CN220977666U - 一种基于预压碟簧的防屈曲自复位支撑 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于预压碟簧的防屈曲自复位支撑，其组成包括可屈服芯材、固定端封板、活动端连接板、缸筒、预压碟簧组合件、安装辅助板、活动端套筒等。当结构在地震、风等动载作用下发生振动时，安装于结构上的支撑两端产生相对运动，缸筒与活动端套筒相对滑动，缸筒内的可屈服芯材在缸筒的侧向约束下往复运动，预压碟簧组合件在缸筒的导向作用下滑动，可屈服芯材与预压碟簧组合件同步变形，共同发挥耗能、限位、复位作用。本申请阻尼参数可控、力学模型明确、结构简单、安装方便、减振效果显著且具有一定的自复位能力，可用于桥梁、建筑等结构防震减灾。

Description

一种基于预压碟簧的防屈曲自复位支撑

技术领域

本申请涉及一种减震耗能阻尼器，具体为一种可屈服芯材轴向拉压耗能和具有自复位能力的碟簧摩擦吸能的减震阻尼器，属于结构减震技术领域。

背景技术

阻尼器分类主要有液体阻尼器、气体阻尼器和电磁阻尼器。阻尼器是一种以提供运动阻力从而耗减运动能量的装置。阻尼器对于补偿拾振器摆系统中很小的摩擦和空气阻力，改善频率响应等具有重要作用。阻尼器有多种应用，包括弹簧阻尼器、液压阻尼器、脉冲阻尼器、旋转阻尼器、风阻尼器、粘滞阻尼器等。传统BRB(防屈曲支撑，buckling-restrained brace，简称BRB)阻尼器压缩位移不可控，容易失稳；缺乏拉伸自复位能力。

发明内容

本申请的目的在于提供一种能够有效减小地震、风等外部激励引起结构振动的阻尼装置。本申请通过在BRB阻尼器外侧套筒的圆周外，穿套复合组合碟簧，使阻尼器压缩位移可控，提高防失效能力；碟簧也使阻尼器具有良好的拉伸复位能力，提高结构韧性，从而使阻尼器达到更好的减振效果；碟簧受载后，在支承面和叠合面上有因表面相对滑动而产生的摩擦力，可以通过增减组合碟簧的叠合层数改变碟簧的摩擦耗能能力。

本申请提出的基于预压碟簧的防屈曲自复位支撑，是一种兼具耗能能力与自复位能力于一体的新型减震装置，既可以耗散地震过程中输入结构的能量，又可以维持结构的整体承载能力，同时控制结构的震后残余变形，不但符合日益发展的基于性能的抗震设计需要，还具有很好的抗震应用潜力和前景。通过在桥梁的各种支撑结构中应用该减震装置，将支撑结构的优点更充分的发挥，并使这种结构体系在地震后可以快速恢复正常使用状态具有重要的意义。

本申请技术方案：

一种基于预压碟簧的防屈曲自复位支撑，包括可屈服芯材1、固定端封板2、活动端连接板3、缸筒4、预压碟簧组合件5、安装辅助板6、活动端套筒7。

其中：

所述可屈服芯材1，其一端与固定端封板2固定连接，其另一端与活动端连接板3固定连接；

所述缸筒4，其筒壁一端为固定端，与固定端封板2固定连接，其筒壁另一端为活动端；

所述可屈服芯材1限位于缸筒4内部，缸筒4作为屈曲约束机构提供给可屈服芯材1弯曲限制，避免可屈服芯材1受压时屈曲；

所述预压碟簧组合件5经过预压两端分别抵住固定端封板2和安装辅助板6；所述预压碟簧组合件5和安装辅助板6均设置有中孔，外套于缸筒4表面，以缸筒4为导向杆沿轴向滑动；

所述活动端套筒7其筒壁一端固定连接于支撑活动端连接板3，其筒壁另一端抵住安装辅助板6；所述活动端套筒7内径大于缸筒4的外径、安装辅助板6的中孔，外套于缸筒4的活动端，与缸筒4的活动端之间能够沿轴向相对滑动；

支撑通过可屈服芯材1与预压碟簧组合件5之间的变形协调，共同发挥耗能、限位、复位的作用。

具体地，所述可屈服芯材作为支撑的耗能元件，包括两个端部弹性段1-1、两个过渡段1-2和一个中间耗能段1-3，过渡段1-2位于端部弹性段1-1与中间耗能段1-3之间，中间耗能段1-3为核心段，可屈服芯材的屈服截面控制在中间耗能段1-3，两个端部弹性段1-1分别连接固定端封板2、活动端连接板3。可屈服芯材的截面可为十字形、一字形、圆形、工字形等。

