專利名稱：自復(fù)位防屈曲支撐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種建筑物的防護(hù)裝置，尤其涉及一種減少外界震動(dòng)影響的防護(hù)
直O(jiān)
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)通過結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彈塑性變形來消耗地震能量，達(dá)到 減輕地震作用的目的，但是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彈塑性耗能不可避免地會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成損傷，甚至是 不可修復(fù)的損傷。近年來所發(fā)生的大地震(如1994年美國Northridge，1995年日本神戶， 1999年臺(tái)灣集集，2008年中國汶川)造成的嚴(yán)重結(jié)構(gòu)破壞和重大財(cái)產(chǎn)損失已經(jīng)暴露出傳統(tǒng) 抗震設(shè)計(jì)方法的這種缺陷。耗能減振技術(shù)通過在結(jié)構(gòu)中設(shè)置被動(dòng)耗能裝置，消耗本來由結(jié)構(gòu)構(gòu)件(例如梁柱 結(jié)點(diǎn))消耗的地震能量，大大減輕了結(jié)構(gòu)的變形和損傷。目前已開發(fā)的耗能器主要有四類 摩擦耗能器、金屬屈服耗能器、粘滯耗能器和粘彈性耗能器。摩擦耗能器因其耗能能力強(qiáng)、 性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉，在工程中相對(duì)于其它三種方式更易于推廣應(yīng)用。Pall摩擦耗能器由 Pal 1和Marsh于1982年提出，在加拿大、美國、印度和中國的多幢民用及工業(yè)建筑中得到應(yīng) 用。在Pall摩擦阻尼器的基礎(chǔ)上又提出了 T形芯板摩擦耗能器和可變摩擦耗能器等，都具 有Pall摩擦耗能器四連桿變形機(jī)構(gòu)，因此統(tǒng)稱為Pall型摩擦阻尼器。Pall型摩擦阻尼器 具有耗能能力強(qiáng)，不受支撐屈曲力的影響。金屬屈服耗能器的形式，如2008年2月27日公開的中國專利，公開號(hào)為 CN101131005A，公開了一種金屬屈服與摩擦阻尼器聯(lián)合減震控制方法，其主要由耗能鋼板、 摩擦鋼板、水平連接鋼板組成，通過摩擦鋼板和耗能鋼板來實(shí)現(xiàn)分階段耗能，通過調(diào)整摩擦 鋼板滑動(dòng)槽的長度使消能器具有可調(diào)功能，其效果明顯不如摩擦耗能器。防屈曲支撐被認(rèn)為是很有前途的一種耗能支撐，防屈曲支撐是一種可以防止支撐 屈曲的一種耗能裝置。防屈曲支撐的研究在國內(nèi)則是剛剛起步，這種耗能器具有噸位大、 耗能能力強(qiáng)、不受頻率影響的優(yōu)點(diǎn)。但是摩擦阻尼器在大震過后，摩擦阻尼器的支撐由于屈 曲而不易拆卸，故結(jié)合摩擦阻尼器和防屈曲支撐的優(yōu)點(diǎn)，提出了摩擦阻尼器與防屈曲支撐 聯(lián)合減震控制裝置?，F(xiàn)有技術(shù)中，防屈曲支撐和摩擦阻尼器通常采用普通鋼材料，由于其發(fā)生塑性形 變產(chǎn)生了不可恢復(fù)的塑性變形，其應(yīng)用受到一定的限制。形狀記憶合金為一種新型金屬材 料，具有超彈性能和形狀記憶性能，所以利用形狀記憶合金制作防屈曲支撐具有很好的市 場前景。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種自復(fù)位防屈曲支撐裝置，其 采用新型材料，耗能能力強(qiáng)，便于安裝，改進(jìn)摩擦耗能器支撐易屈曲、不易拆卸的缺點(diǎn)，更好 地滿足工程應(yīng)用的需要。
3[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案其包括套管以及設(shè)置在套管內(nèi) 的芯板，芯板部分或全部采用形狀記憶合金材質(zhì)。 屈曲約束支撐又稱無粘結(jié)支撐，是一種新型鋼結(jié)構(gòu)支撐，也是一種耗能支撐，屈曲 約束支撐的中心是芯板，采用形狀記憶合金材質(zhì)制成，在軸向力作用下允許有較大的塑性 變形，通過這種變形可以達(dá)到耗能的目的。為避免芯板受壓時(shí)整體屈曲，即在受拉和受壓時(shí) 都能達(dá)到屈服，芯板被置于一個(gè)套管內(nèi)，然后在套管內(nèi)灌注砂漿。為了減小或消除芯板受軸 力時(shí)傳給砂漿的力，而且，由于泊松效應(yīng)，芯板在受壓情況下會(huì)膨脹，因此在套管與芯板之 間填充砂漿層，砂漿層與芯板之間設(shè)置空氣間隔層。這樣以來，此支撐在受壓時(shí)亦能達(dá)到完 全屈服，使支撐受壓承載力與受拉承載力相當(dāng)，克服了傳統(tǒng)支撐受壓屈曲的缺陷，改善了支 撐承載能力。芯板為平板形或十字形或工字形或圓管形或方管形。芯板為平板形或十字形或工 字形或圓管形或方管形。