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Die Anmeldung beansprucht die Priorität der chinesischen Anmeldung
202211213904.3 , die am 30. September 2022 eingereicht wurde.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Erdbebensicherheit und der Energiedissipation und -dämpfung von bautechnischen Strukturen, insbesondere auf ein energieaufnehmendes Segment und eine segmentartige kombinierte energieaufnehmende knickverhindernde Stützstruktur.
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Stand der Technik
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Mit der rasanten Entwicklung des chinesischen Infrastrukturbaus und der Iteration der vier neuen Technologien entstehen beständig immer mehr komplexe Bauformen und unterschiedliche Gebäudemodelle, die zu unregelmäßigen Ebenen oder Problemen bei der vertikalen Anordnung der Strukturen führen. Bei Erdbeben führen diese Probleme oft zu starken Torsionseffekten an der Struktur oder zur Bildung schwacher Schichten aufgrund von abrupten Steifigkeitsänderungen. Insbesondere für das rein biegesteife Stahlrahmensystem mit begrenzter Seitensteifigkeit ist die Anwendung aufgrund der übermäßigen Seitenverschiebung unter Last stark eingeschränkt. Obwohl das Rahmen-Stütz-System die seitliche Steifigkeit der Struktur erhöhen kann, neigt die Stützstruktur bei großen Erdbeben zum Knicken, was zum Versagen der Struktur selbst oder der Verbindungsstruktur führt. Es ist schwierig, die seismische Energie der Rahmenstruktur nach der Knickverformung effektiv abzubauen. Daher ist es von großer praktischer Bedeutung, ein vernünftiges und gut verformbares Knickschutzsystem zu entwickeln, um die seismische Sicherheit neuer und bestehender Strukturen zu gewährleisten.
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Die bestehenden Knickschutzstützen bestehen in der Regel aus einem inneren Stahlkern, einem äußeren Beschränkungselement und einem bindungsfreien Isoliermaterial zwischen beiden. Das Knicken des inneren Kernelements wird durch das äußere Beschränkungselement aufgehalten, und der Zweck der Energiedissipation wird durch die nicht-elastische Verformung des Kerns erreicht. Im Vergleich zu herkömmlichen Stützen kann sich der innere Kern der bestehenden Stütze von einem Knicken erster Ordnung zu einem Knicken mehrerer Ordnungen entwickeln, so dass der gesamte Querschnitt nachgibt, anstatt zu versagen, und somit eine stabile Tragfähigkeit und Energiedissipationskapazität bietet. Die vorhandenen Knickschutzträger sind jedoch in der Regel mit dem gleichen Querschnittsmaterial oder einer gleichmäßigen Materialverteilung mit Ausnahme des Knotenbereichs konstruiert, und verlassen sich im Allgemeinen nur auf die plastische Verformung des Stahlplattenkernmaterials zur Energiedissipation. Das Kernmaterial der Stahlplatte mit niedriger Streckgrenze verformt sich in der Regel unter Zug-Druck-Belastung stark und kann ohne wirksame Beschränkung nicht zur Energiedissipation beitragen. Das Kernmaterial der Stahlplatte mit hoher Streckgrenze hat in der Regel eine begrenzte Duktilität. Seine hohe Festigkeit kann nicht effektiv genutzt werden, wenn es sich in einem ungeeigneten Zustand der wechselseitigen Verformung befindet. Wenn die Balken-Säulen-Biegeverformung einer Rahmenkonstruktion einen erheblichen Öffnungs- oder Schließungseffekt auf die verbundenen Knoten der Stützstruktur unter großer Verformung verursacht, kann die Balken-Säulen-Endquerkraft erheblich erhöht werden, und die exzentrische Kraft kann verursacht werden und der axiale Kraftübertragungsweg der Tragstruktur kann sich ändern. Das Knicken kann frühzeitig auftreten, wenn die seismische Belastung zwar kontinuierlich, aber für eine gewisse Zeit nicht groß ist. Wenn die seismische Belastung zunimmt, kann die ausreichende Tragfähigkeit und Seitensteifigkeit verloren gehen. Die Knickspannung kann auch in der Mitte der Stütze auftreten, insbesondere bei Stützen mit einer großen Länge. Sie führt zum Knicken und zur Beschädigung des mittleren Teils der Stütze, während die Materialfestigkeit der übrigen Teile nicht voll entwickelt ist. Dies führt zum Versagen der äußeren Beschränkungskomponenten, ohne dass die Energie von den inneren Kernkomponenten effektiv aufgenommen werden kann.
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Das chinesische Patent
CN206337880U (Zusammengesetzte, doppelplattenartige, betongefüllte, knickverhindernde Stahlrohr-Tragstruktur, veröffentlicht am 18. Juli 2017) und die chinesische Patentanmeldung
CN104532977A (eine vorgespannte kabelstrebenartige Knickschutzstütze, veröffentlicht am 25. April 2015) verwenden eine kombinierte Querschnittsmethode. Bei einer gewissen Verformung außerhalb der Ebene oder einer Exzentrizität des Querschnitts kann die Knickschutzstütze jedoch ein Ungleichgewicht zwischen Zug und Druck aufweisen, und das innere Kernelement gibt lokal oder einseitig übermäßig nach, was eine übermäßige Energiedissipationsreserve verbraucht. Daher sind die Widerstandsfähigkeit und die Sicherheitsreserven der Stützen gegenüber der anhaltenden großen Erdbebenkraft reduziert, und die Sicherheit der Stützen für den verstärkten Rahmen und die Dauerhaftigkeit der normalen Nutzung sind beeinträchtigt. Wenn es zu lokalen Schäden kommt, kann die beschädigte Energiedissipationskomponente nicht unabhängig ersetzt werden, was für die strukturelle Verstärkung und Erholung nach einem Erdbeben nicht förderlich ist. Außerdem führt ein zu großer, eingeschränkter Querschnitt leicht zu einem übermäßigen Gewicht der Stütze, was nicht nur zu einer großen zusätzlichen seismischen Trägheitskraft führt und unnötige Schäden verschlimmert, sondern auch zu Unannehmlichkeiten bei der Installation und dem Transport führt.
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Daher besteht ein dringender Bedarf an einer technischen Lösung für das Problem, dass die vorhandenen Knickschutzstützen mit dem gleichen Querschnitt oder einer einheitlichen Materialverteilung gestaltet sind. Dadurch können die Vorteile der Energiedissipation der einzelnen Materialien nicht voll genutzt werden, die Sicherheit der Stützen zur Verstärkung von Rahmen und die Haltbarkeit im normalen Gebrauch können beeinträchtigt werden, und die Stützen können nicht unabhängig voneinander ausgetauscht werden, was für die strukturelle Verstärkung und Wiederherstellung nach einem Erdbeben nicht förderlich ist und zu Unannehmlichkeiten bei der Installation und dem Transport führt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein energieaufnehmendes Segment und segmentartige kombinierte knickverhindernde energieaufnehmende Stützstruktur zur Lösung der Probleme des Standes der Technik bereitzustellen.