优选地，可屈服芯材1截面选用十字形时，两端为长十字，中间段为短十字，长十字与短十字截面通过斜坡段过渡，其两端分别与固定端封板2和活动端连接板3焊接连接；芯材的屈服截面控制在短十字长度范围内，长十字截面起到和端板连接的作用。

具体地，所述缸筒4具有为可屈服芯材1提供侧向约束和预压碟簧组合件5导向杆的双重作用，缸筒4包括金属套筒4-1、固态刚性材料4-3、第一腔体4-4、密封端盖4-2。

所述金属套筒4-1为缸筒4的外表，为壁厚较厚的圆柱形金属套筒；

所述固态刚性材料4-3为缸筒4的内部填充芯层；

所述第一腔体4-4设置于固态刚性材料4-3内部并贯穿其全长，第一腔体尺寸略微大于可屈服芯材1的外形，用于可屈服芯材1的贴合放置，方便构件装配化安装；

所述密封端盖4-2用于密封缸筒4的活动端，设有开孔，其开孔尺寸大于可屈服芯材1的外形，用于可屈服芯材1从开孔中间穿过。进一步的，缸筒4的第一腔体4-4与可屈服芯材1活动端的端部弹性段，两个截面沿长度方向有一定间距，该间距大于可屈服芯材的屈服位移，从而使可屈服芯材1在压缩时可达到屈服状态，同时该间距小于支撑受压时导致可屈服芯材1发生整体或局部屈曲的间距。另一方面，该间距保证当可屈服芯材1发生屈服，压缩至最大压缩量时，缸筒内第一腔体4-4与可屈服芯材1的过渡段截面不会发生碰撞。

具体地，预压碟簧组合件5作为支撑的自复位元件,采用复合组合碟簧，由若干碟簧片5-1以同向叠合组合和相向对合组合的方式共同构成，经预压填充在固定端封板2和安装辅助板6之间，这样固定端封板2、缸筒4、安装辅助板6、活动端套筒7、活动端连接板3一起形成一道滑动机制，在该滑动机制下，支撑无论处于受拉还是受压状态，预压碟簧组合件5总是处于受压状态以保证提供足够的恢复力；可通过增减同向叠合的层数、调整碟簧的规格尺寸来改变碟簧的摩擦耗能能力。

进一步地，预压碟簧组合件5的工作原理为：

支撑未受力时，预压碟簧组合件5内圆支承端面分别抵住固定端封板2和安装辅助板6；

当预压碟簧组合件5压缩至最大压缩量，预压碟簧组合件5的刚度增为极大值，使可屈服芯材1不再压缩，成为控制可屈服芯材1压缩量的最后一道防线，从而实现支撑压缩位移可控，提高防失效能力。

碟簧受载后，在支承面和叠合面上有因表面相对滑动而产生的摩擦力，改变了碟簧的特性曲线；加载时，摩擦力阻碍变形的增加，使碟簧实际刚度增大；卸载时，摩擦力阻碍弹性变形的恢复，使卸载刚度减小；摩擦力的大小与碟簧表面质量有关，也与叠合层数有关，可通过调整预压碟簧组合件的叠合层数改变碟簧的摩擦耗能能力。

具体地，安装辅助板6的中孔直径略大于缸筒4外径，由中孔穿套在缸筒4上，安装辅助板6一侧抵住预压碟簧组合件5，另一侧抵住活动端套筒7，安装辅助板6的设置方便了对预压碟簧组合件5施加预压力。

具体地，活动端套筒7为壁厚较厚的圆形金属套筒，筒壁固定端焊接于支撑活动端连接板3，自由悬臂端抵住安装辅助板6。活动端套筒7自由悬臂端与缸筒4在长度方向(轴向)互相重叠，且轴向重叠长度应设置足够长，即使地震作用下支撑受拉至极限，两者的轴向长度仍有重叠，以此保证预压碟簧组合件5始终穿套在缸筒4外，避免轴向往复运动过程中出现滑落。

