一种大变形滑轮组自定心摩擦耗能支撑制造技术

本发明专利技术公开了一种大变形滑轮组自定心摩擦耗能支撑，包括矩形中套管、位于矩形中套管内的矩形内套管、套在矩形中套管外的矩形外套管、设置在矩形中套管两端的两块外端板、设置在矩形内套管两端的两块内端板、设置在内端板靠近矩形内套管一侧的滑轮，设置在矩形内套管内的第一组预拉杆和第二组预拉杆，连接矩形中套管底板和矩形外套管底板的摩擦耗能部件，设置在矩形中套管一端并与矩形中套管连接的第一连接板，设置在矩形中套管另一端并与矩形外套管连接的第二连接板；第一组预拉杆绕过与一端的内端板连接的滑轮后，第一组预拉杆的两端分别锚固于另一端外端板和另一端内端板；第二组预拉杆绕过与另一端的内端板连接的滑轮后，第二组预拉杆的两端分别锚固于一端外端板和一端内端板。

【技术实现步骤摘要】
一种大变形滑轮组自定心摩擦耗能支撑
本专利技术属于土木工程领域，涉及一种用于减小工程结构地震灾害的大变形滑轮组自定心摩擦耗能支撑。
技术介绍
地震给人类带来极其严重的灾难。传统的抗震设计采用的是延性设计方法，即在地震作用下，通过结构部分构件的提前屈服和破坏，但整体不至于丧失功能，依靠构件的塑性变形来耗散大部分的地震能量，从而达到保证主体结构安全的目的。但构件的塑性变形会导致结构在震后产生较大的残余变形，从而大幅提高结构的修复难度。为控制结构的残余变形，可将由预拉杆、套管、端板和耗能核心板组成的自定心摩擦耗能支撑引入结构中。地震时，自定心支撑凭借施加在预拉杆中的预张力能有效克服耗能部件的塑性变形，从而显著减小结构的残余变形，使其达到自定心的效果。由于预拉杆的屈服或断裂均会导致自定心支撑的预张力损失，进而影响结构残余变形的控制效果，因此在自定心支撑的工作过程中预拉杆应处于弹性阶段，这要求预拉杆需具备较大的弹性延伸率。在预应力结构工程领域应用较为成熟的钢绞线和钢丝绳均由于弹性延伸率较小而无法适用于自定心支撑。为满足结构的变形需求，通常选取具有较大弹性延伸率的纤维筋或具有超弹性特征的形状记忆合金作为预拉杆材料，但这些材料一方面加工难度较高，另一方面也存在锚固技术不够成熟的问题。上述问题也限制了自定心支撑在土木工程领域的推广和运用。
技术实现思路
技术问题：本专利技术针对现有自定心支撑对预拉杆弹性延伸率需求较大，传统预应力材料无法满足要求的问题，提供一种可有效减小对预拉杆弹性延伸率需求的大变形滑轮组自定心摩擦耗能支撑。技术方案：本专利技术的大变形滑轮组自定心摩擦耗能支撑，包括矩形中套管、位于所述矩形中套管内的矩形内套管、套在矩形中套管外的矩形外套管、设置在矩形中套管两端的两块外端板、设置在矩形内套管两端的两块内端板、设置在内端板靠近矩形内套管一侧的滑轮，设置在矩形内套管内的第一组预拉杆和第二组预拉杆，连接矩形中套管底板和矩形外套管底板的摩擦耗能部件，设置在矩形中套管一端并与矩形中套管连接的第一连接板，设置在矩形中套管另一端并与矩形外套管连接的第二连接板。进一步的，第一组预拉杆绕过与一端的内端板连接的滑轮后，第一组预拉杆的两端分别锚固于另一端外端板和另一端内端板，第二组预拉杆绕过与另一端的内端板连接的滑轮后，第二组预拉杆的两端分别锚固于一端外端板和一端内端板。进一步的，所述摩擦耗能部件包括摩擦内板，设置在所述摩擦内板两侧的摩擦外板，位于摩擦内板和摩擦外板之间的摩擦垫片，所述矩形外套管的底板设置有槽口，所述摩擦外板与矩形外套管的底板连接，所述摩擦内板穿过槽口与矩形中套管的底板连接。所述的外端板和内端板上分别设有供预拉杆穿过的孔洞和孔洞。所述的矩形中套管和矩形外套管均不与外端板焊接，矩形内套管不与内端板焊接。有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：(1)本技术方案有效的减小了自定心支撑对预拉杆弹性延伸率需求。本技术方案不仅采用两组预拉杆串联的形式，使得每组预拉杆的变形量仅为支撑变形量的一半，而且还引入了滑轮组的设计，通过钢丝绳在滑轮组上缠绕的构造形式，在自定心支撑有限的长度内尽可能设置足够长的钢丝绳，以降低对预拉杆的弹性延伸率需求。(2)本技术方案使自定心支撑能选用锚固和加工技术更为成熟的钢丝绳作为预拉杆。传统的自定心支撑为满足罕遇地震下结构变形需求，通常选用弹性延伸率较高的纤维筋或具有超弹性特征的形状记忆合金作为预拉杆。这些新型材料不仅价格较高，加工和锚固技术也不成熟。本技术方案由于显著降低对预拉杆的弹性延伸率需求，使得在预应力结构工程领域运用较为成熟但弹性延伸率较小的钢丝绳可以应用于自定心支撑，为自定心技术的推广创造了条件。(3)本技术方案构造灵活，能满足不同的结构变形需求。本技术方案提出的滑轮组设计，能通过调整钢丝绳往返缠绕两端滑轮的圈数增减钢丝绳的总长度，使得钢丝绳能对应不同的结构变形需求，不仅能避免由于结构变形过大引起的预拉杆松弛或断裂对结构抗震性能造成的不利影响，而且也使自定心支撑和结构整体的设计都更加灵活。(4)本技术选用具有较强耗能能力且可反复使用的摩擦耗能器，可迅速衰减结构的地震响应。本技术方案选用具有饱满耗能能力且可反复使用的摩擦耗能器作为支撑的耗能机理，不仅可以消耗输入的地震能量，降低结构的动力响应，而且震后支撑不需维修仍能维持初始性能状态，为结构提供必要的刚度和承载能力，为降低结构地震损伤程度和震后修复难度提供了技术支持。附图说明图1为本专利技术装置的正视图；图2为图1的A-A剖面图；图3为图1的B-B剖面图；图4为图1的纵向剖面图；图5为外端板的正视图；图6为内端板的正视图；图7为与内端板连接的滑轮正视图；图8为与内端板连接的滑轮侧视图；图9为摩擦耗能部件的正视图；图10为图9的A-A剖面图；图11为图9的B-B剖面图；图12为外套管的正视图；图13为图12的A-A剖面图；图14为本专利技术的原位示意图；图15为本专利技术的受拉状态示意图；图16为本专利技术的受压状态示意图。图中有：中套管1、内套管2、外套管3、槽口31、外端板4、外端板孔洞41、内端板5、内端板孔洞51、滑轮6、第一组预拉杆7、第二组预拉杆8、摩擦耗能部件9、摩擦内板91、摩擦外板92、摩擦垫片93、第一连接板10、第二连接板11。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的技术方案进行详细的说明。如图1～图8所示，本专利技术的大变形滑轮组自定心摩擦耗能支撑，包括矩形中套管1，位于所述矩形中套管1内的矩形内套管2，套在矩形中套管1外的矩形外套管3，设置在矩形中套管1两端的两块外端板4，设置在矩形内套管2两端的两块内端板5，设置在内端板5靠近矩形内套管2一侧的滑轮6，设置在矩形内套管2内的第一组预拉杆7和第二组预拉杆8，连接矩形中套管1底板和矩形外套管2底板的摩擦耗能部件9，设置在矩形中套管1一端并与矩形中套管1连接的第一连接板10，设置在矩形中套管1另一端并与矩形外套管3连接的第二连接板11。如图4所示，第一组预拉杆7绕过与一端的内端板5连接的滑轮6后，第一组预拉杆7的两端分别锚固于另一端外端板4和另一端内端板5，第二组预拉杆8绕过与另一端的内端板5连接的滑轮6后，第二组预拉杆8的两端分别锚固于一端外端板4和一端内端板5。如图9～图11所示，摩擦耗能部件9包括摩擦内板91，设置在摩擦内板91两侧的摩擦外板92，位于摩擦内板91和摩擦外板92之间的摩擦垫片93。如图13所示，矩形外套管3的底板设置有槽口31。如图3所示，摩擦外板92与矩形外套管3的底板连接，摩擦内板91穿过槽口31与矩形中套管1的底板连接。摩擦内板91与摩擦外板92的滑动方向沿外套管3轴向设置，通过螺栓将摩擦内板91、摩擦外板92和摩擦垫片93连接起来，通过改变摩擦垫片93的材料、摩擦面积和拧螺栓的扭矩可对摩擦耗能部件9的耗能能力进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大变形滑轮组自定心摩擦耗能支撑，其特征在于，该支撑包括矩形中套管(1)、位于所述矩形中套管(1)内的矩形内套管(2)、套在矩形中套管(1)外的矩形外套管(3)、设置在矩形中套管(1)两端的两块外端板(4)、设置在矩形内套管(2)两端的两块内端板(5)、设置在内端板(5)靠近矩形内套管(2)一侧的滑轮(6)，设置在矩形内套管(2)内的第一组预拉杆(7)和第二组预拉杆(8)、连接矩形中套管(1)底板和矩形外套管(2)底板的摩擦耗能部件(9)、设置在矩形中套管(1)一端并与矩形中套管(1)连接的第一连接板(10)，设置在矩形中套管(1)另一端并与矩形外套管(3)连接的第二连接板(11)。/n