形狀記憶合金的超彈性性質(zhì)同其它普通金屬材料相比有許多優(yōu)點(diǎn)首先形狀記憶 合金超彈性的疲勞特性很好，而其它材料循環(huán)中不可避免地出現(xiàn)損傷，影響壽命；其次形狀 記憶合金可恢復(fù)應(yīng)變值很大(6% 8%)，是通常金屬材料難以實(shí)現(xiàn)的；最后由于奧氏體 彈性模量大于馬氏體彈性模量，形狀記憶合金彈性模量隨溫度升高而增大(同普通金屬相 反)，這使其在較高溫度下仍保持高彈性模量。因此，利用形狀記憶合金制作的本裝置應(yīng)用 范圍廣泛。由于形狀記憶合金材料具有超彈性和形狀記憶效應(yīng)，本裝置在震后可通過超彈性 性能進(jìn)行自復(fù)位，還可利用形狀記憶合金效應(yīng)通過加熱使裝置復(fù)位，解決了其它支撐震后 不能復(fù)位的缺陷，同時(shí)形狀記憶合金材料具有耐腐蝕、抗疲勞的優(yōu)點(diǎn)，本裝置具有很好的應(yīng) 用前景。由于形狀記憶合金材料造價(jià)昂貴，可以將防屈曲支撐芯板的部分采用形狀記憶合 金材料、部分采用不銹鋼材質(zhì)，這樣可以大大降低成本。當(dāng)然，也可以在普通支撐方式上采 用形狀記憶合金材料，也能夠達(dá)到較好的減震效果。普通支撐框架是支撐和柱框架共同抵抗地震作用，在大震情況下，支撐和梁、柱都 要受損傷。這樣以來，大震后建筑物再利用已經(jīng)不可能，修復(fù)費(fèi)用很高。而屈曲約束支撐框 架則不一樣，它在地震作用下，僅屈曲約束支撐芯板進(jìn)入塑性進(jìn)行耗能，其它主體結(jié)構(gòu)仍保 持彈性狀態(tài)。在地震作用后，只需更換屈曲約束芯板即可，這樣大大降低了震后維修費(fèi)用。本框架安裝方便、便于拆卸，其耗能能力強(qiáng)，具有廣泛的防震、抗震應(yīng)用領(lǐng)域。

圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例1外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例1的芯板結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例2芯板結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施例3芯板結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型的實(shí)施例4芯板結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型的實(shí)施例5芯板結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1、圖2所示，裝置包括套管1以及設(shè)置在套管內(nèi)的芯板2，芯板2為十字形， 十字形的芯板2全部采用形狀記憶合金材質(zhì)。套管1與芯板2之間填充砂漿層3。砂漿層 與芯板之間設(shè)置空氣間隔層4。實(shí)施例2如圖3所示，芯板2為工字形，平板形芯板2部分采用形狀記憶合金材質(zhì)。其它同 實(shí)施例1。實(shí)施例3如圖4所示，芯板2為平板形。其它同實(shí)施例1。實(shí)施例4如圖5所示，芯板2為圓管形。其它同實(shí)施例1。實(shí)施例5如圖6所示，芯板2為方管形。其它同實(shí)施例1。
權(quán)利要求一種自復(fù)位防屈曲支撐裝置，其特征在于，包括套管以及設(shè)置在套管內(nèi)的芯板，芯板部分或全部采用形狀記憶合金材質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自復(fù)位防屈曲支撐裝置，其特征在于，芯板為平板形或十字 形或工字形或圓管形或方管形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自復(fù)位防屈曲支撐裝置，其特征在于，套管與芯板之間填充 砂漿層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自復(fù)位防屈曲支撐裝置，其特征在于，砂漿層與芯板之間設(shè) 置空氣間隔層。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種建筑物的防護(hù)裝置，尤其涉及一種減少外界震動(dòng)影響的防護(hù)裝置。本實(shí)用新型的自復(fù)位防屈曲支撐裝置，包括套管以及設(shè)置在套管內(nèi)的芯板，芯板部分或全部采用形狀記憶合金材質(zhì)。本框架安裝方便、便于拆卸，其耗能能力強(qiáng)，具有廣泛的防震、抗震應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)E04B1/30GK201730214SQ201020250089
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者劉文峰, 張同波, 張紀(jì)剛, 李秋義, 趙鐵軍 申請(qǐng)人:青島理工大學(xué);青建集團(tuán)股份公司