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Um das oben genannte Ziel zu erreichen, sieht die technische Lösung der Erfindung wie folgt aus.
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Ein energieaufnehmendes Segment umfasst ein peripheres Rückhalteelement, ein erstes energieaufnehmendes Kernmaterial und ein zweites energieaufnehmendes Kernmaterial. Das erste energieaufnehmende Kernmaterial und das zweite energieaufnehmende Kernmaterial sind parallel und in Längsrichtung entlang des Segments angeordnet und ein Längsende ist mit dem peripheren Rückhalteelement durch Bolzen verbunden. Das erste energieaufnehmende Kernmaterial umfasst ein Stahlelement mit niedriger Streckgrenze, das zweite energieaufnehmende Kernmaterial umfasst ein hochfestes Stahlelement. Das erste energieaufnehmende Kernmaterial und das zweite energieaufnehmende Kernmaterial sind symmetrisch an der Trunkierungsfläche des Segments angeordnet.
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In einem energieaufnehmenden Segment der vorliegenden Erfindung wird durch die Verwendung von zwei Bauteilen mit unterschiedlichen Streckgrenzen als energieaufnehmende Kernmaterialien, wenn das energieaufnehmende Segment einer axialen Spannung und einem Druck ausgesetzt wird, das erste energieaufnehmende Kernmaterial eines Stahlbauteils mit einer niedrigen Streckgrenze, das sich auf einer Seite der Trunkierungsfläche des Segments befindet, eine nicht-elastische axiale Verformung erfahren und seismische Energie effektiv ableiten. Ein hochfestes Stahlelement auf der anderen Seite behält eine gewisse elastische Tragfähigkeit und seitliche Verschiebungssteifigkeit bei, so dass es unter der Bedingung einer bestimmten Zeitdauer, aber einer geringen seismischen Belastung seine Arbeit nicht einstellt. Die energieaufnehmenden Kernmaterialien der beiden unterschiedlichen Materialien haben eine klare Arbeitsteilung und bringen die Vorteile der jeweiligen Materialien voll zur Geltung. Das energieaufnehmende Kernmaterial wird durch den Bolzen in Längsrichtung fixiert, was nicht nur die Zuverlässigkeit der Kraftübertragung in Längsrichtung gewährleistet, sondern auch die zusammengesetzte Struktur bildet, die der strukturellen Verstärkung und Erholung nach einem Erdbeben förderlich ist.
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Ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das erste energieaufnehmende Kernmaterial und das zweite energieaufnehmende Kernmaterial jeweils ein Stahlplattenelement umfassen, das einen Verbindungsabschnitt an zwei Längsenden und einen Streckabschnitt in einem mittleren Abschnitt aufweist. Zwischen dem Verbindungsabschnitt und dem Streckabschnitt ist ein Bogenübergangsabschnitt angeordnet. Die Breite des Verbindungsabschnitts ist größer als die Breite des Streckabschnitts; und die Dicke des Verbindungsabschnitts ist größer als die Dicke des Streckabschnitts. Die Bildung einer energieaufnehmenden Kernmaterialstruktur mit der Form eines Hundeknochens als Ganzes und die Steuerung der Zug- und Druckverformung innerhalb der effektiven Länge des Zugteils über einen Bogenübergangsabschnitt kann übermäßige Zugverformung oder Druckknickung zwischen dem festen Teil und dem Zugteil vermeiden.
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Ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass das Rückhalteelement Endplatten umfasst, die an zwei Längsenden des Segments angeordnet sind. Eine Seitenplatte und eine gewellte Abdeckplatte, die zwischen den beiden Endplatten angeordnet ist, wobei die gewellte Abdeckplatte eine Rippenrichtung senkrecht zur Längsrichtung des Segments aufweist und die gewellte Seite der gewellten Abdeckplatte mit der Seitenplatte verbunden ist; und die Seitenplatte ein duktiles Strukturelement umfasst. Aufgrund des einzigartigen „Ziehharmonika-Effekts“ der gewellten Platte, die sich ausstrecken und zurückziehen kann, und der Tatsache, dass die seitliche Steifigkeit der gewellten Rippe Null ist, beeinträchtigen die externen Beschränkungselemente nicht die Energiedissipation und die Tragfähigkeit des energieaufnehmenden Kerns unter der Kraft.
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Ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das periphere Rückhalteelement einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt hat, wobei das periphere Rückhalteelement zwei der gewellten Abdeckplatten parallel angeordnet sind und zwei der Seitenplatten parallel angeordnet sind, umfasst. Dadurch sind das Trägheitsmoment, der Trägheitsradius und der Biegemodul des Querschnitts in Richtung der Hauptachse des Segments gleich, was die Stabilität des Segments verbessert. Das Segment hat die Eigenschaften einer glatten Oberfläche, keinen toten Winkel und eine kleine äußere Oberfläche, was dazu beiträgt, die Verwendung einer korrosions- und feuerfesten Beschichtung einzusparen und die Staubentwicklung zu verhindern.
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Ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass das periphere Rückhalteelement mit einem nicht klebenden Füllstoff gefüllt oder mit einem biegesteifen Verstärkungselement versehen ist, und dass das periphere Rückhalteelement mit einem Vorspannanker versehen ist, der in Längsrichtung entlang des Segments durchdringt. Durch das Umwickeln des energieaufnehmenden Kernmaterials ohne klebenden Füllstoff, werden die Biegung und die Verformung des energieaufnehmenden Kernmaterials außerhalb der Ebene eingeschränkt und das Knicken durch Kompression des energieaufnehmenden Kernmaterials vermieden. Die zusätzliche Kraft, die durch das energieaufnehmende Kernmaterial unter axialer Belastung auf das äußere Beschränkungselement übertragen wird, wird reduziert oder eliminiert, so dass das energieaufnehmende Kernmaterial mit niedriger Streckgrenze sowohl unter Zug als auch unter Druck nachgeben kann, ohne zu knicken, und das hochfeste energieaufnehmende Kernmaterial kann auch seine Vorteile der hohen axialen Festigkeit ausspielen.
