本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)耗能減震，尤其涉及一種建筑減震用屈曲約束支撐裝置。
背景技術(shù)：
1、近年來，隨著我國地震領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究和工程技術(shù)的不斷發(fā)展，在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中，常通過在結(jié)構(gòu)上設(shè)置減震裝置以消耗地震輸入能量，達到減輕主體結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的目的。其中屈曲約束支撐越來越多地應(yīng)用在工程中，并取得了顯著的成果。
2、普通鋼支撐在受壓作用下，由于沒有約束構(gòu)件抑制其變形，很容易發(fā)生屈曲失穩(wěn)。屈曲約束支撐與框架梁、框架柱通過連接節(jié)點進行連接，在地震作用下耗能芯板進入屈服從而耗散輸入結(jié)構(gòu)的能量。但為避免屈曲約束支撐發(fā)生低周疲勞破壞，在多遇地震下屈曲約束支撐被設(shè)計為彈性支撐，但屈曲約束支撐保持彈性狀態(tài)，無法耗散地震輸入的能量。同時由于提高了建筑結(jié)構(gòu)的剛度，可能使得建筑結(jié)構(gòu)受到更大的地震作用。
3、不僅如此，同時在屈曲約束支撐中會產(chǎn)生較大塑性變形以耗散地震能量，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)易于在強震后產(chǎn)生嚴(yán)重的殘余變形。據(jù)統(tǒng)計，在強震激勵下，屈曲約束支撐框架的平均殘余變形達到0.8-1.8％，而過大的殘余變形會導(dǎo)致受損建筑結(jié)構(gòu)在余震中的倒塌概率大幅增加，結(jié)構(gòu)震后的修復(fù)難度和費用大幅增加。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供一種建筑減震用屈曲約束支撐裝置，以解決上述技術(shù)問題。
2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種建筑減震用屈曲約束支撐裝置，包括約束套筒、耗能內(nèi)芯、摩擦阻尼機構(gòu)、安裝頭和形變恢復(fù)機構(gòu)，
3、所述耗能內(nèi)芯為兩組，所述約束套筒套設(shè)于兩組所述耗能內(nèi)芯外側(cè)，兩組所述耗能內(nèi)芯的一端通過所述摩擦阻尼機構(gòu)連接，兩組所述耗能內(nèi)芯的另一端分別連接所述安裝頭；
4、所述形變恢復(fù)機構(gòu)連接于所述約束套筒和每組耗能內(nèi)芯之間，所述形變恢復(fù)機構(gòu)包括上限位件、下限位件和碟簧，所述碟簧設(shè)置在所述上限位件和下限位件之間；所述上限位件和下限位件分別包括內(nèi)環(huán)和外環(huán)，所述外環(huán)固定安裝在所述約束套筒的內(nèi)壁上，所述內(nèi)環(huán)固定安裝在所述耗能內(nèi)芯的外壁上，所述內(nèi)環(huán)的外徑小于所述外環(huán)的內(nèi)徑。
5、較佳地，每個所述耗能內(nèi)芯設(shè)置有至少兩個所述形變恢復(fù)機構(gòu)，兩個所述形變恢復(fù)機構(gòu)分別對應(yīng)設(shè)置于所述耗能內(nèi)芯的兩端。
6、較佳地，所述摩擦阻尼機構(gòu)包括摩擦芯棒、齒條、摩擦片、輥軸、齒輪、摩擦環(huán)、定位桿和減震彈簧，所述減震彈簧的兩端分別與所述摩擦芯棒的一端固定連接，所述摩擦芯棒的另一端與所述耗能內(nèi)芯固定連接；所述摩擦片對稱安裝在所述約束套筒的內(nèi)壁且與所述摩擦芯棒的外壁摩擦接觸；所述齒條設(shè)置在所述摩擦芯棒的外壁，所述齒輪通過輥軸固定安裝在所述約束套筒的內(nèi)壁，所述齒輪與齒條嚙合；所述摩擦環(huán)套設(shè)在所述輥軸上并與所述輥軸摩擦接觸，所述摩擦環(huán)的外壁通過所述定位桿與所述約束套筒的內(nèi)壁固定連接。
7、較佳地，所述摩擦芯棒、摩擦片和摩擦環(huán)均采用摩擦材料制成。
8、較佳地，所述摩擦片的截面呈弧形包覆于所述摩擦芯棒的兩側(cè)，所述齒條設(shè)置于每兩個摩擦片之間。
9、較佳地，所述摩擦環(huán)沿所述輥軸的延伸方向設(shè)置為若干個。
10、較佳地，所述摩擦環(huán)包括第一摩擦環(huán)、第二摩擦環(huán)和第三摩擦環(huán)，所述第一摩擦環(huán)、第二摩擦環(huán)和第三摩擦環(huán)的內(nèi)徑不同；所述第一摩擦環(huán)的內(nèi)壁直接與所述輥軸的外壁摩擦接觸；所述輥軸的外壁上安裝有與所述第二摩擦環(huán)和第三摩擦環(huán)分別對應(yīng)的離心摩擦組件，所述第二摩擦環(huán)和第三摩擦環(huán)分別與對應(yīng)的離心摩擦組件摩擦接觸。
