[发明专利]一种带有受拉间隙保护部件的屈曲约束支撑

说明书

技术领域

本发明属于土木工程领域，可用于新建工程或加固旧有结构，具体来说，涉及一种带有受拉间隙保护部件的屈曲约束支撑。

背景技术

在正常使用条件或多遇地震作用下，屈曲约束支撑作为结构构件，能为结构提供有效刚度。在基本烈度地震或罕遇地震作用下，屈曲约束支撑将先于其它结构部件进入屈服状态，通过滞回来耗散地震输入的大部分能量，减轻甚至避免主体结构损伤，震后可通过更换屈曲约束支撑来快速恢复结构的使用功能。

已有的屈曲约束支撑由核心受力部件、屈曲约束部件、左端部连接部件和右端部连接部件组成，核心受力部件的左端与左端部连接部件固定连接，核心受力部件的右端与右端部连接部件固定连接，核心受力部件的表面由屈曲约束部件可移动包裹，即核心受力部件的表面大部分由屈曲约束部件覆盖，并且屈曲约束部件可以在核心受力部件的表面移动。该种屈曲约束支撑的基本受力原理是：在屈曲约束部件的限制下，核心受力部件在整个受力过程中始终处于接近轴向受力状态，受压时为高阶多波屈曲而不会发生大幅低阶屈曲，在外力作用下通过拉压塑性变形消耗地震输入结构的能量。

近年来几次主要大地震，如1994年Northridge地震、1995年日本Kobe地震、1999年中国台湾Chi-Chi地震和2008年汶川地震等，由于地震动表现出的位移脉冲特性或地震烈度远大于设防烈度，使工程结构直接承受高能量冲击，产生了超出预期的大位移或大变形，造成结构严重损伤甚至倒塌破坏。

结构在超大地震（大于罕遇地震烈度）或者脉冲型地震作用下，屈曲约束支撑将会屈服，从而利用其滞回性能耗散地震能量、减轻地震震害。但由于屈曲约束支撑屈服后层间刚度骤降，可能会在相应位置形成薄弱层。这时结构的层间变形很难控制，将产生更大的结构变形，甚至导致结构发生倒塌或倾覆。在反复地震作用下，屈曲约束支撑也可能因低周疲劳而断裂，其后果更为不利。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种带有受拉间隙保护部件的屈曲约束支撑，提高在超大地震作用下工程结构中屈曲约束支撑的变形控制能力，防止屈曲约束支撑断裂，提高工程结构的抗倒塌能力。

技术方案：为解决上述技术问题，本技术方案的一种带有受拉间隙保护部件的屈曲约束支撑，包括核心受力部件、屈曲约束部件、左端部连接部件和右端部连接部件，核心受力部件的左端与左端部连接部件固定连接，核心受力部件的右端和右端部连接部件固定连接，核心受力部件的表面由屈曲约束部件可移动包裹，还包括受拉间隙保护部件，该受拉间隙保护部件的左端与左端部连接部件连接，受拉间隙保护部件的右端和右端部连接部件连接，并且受拉间隙保护部件的直线长度大于左端部连接部件和右端部连接部件之间的距离。

进一步，所述的带有受拉间隙保护部件的屈曲约束支撑，还包括受压间隙保护部件，该受压间隙保护部件位于左端部连接部件和右端部连接部件之间，受压间隙保护部件的长度小于左端部连接部件和右端部连接部件之间的距离；受压间隙保护部件与左端部连接部件固定连接，或者与右端部连接部件固定连接，或者与屈曲约束部件固定连接。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1. 当结构承受超出预计的强烈地震作用时，带有受拉间隙保护部件的屈曲约束支撑将避免屈曲约束支撑在受拉的状态下产生不可控制的变形，从而避免结构产生明显的薄弱层造成倒塌。在本技术方案中，受拉间隙保护部件的直线长度大于左端部连接部件和右端部连接部件之间的距离，所以受拉间隙保护部件拥有冗余长度。屈曲约束支撑伸长，相对变形小于冗余长度时，受拉间隙保护部件不参与受力；相对变形大于冗余长度时，受拉间隙保护部件参与传力。拉伸变形超出冗余长度时，受拉间隙保护部件提供部分刚度（核心受力部件起作用时）或全部刚度（核心受力部件断裂退出工作时），从而减小屈曲约束支撑两端相对拉伸变形。本技术方案在受拉过程中实行了对屈曲约束支撑的保护，提高了屈曲约束支撑的变形控制能力，避免屈曲约束支撑在受拉的状态下产生不可控制的变形，从而避免结构产生明显的薄弱层造成倒塌。