进一步地，还包括柔性材料8、无黏结可膨胀材料9；所述柔性材料8可选用氯化丁基橡胶、导热硅胶、乳胶等，涂于可屈服芯材1核心段(中间耗能段)表面。柔性材料8可以减小或有效消除可屈服芯材的核心段(中间耗能段)与约束单元(缸筒)间的摩擦力，以避免拉压不对称的出现；所述无黏结可膨胀材料9可选用聚苯乙烯泡沫，填充于可屈服芯材1的过渡段表面与缸筒4内腔之间。无黏结可膨胀材料9可以对可屈服芯材1与缸筒4内壁混凝土沿轴向横断面之间的相互撞击起到缓冲作用。

本申请的优点在于：

1、本申请因碟簧压缩至最大压缩量，刚度急剧增大为极大值，使耗能内芯，即可屈服芯材不再压缩，使支撑压缩位移可控，提高防失效能力。

2、震后可屈服芯材残余变形较大，为了减小支撑的残余变形，支撑采用预压碟簧组合件作为自复位支撑。可屈服芯材屈服后缺乏复位力，易导致过大的残余位移，此时预压碟簧组合件发生压缩，为支撑提供足够的复位刚度，卸载后碟簧具有良好的恢复变形的能力，其抵住可屈服芯材端头的固定端封板和安装辅助板使芯材恢复原长，使支撑具有良好的复位能力，提高结构韧性。

3、预压碟簧组合件采用复合组合方式，由同向叠合组合和相向对合组合共同构成。其中同向叠合组合中，同向叠合层数越多，预压碟簧组合件的刚度越大，但是碟簧之间的摩擦耗能呈先增加后减小趋势，叠合层数为2～4层时可获得较优的摩擦耗能能力，并且具有理想的碟簧组刚度；相向对合组合中，对合的组数越多，预压碟簧组合件的变形能力越大，通过合理设计对合的组数，可以实现可屈服芯材与碟簧组之间的变形协调，共同发挥耗能、限位、复位等作用。

4、传统的防屈曲支撑的设计轴向力全部由可屈服芯材承担，一旦可屈服芯材断裂后支撑便会失效。而自复位屈曲约束支撑的轴向力由防屈曲的可屈服芯材和自复位碟簧组合件共同承担，当支撑的轴向位移超过可屈服芯材的极限变形时，可屈服芯材失效，预压碟簧组合件依然可提供一定刚度和耗能，该支撑具有多重耗能和保护机制。

5、活动端套筒与缸筒在轴向长度上有重叠，可防止支撑受拉时碟簧组合件沿缸筒外径轴向滑落。

附图说明

图1本申请实施例基于预压碟簧的防屈曲自复位支撑立面示意图；

图2本申请实施例基于预压碟簧的防屈曲自复位支撑平面示意图；

图3本申请实施例可屈服芯材构件示意图；

图4是图2沿A-A、B-B的横剖面图(a为沿A-A的横剖面图、b为沿B-B的横剖面图)；

图5是图2沿C-C、D-D、E-E的横断面图(a为沿C-C的横剖面图、b为沿D-D的横剖面图、c为沿E-E的横剖面图)；

图6是图3可屈服芯材构件的断面图(a为端部弹性段断面图，b为中间耗能段断面图)；

图7预压碟簧组合件的典型加载-卸载曲线。

图中标号：

1可屈服芯材，端部弹性段1-1，过渡段1-2，中间耗能段1-3；

2固定端封板，3活动端连接板；

4缸筒，4-1金属套筒，4-2密封端盖，4-3固态刚性材料，4-4第一腔体；

5预压碟簧组合件，5-1碟簧片；6安装辅助板；

7活动端套筒，8柔性材料，9无黏结可膨胀材料。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及其附图对本申请提供的技术方案作进一步说明。结合下面说明，本申请的优点和特征将更加清楚。

实施例1：

如图1、图2、图3所示，一种基于预压碟簧的防屈曲自复位支撑，包括可屈服芯材1、固定端封板2、活动端连接板3、缸筒4、预压碟簧组合件5、安装辅助板6、活动端套筒7、柔性材料8、无黏结可膨胀材料9等。其中：

