一种支撑结构的摩擦单元及多串联的摩擦耗能支撑结构

技术领域

本公开涉及建筑摩擦耗能支撑结构技术领域，具体涉及一种支撑结构的摩擦单元及多串联的摩擦耗能支撑结构。

背景技术

现有技术中，通常采用在装配式连接框架中增加支撑结构的方式，对地震等自然灾害的能量进行消耗，从而增加建筑物的安全性和稳定性。如何更好地对建筑物的破坏能量进行消耗，增加建筑的稳定性，是人们一直研究的课题。

发明内容

本申请的目的是针对以上问题，提供一种支撑结构的摩擦单元及多串联的摩擦耗能支撑结构。

第一方面，本申请提供一种支撑结构的摩擦单元，包括中间板，所述中间板的一端连接第一连接部，另一端连接第二连接部，所述第一连接部及第二连接部上远离中间板的一端分别连接有端板；所述第一连接部包括一对相对设置的第一连接板，一对所述第一连接板的相对表面分别贴设有黄铜耗能板，所述中间板的一端插接在一对第一连接板之间并使得中间板的两侧表面分别与一对黄铜耗能板的表面贴合；所述第二连接部包括一对第二连接板，一对所述第二连接板的相对表面分别贴设有与黄铜耗能板厚度一致的垫板，所述中间板的另一端插接在一对第二连接板之间并使得中间板的两侧表面分别与一对垫板的侧表面贴合；所述中间板对应第一连接部的一侧设有一对长条形第一通孔，所述第一连接部通过一对长条形第一通孔与中间板连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述中间板、第一连接板、第二连接板及端板均设置为钢板。

第二方面，本申请提供一种多串联的摩擦耗能支撑结构，包括低屈服模块及对称连接在低屈服模块两侧的多个高屈服模块；所述低屈服模块包括一个或两个摩擦单元，且低屈服模块设置为低屈服强度材质；所述高屈服模块包括一个摩擦单元，且高屈服模块设置为高屈服强度材质。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述低屈服模块中的摩擦单元的中间板上对应第二连接部的一侧设有一对长条形第二通孔，所述第二连接部通过一对长条形第二通孔与中间板连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述低屈服模块中的摩擦单元的垫板设置为黄铜板；所述高屈服模块中的摩擦单元的垫板设置为钢板。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述低屈服模块的靠近高屈服模块的摩擦单元的端板与相邻的高屈服模块的摩擦单元的端板栓接固定。

本申请提供一种摩擦单元及多串联的摩擦耗能支撑结构具有如下有益效果：

1、当摩擦单元承受地震的拉压力时，通过长条形第一通孔使得中间板在第一连接部之间发生移动，进行摩擦耗能，由于黄铜耗能板夹在中间板与第一连接板之间，从而使得黄铜耗能板与中间板表面发生移动摩擦，从而消耗所受到的地震拉压力能量；

2、采用多个串行连接的摩擦单元组成的摩擦耗能支撑结构，在受到地震拉压力能量时，通过各摩擦单元内部产生错动，摩擦耗能，从而消耗地震能量；

3、支撑结构可以有效吸收地震能量，而且在受到地震拉压力作用时使得位于支撑结构中部的低屈服模块最先受到损坏，从而在支撑结构修复时只需更换损坏的低屈服模块即可，从而降低修复成本。

附图说明

图1为本申请第一种实施例的结构示意图；

图2为本申请第一种实施例的俯视图；

图3为本申请第一种实施例中中间板的开孔示意图；

图4为本申请第二种实施例的主视图；

图中所述文字标注表示为：1、中间板；2、端板；3、第一连接板；4、第二连接板；5、长条形第一通孔；6、长条形第二通孔；7、黄铜耗能板；8、垫板；10、低屈服模块；20、高屈服模块。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。

如图1至图3所示为本申请的第一种实施例的示意图，包括中间板1，所述中间板1的一端连接第一连接部，另一端连接第二连接部，所述第一连接部及第二连接部上远离中间板1的一端分别连接有端板2；所述第一连接部包括一对第一连接板3，一对所述第一连接板3的相对表面分别贴设有黄铜耗能板7，所述中间板1的一端插接在一对第一连接板3之间并使得中间板1的两侧表面分别与一对黄铜耗能板7的表面贴合；所述第二连接部包括一对第二连接板4，一对所述第二连接板4的相对表面分别贴设有与黄铜耗能板7厚度一致的垫板8，所述中间板1的另一端插接在一对第二连接板4之间并使得中间板1的两侧表面分别与一对垫板8的侧表面贴合；所述中间板1对应第一连接部的一侧设有一对长条形第一通孔5，所述第一连接部通过一对长条形第一通孔5与中间板1连接。

本实施例中，中间板1的一端连接第一连接部，另一端连接第二连接部，对应第一连接部及第二连接部的边缘分别连接端板2，本实施例中，第一连接部远离中间板1的端部焊接在对应的端板2上，第二连接部远离中间板1的端部焊接在对应的端板2上。黄铜耗能板7贴合接触设置在第一连接板的内表面但是不与第一连接板之间存在连接关系，而且中间板贴合接触设置在黄铜耗能板远离第一连接板的表面，也即一对第一连接板之间贴设黄铜耗能板，一对黄铜耗能板之间插接中间板的一端。中间板1对应第一连接部的一侧设置上下方向排布的一对长条形第一通孔5，第一连接板3以及黄铜耗能板7上对应长条形第一通孔5分别设置连接通孔，通过销钉、销柱或螺栓杆穿过第一连接板及黄铜耗能板的连接通孔以及长条形第一通孔后将中间板与黄铜耗能板及第一连接板连接在一起，使得中间板1与黄铜耗能板7之间在长条形第一通孔5的范围内移动，而且由于中间板1与一对黄铜耗能板3的表面贴合接触设置，使得中间板1在一对黄铜耗能板7之间移动时中间板1表面与一对黄铜耗能板7的表面接触摩擦，从而在地震发生时，通过中间板1与一对黄铜耗能板7的摩擦实现摩擦耗能，从而吸收所受到的地震能量。