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Eine segmentartige kombinierte knickverhindernde energieaufnehmende Stützstruktur umfasst einen Stützkörper, wobei der Stützkörper mit einer geraden Anzahl von energieaufnehmenden Segmenten versehen ist. Ein Stababschnitt ist lösbar zwischen zwei in Längsrichtung benachbarten energieaufnehmenden Segmenten verbunden. Eine Vielzahl von energieaufnehmenden Segmenten an zwei Seiten der Feldmitte des Stützkörpers gegenüberliegend angeordnet sind; und das erste energieaufnehmende Kernmaterial und das zweite energieaufnehmende Kernmaterial von zwei energieaufnehmenden Segmenten, die einander gegenüberliegend und benachbart angeordnet sind, in einer umgekehrten Richtung an einer Trunkierungssfläche des Segments angeordnet sind. Die segmentierte, kombinierte knickverhindernde-Stützstruktur der vorliegenden Erfindung hat eine multi-segmentale Struktur. Jedes Segment ist effektiv abgegrenzt, die Vorteile jedes Materials werden voll genutzt, und die Wirksamkeit der Kraftübertragung des kombinierten Querschnitts wird realisiert. Gleichzeitig ermöglicht die lösbare Verbindung den Zusammenbau des Stützkörpers und erleichtert die Installation und Konstruktion. Sie kann flexibel demontiert und bequem transportiert werden und ermöglicht den unabhängigen Austausch des energieaufnehmenden Segments, was die Wartung erleichtert, und die Wiederverwendung der Komponenten ermöglicht, die nach der Stützlagerung intakt bleiben. Gleichzeitig ist eine gerade Anzahl von energieaufnehmenden Segmenten abwechselnd als ein erstes energieaufnehmendes Kernmaterial und ein zweites energieaufnehmendes Kernmaterial in Längsrichtung des Stützkörpers angeordnet, so dass das Trägheitsmoment des Querschnitts des Stützkörpers in Richtung der Hauptwelle auf beiden Seiten der Feldmitte gleich ist, die Stabilitätsleistung in der Ebene und außerhalb der Ebene ähnlich ist und die Gesamtstabilität besser ist. Wenn das zusätzliche Biegemoment in der Feldmitte unter der exzentrischen Wirkung auftritt, werden die Energiedissipation und die Tragfähigkeit der energieaufnehmenden Segmente, die sich auf beiden Seiten der Feldmitte befinden, vollständig genutzt, so dass das Problem der unzureichenden Energiedissipation des inneren Kerns, das durch das Phänomen der unausgewogenen Spannung und Kompression der Stütze verursacht wird, vermieden wird, und das Problem des Verlustes der Festigkeit und Stabilität einer Seite des Stützkörpers unter der exzentrischen Wirkung nicht auftritt, so dass die Energiedissipation und die Tragfähigkeit jedes energieaufnehmenden Segments vollständig genutzt werden und die verstärkte Sicherheit und die Lebensdauer des Rahmens verbessert werden.
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Ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass der Stababschnitt ein knickverhinderndes Segment ist und die axialen Ausdehnungen des ersten und zweiten energieaufnehmenden Kernmaterials mit der Außenwand des Stababschnitts übereinstimmen. Bevorzugt umfasst die der Stababschnitt der vorliegenden Erfindung ein Stahlmantelteil mit Rippen, die den Stababschnitt in Längsrichtung durchdringen. Die gewellte Platte hat die Vorteile einer großen Steifigkeit außerhalb der Ebene und einer hohen Scherfestigkeit, wodurch die Tragfähigkeit der Stababschnitte verbessert werden kann. Im Vergleich zu ähnlichen geraden Abschnitten mit der gleichen Tragfähigkeit, ist ihr Eigengewicht geringer, was zur Verringerung der seismischen Trägheitskraft und zur Materialeinsparung beiträgt.
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Eine bevorzugte Lösung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass an beiden Enden des Stützkörpers Endverbindungsabschnitte vorgesehen sind, die über den Stababschnitt mit den energieaufnehmenden Segmenten verbunden sind, und dass die Endverbindungsabschnitte Rückhaltehülsen umfassen, in denen Anker von Vorspannankern vorgesehen sind, wobei die Vorspannanker den Stützkörper in Längsrichtung durchdringen. Die durch die Vorspannanker erzeugte Vorspannung erhöht die Risslast der nicht klebenden Füllmasse, verhindert oder verzögert wirksam die Zugrisse der nicht klebenden Füllmasse und überträgt die Zugkraft des Vorspannankers stabil auf die nicht klebende Füllmasse, wodurch die Energiedissipation und die Tragfähigkeit des energieaufnehmenden Segments weiter verbessert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in der Rückhaltehülse eine Versteifungsrippe parallel zur Längsrichtung des Stützkörpers vorgesehen. Am Ende der Rückhaltehülse ist eine Versteifungsendplatte senkrecht zur Längsrichtung des Stützkörpers angeordnet; und die Versteifungsendplatte ist mit einem vorstehenden Abschnitt versehen, wobei der vorstehende Abschnitt mit einem Befestigungsloch versehen ist. Die Verbindungsfestigkeit und Stabilität der Endabschnitte des Stützkörpers werden weiter verbessert.
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Als eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Beschränkungshülse mit einem nicht klebenden Füllstoff gefüllt. Die Gesamtsteifigkeit des Stützkörpers wird dadurch weiter erhöht. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Erfindung aufgrund der technischen Lösung die folgenden vorteilhaften Auswirkungen hat.
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Ein energieaufnehmendes Segment der Erfindung:
- 1. Durch die Verwendung von zwei Arten von Elementen mit unterschiedlicher Streckgrenze als energieaufnehmende Kernmaterialien. Die energieaufnehmenden Kernmaterialien der beiden unterschiedlichen Materialien haben eine klare Arbeitsteilung, spielen die Vorteile der jeweiligen Materialien voll aus und verbrauchen die seismische Energie effektiv, so dass sie unter der Bedingung einer bestimmten Zeitdauer, aber einer geringen seismischen Belastung, nicht früher ihre Arbeit einstellen.
- 2. Das energieaufnehmende Kernmaterial wird durch den Bolzen in Längsrichtung fixiert, was nicht nur die Zuverlässigkeit der Kraftübertragung in Längsrichtung sicherstellt, sondern auch die zusammengesetzte Struktur bildet und die strukturelle Verstärkung und Erholung nach dem Erdbeben fördert.
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Eine segmentierte, kombinierte, knickverhindernde und energieaufnehmende Stützstruktur der vorliegenden Erfindung:
- 1. Durch die Verwendung einer multi-Segment Struktur wird eine effektive Unterscheidung zwischen den einzelnen Segmenten erreicht, die Vorteile der einzelnen Komponenten kommen voll zur Geltung, die Wirksamkeit der Kraftübertragung des kombinierten Querschnitts wird erreicht und die Installation und Gestaltung des Stützkörpers wird vereinfacht. Er ist flexibel zerlegbar und bequem zu transportieren, und ermöglicht den unabhängigen Austausch des energieaufnehmenden Segments, wodurch die Wartung und Wiederverwendung der Komponenten, die nach der Stützlagerung intakt bleiben, erleichtert wird.