所述可屈服芯材1，其一端为固定端，与固定端封板2固定连接，其另一端为活动端，与活动端连接板3固定连接；

所述缸筒4，其筒壁一端为固定端，与固定端封板2固定连接，其筒壁另一端为活动端；

所述可屈服芯材1限位于缸筒4内部，缸筒4作为屈曲约束机构提供给可屈服芯材1弯曲限制，避免可屈服芯材1受压时屈曲；

所述预压碟簧组合件5经过预压两端分别抵住固定端封板2和安装辅助板6；所述预压碟簧组合件5和安装辅助板6均设置有中孔，缸筒4穿过预压碟簧组合件5和安装辅助板6的中孔作为预压碟簧组合件5的导向杆；

所述活动端套筒7，其筒壁固定端固定连接于支撑活动端连接板3，其自由悬臂端抵住安装辅助板6；所述缸筒4外径略小于活动端套筒7内径，沿轴向先穿过安装辅助板6再穿过活动端套筒7，与作为外套筒的活动端套筒7可相对滑动；

支撑通过可屈服芯材1与预压碟簧组合件5之间的变形协调，共同发挥耗能、限位、复位的作用。

具体地，如图3所示，所述可屈服芯材1作为支撑的耗能元件，可以分为两个端部弹性段1-1、两个过渡段1-2和一个中间耗能段1-3，过渡段1-2位于端部弹性段1-1与中间耗能段1-3之间；中间耗能段1-3为核心段，可屈服芯材的屈服截面控制在中间耗能段1-3，两个端部弹性段1-1分别连接固定端封板2、活动端连接板3。

实施例中，可屈服芯材1采用低屈服点Q235钢材。

实施例中，如图4、图5、图6所示，所述可屈服芯材1的截面选用十字形，两端为长十字，中间段为短十字，长十字与短十字截面通过斜坡段过渡，可屈服芯材的屈服截面控制在短十字长度范围内，长十字截面起到和端板连接的作用。进一步地，除了十字形，芯材的截面形式还可选用一字形、圆形、工字形等。

实施例中，可屈服芯材1的固定端与固定端封板2焊接连接，可屈服芯材1的活动端与活动端连接板3焊接连接。

具体地，所述缸筒4具有为可屈服芯材1提供侧向约束和为预压碟簧组合件5提供导向的双重作用。如图1、图2、图4、图5所示，缸筒4包括金属套筒4-1、固态刚性材料4-3、第一腔体4-4、密封端盖4-2。缸筒4表面为圆形金属套筒4-1，缸筒4内部芯层填充固态刚性材料4-3(可选混凝土)，固态刚性材料4-3内部设有贯穿其全长的第一腔体4-4，第一腔体4-4尺寸略微大于可屈服芯材1的外形，用于可屈服芯材1的贴合放置，方便构件装配化安装。所述密封端盖4-2用于密封缸筒4的活动端，设有开孔，其开孔尺寸略大于可屈服芯材1的外形，用于可屈服芯材1从开孔中间穿过。实施例中，缸筒4的筒壁固定端与固定端封板2焊接连接，其活动端与密封端盖4-2焊接连接。缸筒4的第一腔体4-4与可屈服芯材1的过渡段截面(长十字)，两个截面沿长度方向有一定间距，该间距大于芯材的屈服位移，从而使可屈服芯材1在压缩时可达到屈服状态，同时该间距小于支撑受压时导致可屈服芯材1发生整体或局部屈曲的间距。另一方面，该间距保证当可屈服芯材1发生屈服，压缩至最大压缩量时，缸筒内第一腔体4-4与可屈服芯材1的过渡段截面不会发生碰撞。缸筒4外径小于预压碟簧组合件5中孔的直径，可从预压碟簧组合件5的中孔穿过。因此，缸筒4具有为可屈服芯材1提供侧向约束和为预压碟簧组合件5导向的双重作用。

固态刚性材料4-3的材质不定，可选混凝土及其他弹性模量比较大的材料；混凝土等的各项指标需根据实验、工程需求确定。实施例中，固态刚性材料4-3选用混凝土。

具体地，预压碟簧组合件5作为支撑的自复位元件，采用复合组合碟簧，由若干碟簧片5-1以同向叠合组合和相向对合组合的方式共同构成，经预压填充在固定端封板2和安装辅助板6之间，给支撑提供恢复力，这样固定端封板2、缸筒4、安装辅助板6、活动端套筒7、活动端连接板3一起形成一道滑动机制，在该滑动机制下，支撑无论处于受拉还是受压状态，预压碟簧组合件5总是处于受压状态以保证提供足够的恢复力。

