本发明专利技术实施例公开了一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑系统，包括芯材、第一阶段耗能结构、第一活动顶板、第二活动顶板、第一套管、第二套管；所述芯材为一对，分别与所述第一活动顶板、第二活动顶板固定连接，所述芯材外套装有所述第一套管，所述第二套管套设于所述第一活动顶板、第二活动顶板的连接部分上，所述第一阶段耗能结构设置于所述第一活动顶板、第二活动顶板之间，所述第一套管内与所述芯材之间填充有灌浆料，所述芯材外包裹有无粘结材料，本发明专利技术还提供了制作上述系统的工艺。采用本发明专利技术可以可广泛应用于建筑房屋结构、桥梁、非结构构件等技术领域，具有多阶段耗能和发电的特点，可以满足不同工况下的耗能工作。可以满足不同工况下的耗能工作。可以满足不同工况下的耗能工作。
【技术实现步骤摘要】
一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑系统及工艺
[0001]本专利技术涉及建筑结构工程和桥梁工程结构减振
，尤其涉及一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑系统。
技术介绍
[0002]阻尼器作为一种减小振动或者消耗能量的设备，广泛应用于生活生产的各个领域，如建筑结构抗震、斜拉桥拉锁减振、汽车、航空航天等。防屈曲支撑作为一种优秀的消能减震阻尼器在美国、日本和中国等国家已得到了广泛的应用。近年来，国内外专家提出了多种多阶段防屈曲耗能支撑的概念和设计方法等，但存一些问题。(1)防屈曲支撑中较弱的屈服段在小震和台风作用即进入耗能，较强的屈服段处于弹性阶段；在设防地震和罕遇地震下，防屈曲支撑中较弱的屈服段仍能发生位移，继续耗能，若较强的屈服段达到极限应力时，较弱的屈服段将出现疲劳破坏，设计时需要严格控制较强屈服段的应力，这将导致材料的性能利用率较低，具有一定的安全隐患，不利于工程应用。(2)防屈曲支撑的较弱的屈服段的约束不够，较弱的屈服段容易出现面外失稳，这将大大影响支撑的耗能性能和支撑的安全。
技术实现思路
[0003]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑系统。可广泛应用于建筑房屋结构、桥梁、非结构构件等
，具有多阶段耗能和发电的特点，可以满足不同工况下的耗能工作。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑系统，包括芯材、第一阶段耗能结构、第一活动顶板、第二活动顶板、第一套管、第二套管；<br/>[0005]所述芯材为一对，分别与所述第一活动顶板、第二活动顶板固定连接，所述芯材外套装有所述第一套管，所述第二套管套设于所述第一活动顶板、第二活动顶板的连接部分上，所述第二套管内设置有限位所述第一活动顶板、第二活动顶板行程的限位装置，所述第一阶段耗能结构设置于所述第一活动顶板、第二活动顶板之间，所述第一套管内与所述芯材之间填充有灌浆料，所述芯材外包裹有无粘结材料。
[0006]进一步地，所述第一阶段耗能结构首尾展开结构上由若干交替的梯形的单元板构成的多层折叠结构。
[0007]更进一步地，所述单元板上粘附有摩擦对介电层。
[0008]更进一步地，所述多层折叠结构两端通过定位板分别与所述第一活动顶板、第二活动顶板固定连接。
[0009]更进一步地，所述第二套管由四个侧板以及两个端板构成方形结构，所述限位装置为固定设置于所述侧板内的两组限位凸条，所述第一活动顶板、第二活动顶板分别在所述两组限位凸条之间滑动。
[0010]更进一步地，所述第一活动顶板、第二活动顶板对向之间分别固定设置有第一连接板、第二连接板，两者之间通设置槽孔与连接装置配合形成限位。
[0011]更进一步地，所述第一套管及第一连接板、第二连接板外表面贴有无粘结材料，且所述第二套管内除所述两组限位凸条之间的间隙范围外填充有灌浆料。
[0012]更进一步地，所述芯材依次具有屈服段、过渡段，非屈服段，所述非屈服段的截面面积大于所述屈服段截面面积的1.8倍以上，所述过渡段的坡度小于30
°
。
[0013]相应地，本专利技术实施例还提供了一种用于上述的基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑系统的工艺，包括以下步骤：
[0014](1)将芯材、活动顶板的胚料进行切割成型，并使芯材由主芯板、副芯板构成，形成具有屈服段、非屈服段和过渡段；
[0015](2)对主芯板和副芯板进行表面的除锈和除油，在主芯板和副芯板上开设坡口，并焊接形成芯材，并将芯材焊接于滑动顶板上；
[0016](3)在芯材上进行喷砂处理，并在芯材表面粘结一层无粘结材料；
[0017](4)对第一套管的胚料板除锈、除油和喷砂处理，通过弯折方式和焊接方式将第一套管的胚料制作成型，将第一套管穿过芯材，并将第一套管的一端焊接于滑动顶板上；
[0018](5)第一套管、芯材和滑动顶板形成的空腔中灌注灌浆料，待灌浆料凝固后，将端板穿过芯材1，并与第一套管的另一端焊接成整体，并采用填缝材料填充将端板和芯材的非屈服段之间的缝隙，形成防屈曲独立整体；
[0019](6)重复(2)～(5)，制作两个防屈曲独立整体；
[0020](7)将胚料制作形成第一连接板，第二连接板，并在第一连接板，第二连接板上开设槽孔，将开设槽孔的第一连接板，第二连接板进行除锈、除油和喷砂处理；将第一连接板连接在一个防屈曲独立整体的活动顶板上，将第二连接板连接在另一个防屈曲独立整体的活动顶板上；将第一连接板，第二连接板的槽孔进行对应，再将连接装置插入左连接板、第二连接板对应的槽孔内并固定，形成有效连接，使两个防屈曲独立整体连接成核心结构；
[0021](8)制作方形的第二套管，将限位装置通过焊接连接于第二套管内；
[0022](9)制作若干个第一阶段耗能结构，使其由交替的梯形的若干单元板构成，短边形成凸起折痕，长边形成凹折痕和两侧斜边形成连接折痕，将其表面粘贴摩擦对介电层；