【技术特征摘要】
1.一种大变形滑轮组自定心摩擦耗能支撑，其特征在于，该支撑包括矩形中套管(1)、位于所述矩形中套管(1)内的矩形内套管(2)、套在矩形中套管(1)外的矩形外套管(3)、设置在矩形中套管(1)两端的两块外端板(4)、设置在矩形内套管(2)两端的两块内端板(5)、设置在内端板(5)靠近矩形内套管(2)一侧的滑轮(6)，设置在矩形内套管(2)内的第一组预拉杆(7)和第二组预拉杆(8)、连接矩形中套管(1)底板和矩形外套管(2)底板的摩擦耗能部件(9)、设置在矩形中套管(1)一端并与矩形中套管(1)连接的第一连接板(10)，设置在矩形中套管(1)另一端并与矩形外套管(3)连接的第二连接板(11)。


2.根据权利要求1所述的大变形滑轮组自定心摩擦耗能支撑，其特征在于，第一组预拉杆(7)绕过与一端的内端板(5)连接的滑轮(6)后，第一组预拉杆(7)的两端分别锚固于另一端外端板(4)和另一端内端板(5)，第二组预拉杆(8)绕过与另一端的内端板(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢钦，周臻，周雨辰，段莉，孟少平，
申请(专利权)人：贵州理工学院，
类型：发明
国别省市：贵州;52