型，且在交叉点设置螺栓孔，由螺栓和螺母紧固两个长钢臂，且螺栓成为交叉的两个长钢臂的转动轴，第一长钢臂的一端连接第一水平壁，另一端设置第一螺栓孔，第二长钢臂的一端连接第二水平壁，另一端设置第二螺栓孔；
短钢臂组由第一短钢臂和第二短钢臂在其一终端点交叉固定；第一短钢臂具有与第一螺栓孔对应的螺栓孔，将其与第一长钢臂以螺栓和螺母连接，且第一短钢臂与第一长钢臂间以该螺栓为转动轴，第二短钢臂具有与第二螺栓孔对应的螺栓孔，将其与第二长钢臂以螺栓和螺母连接，且第二短钢臂与第二长钢臂间以该螺栓为转动轴。
进一步的，所述的外套筒的外侧壁其固定连接在框架的一个柱子，短钢臂组的第一短钢臂和第二短钢臂终端点的交叉固定处与框架的另一个柱子连接，两个柱子水平相对。
进一步的，所述的外套筒的外侧壁其固定连接在框架的一个柱子，固定连接点是连接点a，短钢臂组的第一短钢臂和第二短钢臂终端点的交叉固定处与框架的另一个柱子连接，固定连接点是连接点e，第一长钢臂和第二长钢臂的交叉点是连接点b，第一长钢臂和第一长钢臂的连接点是连接点c，第二长钢臂和第二长钢臂的连接点是连接点d。
有益效果：本实用新型形成长钢臂、短钢臂的交叉可转动连接，以其变形对弹簧作用，弹簧使用形状记忆合金弹簧，不仅能在长钢臂的拉伸或压缩变形下耗能，还能震后自行复位，构造简单，且全是以螺栓进行连接，所以其拆卸简捷方便，易于日常维护及震后修复。
附图说明
图1为消能减震支撑器整体示意图。
图2为方位说明图；
其中：5-1.形状记忆合金弹簧，5-2.长钢臂，5-3.外套筒，5-4.短钢臂，5-5.上横臂，5-6. 下横臂，5-7.第一水平壁，5-8.第二水平壁，5-9.第一长钢臂，5-10.第二长钢臂，5-11.第一短钢臂，5-12.第二短钢臂；a.连接点a，b.连接点b，c.连接点c，d.连接点d，e.连接点e。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，一种消能减震支撑器，构造简单，采用了形状记忆合金弹簧5-1。形状记忆合金具有超弹性，高阻尼，耐腐蚀性和记忆效应等特点，因此，本实用新型使用周期长，易于日常维护，震后可自行复位等特点。本实用新型包括了形状记忆合金弹簧5-1、长短各两个钢臂和一外套筒5-3。进一步的，在长钢臂的中间和一端预留一个孔洞，在长钢臂的水平臂上预留若干孔洞，在短钢臂的两端都预留一个孔洞进一步的，材料之间的连接都是以螺栓进行。本实用新型构造简单，且全是以螺栓进行连接，所以其拆卸简捷方便，易于日常维护及震后修复。两长钢臂5-2呈X型放置，预留孔对齐，插入螺栓，安上螺母，如剪刀一样可以转动。两短钢臂5-4一端孔洞相应与长钢臂5-2一端孔洞对齐，插入螺栓，安上螺母。在长钢臂5-2的水平臂和外套筒5-3之间放置形状记忆合金弹簧5-1，也是通过螺栓螺母连接。当发生地震时，支撑器会产生拉伸或压缩，形状记忆合金弹簧会发生压缩或拉伸，形状记忆合金因超弹性和高阻尼进行耗能减震，震后会因其记忆效应进行自我复位。
一种X型消能减震支撑器，包括形状记忆合金弹簧5-1、长钢臂组、外套筒5-3、短钢臂组，所述的外套筒5-3的外壁与一侧柱子固定连接，所述的外套筒5-3由两个相对的横臂与连接两个相对的横臂的竖壁组成，在上横臂5-5的下方水平设置第一水平壁5-7，在下横臂5-6的上方水平设置第二水平壁5-8，上横臂5-5与第一水平壁5-7间竖直设置若干组形状记忆合金弹簧5-1以连接上横臂5-5与第一水平壁5-7，下横臂5-6与第二水平壁5-8间竖直设置若干组形状记忆合金弹簧5-1以连接下横臂5-6与第二水平壁5-8，水平壁与外套筒不直接连接；