[0023](10)将第一阶段耗能结构与定位板焊接，再将定位板通过焊接连接于活动顶板上；
[0024](11)采用无粘结材料将第一阶段耗能结构的第一连接板，第二连接板进行圈状密封在限位装置的行程范围内填充压缩材料，在第一套管和灌浆料所接触的表面设置一层无粘结材料；
[0025](12)在步骤11的空腔中灌注灌浆料；
[0026](13)对整体的表面进行表面处理，并养护。
[0027]实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：本专利技术结合了传统防屈曲耗能支撑和折纸结构耗能的优点，可以可广泛应用于建筑房屋结构、桥梁、非结构构件等
，具有多阶段耗能和发电的特点，可以满足不同工况下的耗能工作。
附图说明
[0028]图1为一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑正面示意和正面剖视图；
[0029]图2为一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑的芯材示意图；
[0030]图3为一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑的A1－A1剖面图；
[0031]图4为一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑的A2－A2剖面图；
[0032]图5为一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑的A3－A3剖面图；
[0033]图6为一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑的A4－A4剖面图；
[0034]图7为一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑的A5－A5剖面图；
[0035]图8为一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑的A6－A6剖面图；
[0036]图9为一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑的A7－A7剖面图；
[0037]图10为一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑的A8－A8剖面图；
[0038]图11为一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑的A9－A9剖面图；
[0039]图12为一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑的A10－A10剖面图；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑系统，其特征在于，包括芯材、第一阶段耗能结构、第一活动顶板、第二活动顶板、第一套管、第二套管；所述芯材为一对，分别与所述第一活动顶板、第二活动顶板固定连接，所述芯材外套装有所述第一套管，所述第二套管套设于所述第一活动顶板、第二活动顶板的连接部分上，所述第二套管内设置有限位所述第一活动顶板、第二活动顶板行程的限位装置，所述第一阶段耗能结构设置于所述第一活动顶板、第二活动顶板之间，所述第一套管内与所述芯材之间填充有灌浆料，所述芯材外包裹有无粘结材料。2.根据权利要求1所述的基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑系统，其特征在于，所述第一阶段耗能结构首尾展开结构上由若干交替的梯形的单元板构成的多层折叠结构。3.根据权利要求2所述的基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑系统，其特征在于，所述单元板上粘附有摩擦对介电层。4.根据权利要求3所述的基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑系统，其特征在于，所述多层折叠结构两端通过定位板分别与所述第一活动顶板、第二活动顶板固定连接。5.根据权利要求1所述的基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑系统，其特征在于，所述第二套管由四个侧板以及两个端板构成方形结构，所述限位装置为固定设置于所述侧板内的两组限位凸条，所述第一活动顶板、第二活动顶板分别在所述两组限位凸条之间滑动。6.根据权利要求5所述的基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑系统，其特征在于，所述第一活动顶板、第二活动顶板对向之间分别固定设置有第一连接板、第二连接板，两者之间通设置槽孔与连接装置配合形成限位。7.根据权利要求6所述的基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑系统，其特征在于，所述第一套管及第一连接板、第二连接板外表面贴有无粘结材料，且所述第二套管内除所述两组限位凸条之间的间隙范围外填充有灌浆料。8.根据权利要求1－7任一项所述的基于折纸结构的分阶段耗能防屈曲支撑系统，其特征在于，所述芯材依次具有屈服段、过渡段，非屈服段，所述非屈服段的截面面积大于所述屈服段截面面积的1.8倍以上，所述过渡段的坡度小于30
【专利技术属性】
技术研发人员：喻莹，杭振园，赵晓华，
申请(专利权)人：汕头大学，
类型：发明
国别省市：
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