- 2. Eine gerade Anzahl von energieaufnehmenden Segmenten ist abwechselnd als erstes energieaufnehmendes Kernmaterial und als zweites energieaufnehmendes Kernmaterial in Längsrichtung des Stützkörpers angeordnet, so dass das Trägheitsmoment des Querschnitts des Stützkörpers in Richtung der Hauptwelle auf beiden Seiten der Feldmitte gleich ist, die Stabilitätsleistung in der Ebene und außerhalb der Ebene ähnlich ist und die Gesamtstabilität besser ist. Wenn das zusätzliche Biegemoment in der Feldmitte unter der exzentrischen Wirkung auftritt, werden die Energiedissipation und die Tragfähigkeit der energieaufnehmenden Segmente, die sich auf beiden Seiten des Feldmitte befinden, vollständig genutzt, so dass das Problem der unzureichenden Energiedissipation des inneren Kerns vermieden wird, das durch das Phänomen der unausgewogenen Spannung und Kompression der Stütze verursacht wird, und das Problem des Verlustes der Festigkeit und Stabilität einer Seite des Stützkörpers unter der exzentrischen Wirkung nicht auftritt, so dass die Energieabfuhr und die Tragfähigkeit jedes energieaufnehmenden Segments vollständig genutzt werden und die verstärkte Sicherheit und die Betriebsdauer des Rahmens verbessert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist ein Strukturdiagramm eines energieaufnehmenden Segments gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine schematische Ansicht, die eine innere Struktur der Energieaufnahmestruktur gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
- 3 ist ein Strukturdiagramm eines ersten energieaufnehmenden Kerns gemäß Ausführungsform 1;
- 4 ist eine schematische Strukturansicht einer segmentartigen kombinierten knickverhindernden-energieaufnehmenden-Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 5 ist eine schematische Ansicht, die eine innere Struktur einer segmentartigen, kombinierten, knickverhindernden, energieaufnehmenden Stützstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 6 ist ein Strukturdiagramm einer Schnittansicht entlang der Linie A-A in 5;
- 7 ist ein Strukturdiagramm einer Schnittansicht entlang der Linie B-B in 5;
- 8 ist ein Strukturdiagramm einer Schnittansicht entlang der Linie C-C in 5;
- 9 ist ein Strukturdiagramm einer Schnittansicht entlang der Linie D-D in 5.
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Bezugszeichen: 11- peripheres Rückhalteelement, 111-Endplatte, 112-Seitenplatte, 113-gewellte Abdeckplatte, 12-erstes energieaufnehmendes Kernmaterial, 13-zweites energieaufnehmendes Kernmaterial, 14-Bolzen, 21-Verbindungsabschnitt, 22-Bogenübergangsabschnitt, 23-Streckabschnitt, 3-nicht klebender Füllstoff, 4-Vorspannanker, 5-energieaufnehmendes Segment, 6-Stababschnitt, 61-gewellte Kante, 62-gewellte Platte, 63-ebene Platte, 7-Endverbindungsabschnitt, 71-Rückhaltehülse, 72-Versteifungsrippenplatte, 73-Versteifungsendplatte, 74-überhängender Abschnitt, 75-Befestigungsloch.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
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Damit die Gegenstände, Aspekte und Vorteile der Erfindung deutlicher werden, wird eine genauere Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und Ausführungsbeispiele gegeben. Es versteht sich von selbst, dass die hier beschriebenen spezifischen Beispiele lediglich zur Erläuterung der Erfindung dienen und nicht als Einschränkung derselben gedacht sind.
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Ausführungsform 1
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Wie in den 1-3 gezeigt, umfasst ein energieaufnehmendes Segment ein peripheres Rückhalteelement 11, ein erstes energieaufnehmende Kernmaterial 12 und ein zweites energieaufnehmendes Kernmaterial 13. Das erste energieaufnehmende Kernmaterial 12 und das zweite energieaufnehmende Kernmaterial 13 sind parallel und in Längsrichtung entlang des Segments angeordnet und ein Längsende ist über hochfeste Bolzen 14 mit dem peripheren Rückhalteelement 11 verbunden. Das erste energieaufnehmende Kernmaterial 12 besteht aus einem Stahlelement mit niedriger Streckgrenze, das zweite energieaufnehmende Kernmaterial 13 besteht aus einem hochfesten Stahlelement, und das erste energieaufnehmende Kernmaterial 12 und das zweite energieaufnehmende Kernmaterial 13 sind symmetrisch an der Trunkierungsfläche des Segments angeordnet. In dem energieaufnehmenden Segment der vorliegenden Ausführungsform wird durch die Verwendung von zwei Elementen mit unterschiedlichen Streckgrenzen als energieaufnehmende Kernmaterialien, wenn das energieaufnehmende Segment 5 einer axialen Spannung und einem Druck ausgesetzt wird, wird das erste energieaufnehmende Kernmaterial 12 eines Stahlelements mit einer niedrigen Streckgrenze, das sich auf einer Seite der Trunkierungsfläche des Segments befindet, eine nicht-elastische axiale Verformung erfahren und seismische Energie effektiv ableiten. Das zweite energieaufnehmende Kernmaterial 13 aus hochfestem Stahl, das sich auf der anderen Seite befindet, behält eine gewisse elastische Tragfähigkeit und seitliche Verschiebungssteifigkeit bei, so dass es bei einer bestimmten Zeitdauer, aber einer geringen seismischen Belastung nicht früher ausfällt. Die energieaufnehmenden Kernmaterialien der beiden unterschiedlichen Materialien haben eine klare Arbeitsteilung und bringen die Vorteile der jeweiligen Materialien voll zur Geltung.
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Zu den hochfesten Stählen gehören vorzugsweise Q460 oder höherwertiger Formstahl gemäß GB/T 1591 „Niedriglegierter hochfester Baustahl“ und Q460GJ oder höherwertiger Formstahl gemäß GB/T 19879 „Stahlplatten für Baukonstruktionen“. Zu den Stählen mit niedriger Streckgrenze gehören Stähle mit einer Materialstreckgrenze Fy = 100-165 MPa.
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Vorzugsweise enthält das periphere Rückhalteelement 11 ein duktiles Element, so dass das periphere Rückhalteelement 11 duktil ist und die axiale Zug- und Druckkraft, die auf das energieaufnehmende Kernmaterial wirkt, nicht behindert. Daher werden die beiden energieaufnehmenden Kernmaterialien die gleiche Streckgrenze bei Zug und Druck haben und die jeweiligen Materialvorteile können voll genutzt werden.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das periphere Rückhalteelement 11 eine Platte aus einer Nickel-Titan-Memorylegierung. Die Superelastizität, das Memory und die Dämpfungseigenschaften der Platte aus einer Memory-Legierung werden für die Energiedissipation voll ausgenutzt, ohne das volle Spiel der jeweiligen Vorteile der beiden energieaufnehmenden Kernmaterialien zu beeinträchtigen. Eine Verstärkungsstruktur kann für die dünne Memory-Legierungsplatte je nach Situation verwendet werden, um die strukturelle Stabilität des peripheren Rückhalteelements 11 zu gewährleisten.