由若干碟簧片5-1组成的预压碟簧组合件压缩时，各个碟簧锥面之间的接触面比较大，碟簧压缩过程中可发生相对滑动，发生摩擦作用，除加载部位碟簧边缘产生的摩擦力外，碟簧上下接触表面之间也会产生方向相反的径向摩擦力，摩擦力的大小跟压力有关，正向加载时压力增大，摩擦力增大，加载曲线趋于饱满，而卸载时候，随着碟簧片5-1的竖向压缩变形的减小，压力减小，叠合的碟簧片5-1之间产生的摩擦力也减小，滞回曲线趋于细长，从而导致滞回曲线具有明显的不对称性。因此预压碟簧组合件叠合组合碟簧间的摩擦对预压碟簧组合件5的耗能能力有重要影响。预压碟簧组合件5的典型加载-卸载曲线如图7所示。不同的碟簧组合可以得到不同的复位力、摩擦力以及变形关系，可以通过增减叠合的层数以及增减碟簧的对合组合的组数来达到调节阻尼的目的。

同向叠合组合中，同向叠合层数越多，预压碟簧组合件的刚度越大，但是碟簧之间的摩擦耗能呈先增加后减小趋势，叠合层数为2～4层时可获得较优的摩擦耗能能力，并且具有理想的碟簧组合件刚度，为提高恢复力，本实施例中推荐采用两片叠合方式进行安装；相向对合组合中，对合的组数越多，预压碟簧组合件的高度越大，同时预压碟簧组合件的变形能力也越大，通过合理设计对合的组数，可以实现可屈服芯材1与预压碟簧组合件5之间的变形协调，并联条件下，可屈服芯材1与预压碟簧组合件5两者变形相同，共同承担轴向外力，共同发挥耗能、限位、复位等作用。

当预压碟簧组合件5压缩至最大压缩量，预压碟簧组合件5的刚度增为极大值，使可屈服芯材1不再压缩，成为控制可屈服芯材1压缩量的最后一道防线，从而实现支撑压缩位移可控，提高防失效能力。碟簧受载后，在支承面和叠合面上有因表面相对滑动而产生的摩擦力，因此改变了碟簧的特性曲线。加载时，摩擦力阻碍变形的增加，因此使碟簧实际刚度增大；卸载时，摩擦力阻碍弹性变形的恢复，因此使卸载刚度减小。摩擦力的大小与碟簧表面质量有关，也与叠合层数有关，因此可以通过调整预压碟簧组合件的叠合层数改变碟簧的摩擦耗能能力。

安装辅助板6的设置方便了对预压碟簧组合件5施加预压力。应用时，将两个薄型千斤顶放置在活动端连接板3和安装辅助板6之间，使用液压油泵施加压力，测量固定端封板2和安装辅助板6之间的距离，到达设计距离后，拆除薄型千斤顶。

实施例中，活动端套筒7为壁厚较厚的圆形金属套筒，筒壁固定端焊接于支撑活动端连接板3，自由悬臂端抵住安装辅助板6。活动端套筒7与缸筒4的轴向重叠长度应设置足够长，即使地震作用下支撑受拉至极限，两者的轴向长度仍有重叠，以此保证预压碟簧组合件5始终穿套在缸筒4上，避免轴向往复运动过程中出现滑落。

具体地，柔性材料8可选用氯化丁基橡胶、导热硅胶、乳胶等，涂于可屈服芯材1核心段(中间耗能段1-3)表面。柔性材料8可以减小或有效消除核心段与约束单元(缸筒4)间的摩擦力，以避免拉压不对称的出现。实施例中，柔性材料8选用氯化丁基橡胶。

具体地，无黏结可膨胀材料9可选用聚苯乙烯泡沫，填充于可屈服芯材1的过渡段表面与缸筒4内腔之间。无黏结可膨胀材料9可以对可屈服芯材1与缸筒4内壁混凝土沿轴向横断面之间的相互撞击起到缓冲作用。实施例中，无黏结可膨胀材料9选用聚苯乙烯泡沫。

防屈曲自复位支撑工作过程：在地震或风等外部激励作用下，当结构发生振动时，安装于结构上的支撑两端产生相对运动，缸筒4与活动端套筒7相对滑动，缸筒4内的可屈服芯材1在第一腔体4-4中的侧向约束下往复运动(处于反复压缩或拉伸状态)，预压碟簧组合件5经过预压，可屈服芯材1与预压碟簧组合件5同步变形，共同发挥耗能、限位、复位等作用。其中：