所述的长钢臂组由第一长钢臂5-9和第二长钢臂5-10在其中间部分交叉成型，且在交叉点设置螺栓孔，由螺栓和螺母紧固两个长钢臂，且螺栓成为交叉的两个长钢臂的转动轴，第一长钢臂5-9的一端连接第一水平壁5-7，另一端设置第一螺栓孔，第二长钢臂5-10的一端连接第二水平壁5-8，另一端设置第二螺栓孔；
短钢臂组由第一短钢臂5-11和第二短钢臂5-12在其一终端点交叉固定；第一短钢臂 5-11具有与第一螺栓孔对应的螺栓孔，将其与第一长钢臂5-9以螺栓和螺母连接，且第一短钢臂5-11与第一长钢臂5-9间以该螺栓为转动轴，第二短钢臂5-12具有与第二螺栓孔对应的螺栓孔，将其与第二长钢臂5-10以螺栓和螺母连接，且第二短钢臂5-12与第二长钢臂5-10 间以该螺栓为转动轴。
在本实施例中，可以知晓，是以短钢臂交叉点、外筒筒与柱子的连接点作为整体固定，使得震中支撑被拉伸和压缩，而整体的拉伸或压缩直接引起与短钢臂螺栓可转动连接的长钢臂以交叉点为轴转动，从而形成长钢臂在竖向直接具有扁平或变宽趋势和拉伸变形，并以此传递至与其连接的水平壁，水平壁不与外套筒连接，然而，通过记忆合金弹簧与水平壁的上、下横臂连接，对水平壁的拉伸，受到外套筒的固定限位，使得弹簧因此被拉伸或压缩，从而耗能，并且震后，记忆合金弹簧能够自行复位，使得支撑不仅可以耗能，且能够震后恢复，对于耗材更为节约，且该种结构的部件协同作用，使得该结构在保证耗能、自恢复的功能实现的同时，能够使得结构简单、紧凑，成本不高。
所述的外套筒5-3的外侧壁其固定连接在框架的一个柱子，短钢臂组的第一短钢臂 5-11和第二短钢臂5-12终端点的交叉固定处与框架的另一个柱子连接，两个柱子水平相对。
所述的外套筒5-3的外侧壁其固定连接在框架的一个柱子，固定连接点是连接点a，短钢臂组的第一短钢臂5-11和第二短钢臂5-12终端点的交叉固定处与框架的另一个柱子连接，固定连接点是连接点e，第一长钢臂5-9和第二长钢臂5-10的交叉点是连接点b，第一长钢臂5-9和第一长钢臂5-9的连接点是连接点c，第二长钢臂5-10和第二长钢臂5-10的连接点是连接点d。
一种X型消能减震支撑方法，在发生地震时，框架会进行左右晃动，左右晃动对支撑器进行压缩或拉伸。外套筒5-3的外侧壁其固定连接在框架的一个柱子，固定连接点是连接点a，短钢臂组的第一短钢臂5-11和第二短钢臂5-12终端点的交叉固定处与框架的另一个柱子连接，固定连接点是连接点e，连接点a、e连接在框架两边相对的柱子。框架发生拉伸时，支撑器由于拉伸，连接点b、c、d能够转动，拉伸作用于连接点a、e，使得交叉的第一长钢臂5-9、第二长钢臂5-10、第一短钢臂5-11、第二短钢臂5-12被拉伸，因而在竖向呈变扁平趋势，第一长臂与第二长臂之间的夹角变小，使水平臂被拉伸闭并远离外套筒5-3，进而拉伸形状记忆合金弹簧5-1。
框架发生压缩时，支撑器由于压缩，连接点b、c、d能够转动，压缩作用于连接点a、e，使得交叉的第一长钢臂5-9、第二长钢臂5-10、第一短钢臂5-11、第二短钢臂5-12被压缩，因而在竖向呈变宽趋势，第一长臂与第二长臂之间的夹角变大，使水平臂被压缩并靠近外套筒5-3，进而压缩形状记忆合金弹簧5-1。
由转动把力的作用转换到水平臂与外套筒5-3之间，使水平臂与外套筒5-3之间远离或靠近，对形状记忆合金弹簧5-1拉伸或压缩。所述的形状记忆合金弹簧5-1拉伸或压缩，是由所述的水平壁被长钢臂对水平壁拉伸或压缩，而水平壁由形状记忆合金弹簧5-1被固定于上横臂5-5或下横臂5-6，从而对形状记忆合金弹簧5-1在两个横向的两个连接点a、e方向被拉伸或压缩。