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Vorzugsweise umfasst das periphere Rückhalteelement 11 eine hohle Stahlschalenstruktur, die mit einem nicht klebenden Füllstoff 3 gefüllt oder mit einem knickverhindernden Verstärkungselement versehen ist. In einigen Ausführungsformen wird durch das Einfüllen des nicht klebenden Füllstoffs 3 in das periphere Rückhalteelement 11 zur Umhüllung des energieaufnehmenden Kernmaterials, wodurch dessen Knickung und Verformung außerhalb der Ebene begrenzt, um das Ausbeulen durch Kompression zu vermeiden und die zusätzliche Kraft, die durch das energieaufnehmende Kernmaterial unter der Einwirkung einer axialen Kraft auf das periphere Rückhalteelement 11 übertragen wird, zu verringern oder zu beseitigen. Die beiden Arten von energieaufnehmenden Kernmaterialien haben die gleiche Streckgrenze bei Zug und Druck, so dass das energieaufnehmende Kernmaterial mit niedriger Streckgrenze ohne Knickung nachgeben kann und das hochfeste energieaufnehmende Kernmaterial auch seine Vorteile einer hohen axialen Festigkeit ausspielen kann.
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Insbesondere enthält in einigen Ausführungsformen der nicht klebende Füllstoff 3 einen betonartigen Füllstoff.
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In einigen Ausführungsformen wird insbesondere das Längsknicken des energieaufnehmenden Kerns während der Kompression vermieden, indem an der Außenseite des energieaufnehmenden Kernmaterials in der Nähe des peripheren Rückhalteelements 11 ein Längsknick-Verstärkungsrohr als Anti-Biege-Verstärkungselement installiert wird. Vorzugsweise ist das periphere Rückhalteelement 11 mit einem Vorspannanker 4 versehen, der in Längsrichtung des Segments durchdringt.
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Insbesondere umfasst der Vorspannanker 4 in einigen Ausführungsformen vorgespannte Stahlspannglieder, Stahllitzen oder Stahlbewehrungsstäbe.
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Ausführungsform 2
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Wie in den 1-3 gezeigt, umfasst ein energieaufnehmendes Segment gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf der Grundlage von Ausführungsform 1, am Beispiel eines peripheren Rückhalteelements 11 mit einer Stahlmantel-Hohlstruktur, Endplatten 111, die an zwei Längsenden des Segments angeordnet sind. Zwischen den beiden Endplatten 111 sind eine Seitenplatte 112 und eine gewellte Abdeckplatte 113 angeordnet. Die Richtung der Rippe der gewellten Abdeckplatte 113 steht senkrecht zur Längsrichtung des Segments, und die gewellte Kante der gewellten Abdeckplatte 113 ist mit der Seitenplatte 112 verbunden. Die Seitenplatte 112 umfasst eine duktile Strukturplatte. Vorzugsweise umfasst das periphere Rückhalteelement 11 zwei der gewellten Abdeckplatten 113, die parallel angeordnet sind, und zwei der Seitenplatten 112, die parallel angeordnet sind, wobei die gebildete Trunkierungsfläche ein rechteckiges oder quadratisches energieaufnehmendes Segment 5 ist.
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Insbesondere sind in einigen Ausführungsformen der obere und der untere Teil des peripheren Rückhalteelements 11 mit einer rechteckigen oder quadratischen Trunkierungsfläche als gewellte Abdeckplatten 113 vorgesehen. Die gewellten Seitenkanten der gewellten Abdeckplatten 113 sind mit den Seitenplatten 112 verbunden. Die geraden Seitenkanten der gewellten Abdeckplatten 113 sind mit den Endplatten 111 verbunden. Die Seitenplatten 112 dienen als Endflansche der gewellten Abdeckplatten 113, so dass das umlaufende Rückhalteelement 11 eine Eingrenzung des inneren nicht klebenden Füllstoffs 4 bereitstellt, ähnlich wie eine Zwinge. In einem energieaufnehmenden Segment der vorliegenden Ausführungsform, beeinträchtigt das periphere Rückhalteelement 11 nicht die Energieaufnahme des energieaufnehmenden Kernmaterials und das volle Spiel der Tragfähigkeit unter der Kraft durch die Eigenschaften, dass der einzigartige „Akkordeoneffekt“ der gewellten Platte sich frei ausdehnen und zurückziehen kann und die seitliche Steifigkeit der Rippe gleich Null ist und die duktile Strukturplatte eine hohe Elastizität und hohe Dehnbarkeit aufweist.
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Insbesondere kann in einigen Ausführungsformen die gewellte Form der gewellten Abdeckplatte 113 trapezförmig, sinusförmig, rechteckig usw. sein.
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Insbesondere wird in einigen Ausführungsformen eine Platte aus einer Nickel-Titan-Memorylegierung als Seitenplatte 112 verwendet. Die Superelastizität, das Memory und die Dämpfungseigenschaften der Platte aus einer Memory-Legierung werden für die Energiedissipation voll ausgenutzt, und die dünne Platte aus einer Memory-Legierung kann je nach Situation auch mit einer verstärkten Struktur verstärkt werden.
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Ausführungsform 3
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Wie in 3 gezeigt, hat das energieaufnehmende Segment der vorliegenden Ausführungsform die gleiche Struktur und die gleichen Abmessungen des ersten energieaufnehmenden Kernmaterials 12 und des zweiten energieaufnehmenden Kernmaterials 13 auf der Grundlage von Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 2, und der Unterschied liegt nur in den unterschiedlichen Materialien. Nimmt man das erste energieaufnehmende Kernmaterial 12 und das zweite energieaufnehmende Kernmaterial 13 des Stahlplattenelements als Beispiel, so umfassen das erste energieaufnehmende Kernmaterial 12 und das zweite energieaufnehmende Kernmaterial 13 des Stahlplattenelements strukturell einen Verbindungsabschnitt 21, der sich an zwei Längsenden befindet, und einen Streckabschnitt 23, der sich im mittleren Abschnitt befindet. Zwischen dem Verbindungsabschnitt 21 und dem Streckabschnitt 23 befindet sich ein Bogenübergangsabschnitt 22. Die Breite des Verbindungsabschnitts 21 ist größer als die Breite des Streckabschnitts 23. Die Dicke des Verbindungsabschnitts 21 ist größer als die Dicke des Streckabschnitts 23. Das erste energieaufnehmende Kernmaterial 12 und das zweite energieaufnehmende Kernmaterial 13 des Stahlplattenelements sind parallel angeordnet.