缸筒4为可屈服芯材1提供侧向约束，防止可屈服芯材受压时发生屈曲，保证可屈服芯材在受拉和受压的工况下都能进入屈服状态，从而实现滞回耗能的作用；同时，缸筒的第一腔体4-4与可屈服芯材1的过渡段1-2之间在长度方向(轴向)有一定间距，间距大于可屈服芯材的屈服位移，当支撑的轴向位移超过可屈服芯材的屈服位移时，可屈服芯材发生屈服，可为阻尼装置提供良好的耗能能力；

利用预压碟簧组合件5发生压缩，为自复位屈曲约束支撑提供足够的复位刚度，可屈服芯材1屈服后缺乏复位力，易导致震后过大的残余变形，而此时支撑采用预压碟簧组合件作为自复位支撑，减小了支撑的残余变形；同时利用预压碟簧组合件5内部的碟簧片之间存在摩擦而具有较大的阻尼，消耗冲击能量。

当预压碟簧组合件5压缩到最大变形量，预压碟簧组合件刚度增至极大值，因此预压碟簧组合件使支撑压缩位移可控，提高了防失效能力。

缸筒4为预压碟簧组合件5提供导向作用，使支撑压缩位移可控，提高防失效能力；预压碟簧组合件5的吸振性能良好，不低于圆柱螺旋弹簧，当采用叠合组合时，由于碟簧片5-1之间的摩擦而具有较大的阻尼，消耗冲击能量。预压碟簧组合件5变形后产生反向作用力抵抗变形，使结构具有一定的自复位能力，提高结构的韧性。

卸载后碟簧具有恢复变形的能力，其抵住芯材端头的固定端封板和安装辅助板使芯材恢复原长，使支撑具有良好的复位能力，提高结构韧性。

缸筒4与活动端套筒7沿轴向长度互相重叠，可以防止支撑受拉时预压碟簧组合件5沿缸筒4外径轴向滑落。

上述描述仅是对本申请较佳实施例的描述，并非是对本申请范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例，均属于本申请技术方案保护的范围。

Claims (9)

1.一种基于预压碟簧的防屈曲自复位支撑，其特征在于，包括可屈服芯材(1)、固定端封板(2)、活动端连接板(3)、缸筒(4)、预压碟簧组合件(5)、安装辅助板(6)、活动端套筒(7)，其中：

所述可屈服芯材(1)，其一端与固定端封板(2)固定连接，其另一端与活动端连接板(3)固定连接；

所述缸筒(4)，其筒壁一端与固定端封板(2)固定连接，其筒壁另一端为活动端；

所述可屈服芯材(1)限位于缸筒(4)内部，所述缸筒(4)作为屈曲约束机构提供给可屈服芯材(1)弯曲限制，避免可屈服芯材(1)受压时屈曲；

所述预压碟簧组合件(5)经过预压两端分别抵住固定端封板(2)和安装辅助板(6)；所述预压碟簧组合件(5)和安装辅助板(6)均设置有中孔，通过中孔穿套于缸筒(4)表面，以缸筒(4)为导向杆沿轴向滑动；

所述安装辅助板(6)一侧抵住预压碟簧组合件(5)，另一侧抵住活动端套筒(7)，安装辅助板(6)的设置用于对预压碟簧组合件(5)施加预压力；

所述活动端套筒(7)，其筒壁一端固定连接于支撑活动端连接板(3)，其筒壁另一端抵住安装辅助板(6)；所述活动端套筒(7)内径大于缸筒(4)的外径、安装辅助板(6)的中孔，活动端套筒(7)外套于缸筒(4)的活动端，与缸筒(4)的活动端之间能够沿轴向相对滑动；

支撑通过可屈服芯材(1)与预压碟簧组合件(5)之间的变形协调，共同发挥耗能、限位、复位的作用。

2.如权利要求1所述的防屈曲自复位支撑，其特征在于，

所述可屈服芯材(1)作为支撑的耗能元件，包括两个端部弹性段(1-1)、两个过渡段(1-2)和一个中间耗能段(1-3)，过渡段(1-2)位于端部弹性段(1-1)与中间耗能段(1-3)之间；中间耗能段(1-3)为核心段，可屈服芯材的屈服截面控制在中间耗能段(1-3)，两个端部弹性段(1-1)分别连接固定端封板(2)、活动端连接板(3)。