11、較佳地，所述離心摩擦組件包括安裝槽、壓縮彈簧和摩擦塊，所述安裝槽呈環(huán)形開設(shè)在所述輥軸的表面，所述摩擦塊通過所述壓縮彈簧設(shè)置在所述安裝槽內(nèi)部，每個所述壓縮彈簧的彈性系數(shù)不同。
12、較佳地，所述摩擦環(huán)的內(nèi)徑越大，與其對應(yīng)的所述離心摩擦組件中的壓縮彈簧的彈性系數(shù)越大。
13、較佳地，所述安裝頭包括安裝支架、蓋板和安裝座，所述蓋板的一側(cè)與所述耗能內(nèi)芯固定連接，另一側(cè)通過所述安裝座與所述安裝支架固定連接；所述蓋板的外徑小于所述外環(huán)的內(nèi)徑。
14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的建筑減震用屈曲約束支撐裝置具有如下優(yōu)點：
15、1、本發(fā)明采用形變恢復(fù)機構(gòu)，可以在耗能內(nèi)芯屈曲變形后利用形變恢復(fù)機構(gòu)的彈性勢能使其恢復(fù)形變；在建筑結(jié)構(gòu)遭遇震動時，首先由耗能內(nèi)芯屈曲變形，以此來消耗地震的能量，而形變恢復(fù)機構(gòu)則利用彈簧的特性來幫助耗能內(nèi)芯在屈曲形變后快速的恢復(fù)初始形狀，以保證整體可重復(fù)使用；
16、2、本發(fā)明通過在兩組耗能內(nèi)芯之間設(shè)置摩擦阻尼機構(gòu)，可以將多余的能量傳遞給摩擦阻尼機構(gòu)，摩擦阻尼機構(gòu)通過摩擦發(fā)熱的方式來消耗多余的能量，以減輕耗能內(nèi)芯的負(fù)擔(dān)，防止耗能內(nèi)芯因形變過度而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效；
17、3、本發(fā)明在摩擦阻尼機構(gòu)上設(shè)置離心摩擦組件，可以使摩擦阻尼機構(gòu)獲得多級的阻尼系數(shù)，隨著阻尼系數(shù)的逐級增加，對能量的消耗也就越大。
1.一種建筑減震用屈曲約束支撐裝置，其特征在于，包括約束套筒、耗能內(nèi)芯、摩擦阻尼機構(gòu)、安裝頭和形變恢復(fù)機構(gòu)，
2.如權(quán)利要求1所述的建筑減震用屈曲約束支撐裝置，其特征在于，每個所述耗能內(nèi)芯設(shè)置有至少兩個所述形變恢復(fù)機構(gòu)，兩個所述形變恢復(fù)機構(gòu)分別對應(yīng)設(shè)置于所述耗能內(nèi)芯的兩端。
3.如權(quán)利要求1所述的建筑減震用屈曲約束支撐裝置，其特征在于，所述摩擦阻尼機構(gòu)包括摩擦芯棒、齒條、摩擦片、輥軸、齒輪、摩擦環(huán)、定位桿和減震彈簧，所述減震彈簧的兩端分別與所述摩擦芯棒的一端固定連接，所述摩擦芯棒的另一端與所述耗能內(nèi)芯固定連接；所述摩擦片對稱安裝在所述約束套筒的內(nèi)壁且與所述摩擦芯棒的外壁摩擦接觸；所述齒條設(shè)置在所述摩擦芯棒的外壁，所述齒輪通過輥軸固定安裝在所述約束套筒的內(nèi)壁，所述齒輪與齒條嚙合；所述摩擦環(huán)套設(shè)在所述輥軸上并與所述輥軸摩擦接觸，所述摩擦環(huán)的外壁通過所述定位桿與所述約束套筒的內(nèi)壁固定連接。
4.如權(quán)利要求3所述的建筑減震用屈曲約束支撐裝置，其特征在于，所述摩擦芯棒、摩擦片和摩擦環(huán)均采用摩擦材料制成。
5.如權(quán)利要求3所述的建筑減震用屈曲約束支撐裝置，其特征在于，所述摩擦片的截面呈弧形包覆于所述摩擦芯棒的兩側(cè)，所述齒條設(shè)置于每兩個摩擦片之間。
6.如權(quán)利要求3所述的建筑減震用屈曲約束支撐裝置，其特征在于，所述摩擦環(huán)沿所述輥軸的延伸方向設(shè)置為若干個。
7.如權(quán)利要求6所述的建筑減震用屈曲約束支撐裝置，其特征在于，所述摩擦環(huán)包括第一摩擦環(huán)、第二摩擦環(huán)和第三摩擦環(huán)，所述第一摩擦環(huán)、第二摩擦環(huán)和第三摩擦環(huán)的內(nèi)徑不同；所述第一摩擦環(huán)的內(nèi)壁直接與所述輥軸的外壁摩擦接觸；所述輥軸的外壁上安裝有與所述第二摩擦環(huán)和第三摩擦環(huán)分別對應(yīng)的離心摩擦組件，所述第二摩擦環(huán)和第三摩擦環(huán)分別與對應(yīng)的離心摩擦組件摩擦接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的建筑減震用屈曲約束支撐裝置，其特征在于，所述離心摩擦組件包括安裝槽、壓縮彈簧和摩擦塊，所述安裝槽呈環(huán)形開設(shè)在所述輥軸的表面，所述摩擦塊通過所述壓縮彈簧設(shè)置在所述安裝槽內(nèi)部，每個所述壓縮彈簧的彈性系數(shù)不同。
9.如權(quán)利要求8所述的建筑減震用屈曲約束支撐裝置，其特征在于，所述摩擦環(huán)的內(nèi)徑越大，與其對應(yīng)的所述離心摩擦組件中的壓縮彈簧的彈性系數(shù)越大。
10.如權(quán)利要求1所述的建筑減震用屈曲約束支撐裝置，其特征在于，所述安裝頭包括安裝支架、蓋板和安裝座，所述蓋板的一側(cè)與所述耗能內(nèi)芯固定連接，另一側(cè)通過所述安裝座與所述安裝支架固定連接；所述蓋板的外徑小于所述外環(huán)的內(nèi)徑。