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In dem energieaufnehmenden Segment der vorliegenden Ausführungsform ist der Verbindungsabschnitt 21 mit einem Gewindeloch am längs gerichteten Endabschnitt des energieaufnehmenden Kernmaterials versehen und ist über den hochfesten Bolzen 14 und den starren Polsterblock fest mit dem peripheren Rückhalteelement 11 verbunden. Eine energieaufnehmende Kernmaterialstruktur aus einem Stahlplattenteil mit einer Hundeknochen-Form als Ganzes wird durch den Verbindungsabschnitt 21, den Streckabschnitt 23 und den Bogenübergangsabschnitt 22 gebildet. Die Streck- und Druckverformung wird innerhalb der effektiven Länge des Streckabschnitts 23 durch den Bogenübergangsabschnitt 22 kontrolliert, um eine übermäßige Streckverformung oder Druckknickung des Verbindungsabschnitts 21 zu vermeiden.
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Vorzugsweise beträgt der Abstand M zwischen dem Bogenanfangspunkt des Bogenübergangsabschnitts 23 und der Innenwand einer Segmentendplatte 111 das Dreifache der Dicke der Endplatte 111. Der Krümmungsradius R des Bogens des Bogenübergangsabschnitts 23 beträgt das Dreifache der Breite N des mittleren Streckabschnitts 23. In diesem strukturellen Zustand kann das Phänomen einer großen Spannungskonzentration im Bogenübergangsabschnitt 23 wirksam vermieden werden, die Spannung kann gleichmäßig entlang der Längsrichtung des energieaufnehmenden Kernmaterials verteilt werden, und der gleichmäßige Spannungsabschnitt in der Längsrichtung des energieaufnehmenden Kernmaterials kann vergrößert werden. Insbesondere können in einigen Ausführungsformen das erste energieaufnehmende Kernmaterial 12 und das zweite energieaufnehmende Kernmaterial 13 die Form von Stahlplatten, Stahlstäben, Stahlstangen oder eine andere Form haben.
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Ausführungsform 4
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Wie in 1-9 gezeigt, umfasst eine segmentierte, kombinierte, knickfeste, energieaufnehmende Stützstruktur einen Stützkörper, wobei der Stützkörper mit einer geraden Anzahl von energieaufnehmenden Segmenten 5 versehen ist. Ein knickverhindernder Stababschnitt 6 ist lösbar zwischen zwei in Längsrichtung benachbarten energieaufnehmenden Segmenten verbunden. Eine Vielzahl von energieaufnehmenden Segmenten 5 sind gegenüberliegend an zwei Seiten der Feldmitte des Stützkörpers angeordnet; und das erste energieaufnehmende Kernmaterial 12 und das zweite energieaufnehmende Kernmaterial 13 zweier energieaufnehmender Segmente, die gegenüberliegend und benachbart zueinander angeordnet sind, sind in umgekehrter Richtung an einer Trunkierungsfläche des Segments angeordnet.
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Gemäß einer segmentartigen, kombinierten, knickverhindernden, energieaufnehmenden Stützstruktur der vorliegenden Ausführungsform ist zwischen den beiden energieaufnehmenden Segmenten 5, die beispielsweise auf einem einzigen Stützkörper angeordnet sind, ein knickverhindernder Stababschnitt 6 vorgesehen. An den beiden Längsenden des Stababschnitts 6 sind Verbindungsplatten angebracht. Die beiden energieaufnehmenden Segmente 5 sind jeweils mit den Endverbindungsplatten des Stababschnitts 6 über hochfeste Bolzen 14 verbunden, die gleichzeitig ein erstes energieaufnehmendes Kernmaterial 12 und ein zweites energieaufnehmendes Kernmaterial 13 verbinden, die sich in den energieaufnehmenden Segmenten 5 befinden. Zwei energieaufnehmende Segmente 5 sind gegenüberliegend in der Feldmitte des gesamten Stützkörpers angeordnet, und das energieaufnehmende Kernmaterial und der Stützkörper sind achsparallel. Er bildet einen Stützkörper mit einer mehrteiligen Struktur, die aus einem nicht knickenden Stababschnitt 6 und einem knickenden energieaufnehmenden Segment 5 besteht, um die Wirksamkeit der Kraftübertragung in einem kombinierten Abschnitt zu erreichen.
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Vorzugsweise entsprechen die Verlängerungslinien des ersten energieaufnehmenden Kernmaterials 12 und des zweiten energieaufnehmenden Kernmaterials 13 in Längsrichtung des Stützkörpers der Außenwand des Stababschnitts 6, so dass das energieaufnehmende Segment 5, wenn es einer Knickwirkung ausgesetzt ist, zu einem lasttragenden und energieaufnehmenden Element wird, das eine dominierende Rolle im Stützkörper spielt.
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Vorzugsweise sind das erste energieaufnehmende Kernmaterial 12 und das zweite energieaufnehmende Kernmaterial 13 der beiden energieaufnehmenden Segmente 5 in entgegengesetzter Richtung an der Segmenttrunkierungsebene angeordnet. Das erste energieaufnehmende Kernmaterial 12 eines der energieaufnehmenden Segmente 5 entspricht nämlich dem zweiten energieaufnehmenden Kernmaterial 13 des anderen energieaufnehmenden Segments 5 in Längsrichtung des Stützkörpers, so dass das Querschnittsträgheitsmoment des Stützkörpers in Richtung der Hauptwelle auf beiden Seiten der Feldmitte gleich ist und die Stabilität besser ist. Wenn ein zusätzliches Knickmoment in der Feldmitte unter exzentrischer Einwirkung auftritt, können die Energieabfuhr und die Tragfähigkeit der energieaufnehmenden Segmente 5, die sich auf beiden Seiten der Feldmitte befinden, voll genutzt werden. Das Problem der unzureichenden Energiedissipation des inneren Kerns, das durch den unausgewogenen Zugdruck des Stützkörpers verursacht wird, wird vermieden, und die Sicherheit und Haltbarkeit des Rahmen-Stütz-Systems werden verbessert.