3.如权利要求2所述的防屈曲自复位支撑，其特征在于，

所述可屈服芯材(1)的截面为十字形、一字形、圆形或工字形；

当可屈服芯材截面选用十字形时，两端为长十字，中间段为短十字，长十字与短十字截面通过斜坡段过渡，其两端长十字分别与固定端封板(2)和活动端连接板(3)焊接连接；芯材的屈服截面控制在短十字长度范围内。

4.如权利要求1所述的防屈曲自复位支撑，其特征在于，

所述缸筒(4)具有为可屈服芯材(1)提供侧向约束和预压碟簧组合件(5)导向杆的双重作用，缸筒(4)包括金属套筒(4-1)、固态刚性材料(4-3)、第一腔体(4-4)、密封端盖(4-2)；

所述金属套筒(4-1)为缸筒(4)的外表，为壁厚较厚的圆柱形金属套筒；

所述固态刚性材料(4-3)为缸筒(4)的内部填充芯层；

所述第一腔体(4-4)设置于固态刚性材料(4-3)内部并贯穿其全长，第一腔体尺寸大于可屈服芯材(1)的外形，用于可屈服芯材(1)的贴合放置；

所述密封端盖(4-2)用于密封缸筒(4)的活动端，设有开孔，其开孔尺寸大于可屈服芯材(1)的外形，用于可屈服芯材(1)从开孔中间穿过。

5.如权利要求1所述的防屈曲自复位支撑，其特征在于：

所述预压碟簧组合件(5)作为支撑的自复位元件,采用复合组合碟簧，由若干碟簧片(5-1)以同向叠合组合和相向对合组合的方式共同构成，经预压填充在固定端封板(2)和安装辅助板(6)之间，给支撑提供恢复力，这样固定端封板(2)、缸筒(4)、安装辅助板(6)、活动端套筒(7)、活动端连接板(3)一起形成一道滑动机制，在该滑动机制下，支撑无论处于受拉还是受压状态，预压碟簧组合件(5)总是处于受压状态以提供足够的恢复力；

通过增减碟簧片(5-1)同向叠合的层数、调整碟簧片(5-1)的规格尺寸来改变碟簧的摩擦耗能能力。

6.如权利要求5所述的防屈曲自复位支撑，其特征在于，所述预压碟簧组合件(5)的工作原理为：

支撑未受力时，预压碟簧组合件(5)内圆支承端面分别抵住固定端封板(2)和安装辅助板(6)；

当预压碟簧组合件(5)压缩至最大压缩量，预压碟簧组合件(5)的刚度增为极大值，使可屈服芯材(1)不再压缩，从而实现支撑压缩位移可控，提高防失效能力；

碟簧受载后，在支承面和叠合面上有因表面相对滑动而产生的摩擦力，改变了碟簧的特性曲线；加载时，摩擦力阻碍变形的增加，使碟簧实际刚度增大；卸载时，摩擦力阻碍弹性变形的恢复，使卸载刚度减小。

7.如权利要求1所述的防屈曲自复位支撑，其特征在于，

所述活动端套筒(7)为壁厚较厚的圆形金属套筒，其筒壁固定端焊接于支撑活动端连接板(3)，其筒壁自由悬臂端抵住安装辅助板(6)；活动端套筒(7)自由悬臂端与缸筒(4)活动端在长度方向互相重叠，当支撑受拉至极限，两者在轴向仍有重叠长度，以此保障即使支撑受拉至极限，预压碟簧组合件(5)仍支承于缸筒(4)外径不会沿其轴向滑落。

8.如权利要求2所述的防屈曲自复位支撑，其特征在于，还包括柔性材料(8)、无黏结可膨胀材料(9)；

所述柔性材料(8)，涂于可屈服芯材(1)的中间耗能段(1-3)表面，用于减小或消除可屈服芯材的中间耗能段与缸筒间的摩擦力，以避免拉压不对称的出现；

所述无黏结可膨胀材料(9)，填充于可屈服芯材(1)的过渡段(1-2)表面与缸筒(4)内腔之间，用于对可屈服芯材(1)与缸筒(4)内壁混凝土沿轴向横断面之间的相互撞击起到缓冲作用。

9.如权利要求8所述的防屈曲自复位支撑，其特征在于，所述柔性材料(8)选用氯化丁基橡胶、导热硅胶或乳胶；所述无黏结可膨胀材料(9)选用聚苯乙烯泡沫。