本实用新型形成长钢臂、短钢臂的交叉可转动连接，以其变形对弹簧作用，弹簧使用形状记忆合金弹簧，不仅能在长钢臂的拉伸或压缩变形下耗能，还能震后自行复位，构造简单，且全是以螺栓进行连接，所以其拆卸简捷方便，易于日常维护及震后修复。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种X型消能减震支撑器，其特征在于，包括形状记忆合金弹簧(5-1)、长钢臂组、外套筒(5-3)、短钢臂组，所述的外套筒(5-3)的外壁与一侧柱子固定连接，所述的外套筒(5-3)由两个相对的横臂与连接两个相对的横臂的竖壁组成，在上横臂(5-5)的下方水平设置第一水平壁(5-7)，在下横臂(5-6)的上方水平设置第二水平壁(5-8)，上横臂(5-5)与第一水平壁(5-7)间竖直设置若干组形状记忆合金弹簧(5-1)以连接上横臂(5-5)与第一水平壁(5-7)，下横臂(5-6)与第二水平壁(5-8)间竖直设置若干组形状记忆合金弹簧(5-1)以连接下横臂(5-6)与第二水平壁(5-8)。
2.如权利要求1所述的X型消能减震支撑器，其特征在于，所述的长钢臂组由第一长钢臂(5-9)和第二长钢臂(5-10)在其中间部分交叉成型，且在交叉点设置螺栓孔，由螺栓和螺母紧固两个长钢臂，且螺栓成为交叉的两个长钢臂的转动轴，第一长钢臂(5-9)的一端连接第一水平壁(5-7)，另一端设置第一螺栓孔，第二长钢臂(5-10)的一端连接第二水平壁(5-8)，另一端设置第二螺栓孔。
3.如权利要求2所述的X型消能减震支撑器，其特征在于，短钢臂组由第一短钢臂(5-11)和第二短钢臂(5-12)在其一终端点交叉固定；第一短钢臂(5-11)具有与第一螺栓孔对应的螺栓孔，将其与第一长钢臂(5-9)以螺栓和螺母连接，且第一短钢臂(5-11)与第一长钢臂(5-9)间以该螺栓为转动轴，第二短钢臂(5-12)具有与第二螺栓孔对应的螺栓孔，将其与第二长钢臂(5-10)以螺栓和螺母连接，且第二短钢臂(5-12)与第二长钢臂(5-10)间以该螺栓为转动轴。
4.如权利要求3所述的X型消能减震支撑器，其特征在于，所述的外套筒(5-3)的外侧壁其固定连接在框架的一个柱子，固定连接点是连接点a。
5.如权利要求4所述的X型消能减震支撑器，其特征在于，短钢臂组的第一短钢臂(5-11)和第二短钢臂(5-12)终端点的交叉固定处与框架的另一个柱子连接，固定连接点是连接点e。
6.如权利要求5所述的X型消能减震支撑器，其特征在于，第一长钢臂(5-9)和第二长钢臂(5-10)的交叉点是连接点b。
7.如权利要求6所述的X型消能减震支撑器，其特征在于，第一长钢臂(5-9)和第一长钢臂(5-9)的连接点是连接点c。
8.如权利要求7所述的X型消能减震支撑器，其特征在于，第二长钢臂(5-10)和第二长钢臂(5-10)的连接点是连接点d。
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| CN114606854A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-06-10 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 桥梁高墩防屈曲支撑 |
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