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Bei einer segmentierten, kombinierten, knickverhindernden und energieaufnehmenden Stützstruktur der vorliegenden Ausführungsform ist jedes Segment wirksam unterschieden und die Vorteile der einzelnen Komponentenmaterialien werden vollständig genutzt. Sie ermöglicht den Zusammenbau des Stützkörpers und erleichtert die Installation und Konstruktion. Sie kann flexibel zerlegt und bequem transportiert werden und ermöglicht den unabhängigen Austausch des energieaufnehmenden Segments 5, was die Wartung erleichtert, und die Wiederverwendung der Komponenten ermöglicht, die nach dem Stützlagerung intakt bleiben. Gleichzeitig ist das Trägheitsmoment der beiden Hauptwellenquerschnitte des Stützkörpers gleich groß, so dass die Stabilitätsleistung ähnlich und die Gesamtstabilität des Stützkörpers besser ist. Wenn ein zusätzliches Biegemoment in der Feldmitte unter der Einwirkung eines Exzenters auftritt und die Verformung außerhalb der Ebene oder die Exzentrizität der Trunkierungsoberfläche gering ist, wird die seismische Energie der Rahmenstruktur durch die unelastische axiale Verformung des ersten energieaufnehmenden Kernmaterials 12 mit einer niedrigen Streckgrenze im energieaufnehmenden Segment 5 abgebaut. Die energieaufnehmende und tragende Kapazität jedes energieaufnehmenden Segments 5 wird vollständig ausgenutzt, wenn das zweite energieaufnehmende Kernmaterial 13 mit einer hohen Streckgrenze im energieaufnehmenden Segment 5 dafür sorgt, dass der Stützkörper eine gewisse axiale Tragfähigkeit und seitliche Verschiebungssteifigkeit aufweist und der Verlust der Festigkeit und Stabilität des Stützkörpers auf einer Seite unter der exzentrischen Einwirkung nicht auftritt.
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Ausführungsform 5
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Wie in den 1-9 gezeigt, wird eine segmentierte, kombinierte, knickverhindernde, energieaufnehmende Stützstruktur der vorliegenden Ausführungsform bereitgestellt. Auf der Grundlage von Ausführungsform 4 ist der Stababschnitt 6 ein knickverhinderndes Segment eines Stahlschalenelements. Der Stababschnitt 6 enthält eine in Längsrichtung durchdringende Rippe. Wenigstens ein Segment einer gewellten Kante 61 ist an einer Trunkierungsoberfläche des Stababschnitts 6 ausgebildet. Vorzugsweise ist das Stababschnitt 6 in der vorliegenden Ausführungsform ein nicht knickender hohler Stababschnitt 6, der durch die Kombination von Stahlplatten gebildet wird, und die Trunkierungsoberfläche des Stababschnitts 6 ist rechteckig oder quadratisch.
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Die Form und die Fläche der Trunkierungsoberfläche des Stababschnitts 6 kann je nach den tatsächlichen Gegebenheiten angepasst werden. Sie kann auch als anderes knickverhinderndes Strukturelement bestimmt werden, je nach den tatsächlichen Gegebenheiten. Oder die Knickverhinderungseigenschaft des Stababschnitts 6 kann durch Anpassung des Füllstoffs und der Trunkierungsoberfläche usw. eingestellt werden, um sicherzustellen, dass der Stababschnitt 6 in der Feldmitte immer im elastischen Bereich liegt. Die Energiedissipationskapazität des internen Vorspannankers 4 dient als Sicherungsfunktion, um eine langfristig stabile Nutzung des Stababschnitts 6 zu gewährleisten, und den Fehler eines signifikanten Unterschieds in der Zug- und Drucktragfähigkeit des knickenden Teils und des nicht knickenden Teils der gemeinsamen Segmentstruktur zu vermeiden.
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Vorzugsweise sind in der vorliegenden Ausführungsform am Beispiel des hohlen Stababschnitts 6 mit einer quadratischer Trunkierungsoberfläche zwei gegenüberliegende Seitenflächen des Stababschnitts 6 mit gewellten Platten 62 versehen, um eine Rippe entlang der Längsrichtung des Stützkörpers zu bilden, und die anderen beiden Seitenflächen sind mit ebenen Platten 63 versehen. Die gewellten Platten 62 haben den Vorteil, dass sie eine größere Steifigkeit außerhalb der Ebene und eine hohe Scherfestigkeit aufweisen und so die Tragfähigkeit der Stababschnitte 6 verbessern können. Im Vergleich zu ähnlichen geraden Abschnitten 6 mit der gleichen Tragfähigkeit ist das Eigengewicht geringer, was zur Verringerung der seismischen Trägheitskraft und zur Materialeinsparung beiträgt.
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Vorzugsweise entsprechen die Ober- und Unterseite des peripheren Rückhalteelements 11 der gewellten Abdeckplatte 113. Die Ober- und Unterseite des Stababschnitts 6 der vorliegenden Ausführungsform sind als ebene Platten 63 und die beiden Seitenflächen als gewellte Platten 62 ausgebildet, die der Ober- und Unterseite entsprechen, d.h. die gewellten Abdeckplatten 113 des peripheren Rückhalteelements 11 und die gewellten Platten 62 des Stababschnitts 6 sind in Längsrichtung des Stützkörpers versetzt.
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Insbesondere können in einigen Ausführungsformen die Stababschnitte 6 des Hohlstabs optional mit einem nicht klebenden Füllstoff 3 gefüllt oder mit einer knickverhindernden Verstärkung versehen werden, um die Steifigkeit zu erhöhen.
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Insbesondere kann in einigen Ausführungsformen die gewellte Form der gewellten Platte 62 trapezförmig, sinusförmig, rechteckig usw. sein.
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Ausführungsform 6
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Wie in den 1-9 gezeigt, wird eine segmentierte, kombinierte, knickverhindernde, energieaufnehmende Stützstruktur der vorliegenden Ausführungsform bereitgestellt. Auf der Grundlage der Ausführungsformen 4 und 5 sind an beiden Enden des Stützkörpers Endverbindungsabschnitte 7 vorgesehen. Die Endverbindungsabschnitte 7 umfassen eine Rückhaltehülse 71. In der Rückhaltehülse 71 ist eine Versteifungsrippenplatte 72 vorgesehen, die in Längsrichtung parallel zum Stützkörper verläuft. Das Ende der Rückhaltehülse 71 ist mit einer Versteifungsendplatte 73 versehen, die in Längsrichtung senkrecht zum Stützkörper verläuft. Die Versteifungsendplatte 73 ist mit einem überhängenden Abschnitt 74 versehen. Der überhängende Abschnitt 74 ist mit einem Befestigungsloch 75 versehen, und ein Anker eines Vorspannankers 4 ist in der Rückhaltehülse 71 vorgesehen, und die Vorspannanker 4 durchdringen den Stützkörper in Längsrichtung. Gemäß einer segmentartigen, kombinierten, knickverhindernden Stützstruktur der vorliegenden Ausführungsförm sind die beiden energieaufnehmenden Segmente 5, die an einem einzigen Stützkörper angebracht sind, über einen Stababschnitt 6 verbunden. Die relativ weit voneinander entfernten Seiten der beiden energieaufnehmenden Segmente 5 sind über den Stababschnitt 6 mit einer Rückhaltehülse 71 verbunden. Die Rückhaltehülse 71 ist eine Plattenverbindung, die eine Struktur bildet und eine rechteckige oder quadratische Trunkierungsoberfläche aufweist, die der des Stababschnitts 6 und der energieaufnehmenden Segmente 5 ähnelt. In der Rückhaltehülse 71 ist eine Versteifungsrippenplatte 72 vorgesehen. Die Versteifungsrippenplatte 72 hat in der vorliegenden Ausführungsform eine Kreuzform auf der Trunkierungsoberfläche des Stützkörpers und kann eine bessere interne Stützfunktion für die Rückhaltehülse 71 haben. Vier Spannschlitze für die Verankerung sind kreuzförmig voneinander getrennt. Der Spannschlitzraum ist als offener Raum vorgesehen, der dem Ende des Stützkörpers zugewandt ist, und eine Befestigungsmutter ist als Anker vorgesehen, so dass der Stützkörper der vorliegenden Ausführungsform mit einem Vorspannanker 4 in Längsrichtung versehen werden kann, und die Zugkraft des Vorspannankers 4 stabil auf den nicht klebenden Füllstoff 3 übertragen wird, um jedes Segment wirksam zu verbinden und zu verstärken.
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In einigen Ausführungsformen ist insbesondere in der Rückhaltehülse 71 außerdem eine Ankerstützplatte angeordnet, die parallel zur Trunkierungsfläche des Stützkörpers verläuft. Die Ankerstützplatte ist in der Rückhaltehülse 71 in geformte Füllräume unterteilt. Einerseits ist es zweckmäßig, die Verankerungsfixierung am Ende des Vorspannankers 4 vorzunehmen, und andererseits kann die Rückhaltehülse 71 je nach Situation auch mit dem nicht klebenden Füllstoff 3 gefüllt werden, um die Gesamtsteifigkeit des Stützkörpers weiter zu erhöhen.
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Insbesondere sind in einigen Ausführungsformen der Stababschnitt 6, die Rückhaltehülse 71 und das energieaufnehmende Segment 5 alle mit dem nicht klebenden Füllstoff 3, und einem Vorspannanker 4 gefüllt. Die innere Füllung des Stützkörpers wird durch vorgespannte Stahlspannglieder, Stahllitzen oder Stahlbewehrungsstäbe über die Endverankerung vorgespannt.
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Insbesondere, wenn Beton als Beispiel für die nicht klebende Füllung 4 genommen wird. Wenn der Stützkörper geformt wird, wird zunächst der Vorspannanker 4 durch ein reserviertes Loch in der inneren Ankerstützplatte der Rückhaltehülse 71 geführt, und der Vorspannanker 4 in die Füllung des energieaufnehmenden Segments 5 vorgespannt. Nach dem Anordnen des Vorspannankers 4 wird die Ankermutter, die auf den Vorspannanker 4 in der Spannnut gespannt werden soll, aufgeschraubt, und das mechanische Spannen wird durchgeführt, nachdem der Beton bis zur Bemessungsfestigkeit erstarrt ist, um die Zugfestigkeit des nicht klebenden Betons oder der Füllung wirksam zu verhindern oder zu verzögern und die Rissbelastung des nicht klebenden Betons oder der Füllung zu verbessern, wodurch die Energiedissipation und die Tragfähigkeit des energieaufnehmenden Segments 5 weiter verbessert werden.
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Insbesondere hat in einigen Ausführungsformen die Versteifungsendplatte 73 einen aufgeweiteten Abschnitt in Richtung der Trunkierungsoberfläche des Stützkörpers, so dass der Plattenoberflächenbereich der Versteifungsendplatte 73 sogar größer ist als die Trunkierungsoberfläche des energieaufnehmenden Segments 5, um die Verbindungsfestigkeit und Stabilität der Versteifungsendplatte 73 zu verbessern.
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In einigen Ausführungsformen hat die Rückhaltehülse 71 insbesondere eine rechteckige oder quadratische Trunkierungsfläche, die dem Stababschnitt 6 und dem energieaufnehmenden Segment 5 ähnelt, so dass der Stützkörper insgesamt eine relativ einheitliche
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Trunkierungsflächenform aufweist. Das Trägheitsmoment, der Trägheitsradius und der Biegemodul des Querschnitts in den beiden Hauptachsenrichtungen, die sich auf beiden Seiten der Feldmitte befinden, sind gleich und haben eine bessere Stabilität. Der Stützkörper als Ganzes hat die Eigenschaften einer flachen Oberfläche, keinen toten Winkel und einer kleinen Außenfläche, die vorteilhaft für die Einsparung von Korrosionsschutz- und Feuerfestbeschichtungen sind und die Staubentfernung erleichtern.
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Die oben genannten Merkmale sind nur bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und sollen die Erfindung nicht einschränken. Jede Abänderung, jeder gleichwertige Ersatz und jede Verbesserung, die im Rahmen des Sinnes und der Grundsätze der Erfindung vorgenommen wird, fällt unter den Schutz der Erfindung.
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Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Erdbebensicherheit und der Energiedissipation und -dämpfung von bautechnischen Strukturen, insbesondere ein energieaufnehmendes Segment und eine segmentartig kombinierte knickverhindernde energieaufnehmende Tragstruktur. Das energieaufnehmende Segment umfasst ein peripheres Rückhalteelement, ein erstes energieaufnehmendes Kernmaterial und ein zweites energieaufnehmendes Kernmaterial. Das erste energieaufnehmende Kernmaterial umfasst ein Stahlelement mit niedriger Streckgrenze, das zweite energieaufnehmende Kernmaterial umfasst ein hochfestes Stahlelement, und das erste energieaufnehmende Kernmaterial und das zweite energieaufnehmende Kernmaterial sind symmetrisch an der Trunkierungsfläche des Segments angeordnet. Die energieaufnehmenden Kernmaterialien aus zwei verschiedenen Materialien haben eine klare Arbeitsteilung, bringen die Vorteile der jeweiligen Materialien voll zur Geltung und können eine zuverlässige Längskraftübertragung gewährleisten. Die Stützstruktur besteht aus einer geraden Anzahl von energieaufnehmenden Segmenten. Eine Vielzahl von energieaufnehmenden Segmenten sind an zwei Seiten der Feldmitte des Stützkörpers einander gegenüberliegend angeordnet. Das erste energieaufnehmende Kernmaterial und das zweite energieaufnehmende Kernmaterial zweier energieaufnehmender Segmente, die einander gegenüberliegend und nebeneinander angeordnet sind, sind in umgekehrter Richtung an einer Trunkierungsfläche des Segments angeordnet, so dass die Energieaufnahme und die Tragfähigkeit jedes energieaufnehmenden Segments voll ausgenutzt werden und die verstärkte Sicherheit und die Betriebsfestigkeit des Rahmens verbessert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 202211213904 [0001]
- CN 206337880 U [0005]
- CN 104532977 A [0005]