本实施例中，第二连接部与中间板1之间可设置为固定连接结构也可根据实际使用需求设置为中间板1与第一连接部连接结构一致的可活动结构，当第二连接部与中间板1设置为可活动的结构时，当摩擦单元受到地震拉压力震动能量时，可使得中间板1在一对黄铜耗能板7与一对垫板8(当中间板1与第二连接部之间设置为活动连接结构时)之间来回移动摩擦，从而快速消耗所受到的地震能量，达到快速耗能的目的。

本实施例中，将黄铜耗能板设置为黄铜材质，可在中间板与黄铜耗能板摩擦时增加黄铜耗能板的耐磨性，从而延长摩擦单元的使用寿命。

在一优选实施方式中，所述中间板、第一连接板、第二连接板及端板均设置为钢板。

本实施例中，端板2与一对第一连接板3及一对第二连接板4的侧边分别焊接固定连接。

如图4所示为本申请的第二种实施例的示意图，本实施例是包括多个第一种实施例的摩擦单元组成的支撑结构。本实施例的支撑结构包括低屈服模块10及对称连接在低屈服模块10两侧的多个高屈服模块20；所述低屈服模块10包括一个或两个摩擦单元，且低屈服模块10设置为低屈服强度材质；所述高屈服模块20包括一个摩擦单元，且高屈服模块20设置为高屈服强度材质。

本实施例中，由于高屈服模块对称连接在低屈服模块的两侧，因此低屈服模块的摩擦单元两侧的高屈服模块的摩擦单元对称地设置在低屈服模块的摩擦单元两侧，也即低屈服模块的摩擦单元两侧的高屈服模块的摩擦单元的第一连接部以及第二连接部分别对称地连接在低屈服模块的摩擦单元两侧。

本实施例中，当支撑结构中的摩擦单元数量为单数个数时，低屈服模块10中包括一个摩擦单元，当支撑结构中的摩擦单元数量为偶数个数时，低屈服模块10中包括两个摩擦单元。

在一优选实施方式中，所述低屈服模块10中的各个摩擦单元的中间板1上对应第二连接部的一侧设有一对长条形第二通孔6，所述第二连接部通过一对长条形第二通孔6与中间板1连接。本优选实施方式中，将低屈服模块10中的中间板1与第二连接部设置为可活动的结构，第二连接板4及垫板上对应一对长条形第二通孔6分别设置连接通孔，依次穿过第二连接板4及垫板8的连接通孔以及长条形第二通孔的销钉、销柱或螺栓杆，将中间板的端部连接在一对第二连接板的垫板之间，从而使得中间板1在一对垫板8之间发生移动，滑动摩擦，从而达到快速耗能的目的。本优选实施方式中，将中间板1设置为可沿其两侧的第一连接部与第二连接部分别移动的结构，使得支撑结构受到地震的拉压力作用时，中间板1分别相对两侧的黄铜耗能板及垫板发生移动摩擦，从而达到低屈服模块10快速耗能的目的，从而有效保护高屈服模块20受到损坏或者降低高屈服模块20受损坏的程度。

由于黄铜耗能板与第一连接板贴设，且相对应的位置均设有连接通孔，因此通过销钉、销柱或螺栓杆穿过连接通孔时将第一连接板与黄铜耗能板穿接在一起，因此中间板1相对黄铜耗能板7发生移动的同时也相当于中间板在一对第一连接板之间发生移动。中间板与垫板及第二连接板之间的移动过程原理与中间板与黄铜耗能板及第一连接板之间的移动过程原理一致。

优选地，在上述优选实施方式中，当低屈服模块中的中间板与第二连接部之间设置为可活动的结构时，由于中间板与一对垫板之间发生移动，因此将垫板8设置为黄铜板。将与中间板发生摩擦的垫板8设置为黄铜材质，可增加垫板的耐磨性，从而增加摩擦单元的寿命。

本实施例中，将支撑结构的中心的一个摩擦单元(摩擦单元总个数为单数时)或者中心的两个摩擦单元(摩擦单元总个数为双数时)设置为低屈服强度结构时，当整个支撑结构受到地震能量的拉压力作用时，使得低屈服模块10相较于两侧的高屈服模块20最先遭到损坏，低屈服模块10的设置有利于保护其两侧的高屈服模块20，从而降低支撑结构整体损坏的危险，当支撑结构损坏时，一般只需要更换遭到损坏的低屈服模块10即可，从而降低支撑结构的修复成本。

在上述优选实施例中，低屈服模块的各个摩擦单元中的中间板、第一连接板、第二连接板及端板均采用低屈服强度的钢板，黄铜耗能板及垫板均采用低屈服强度的黄铜板。

在一优选实施方式中，所述高屈服模块20中的摩擦单元的中间板1与对应的第二连接部通过一对螺栓固定连接。本优选实施方式中，在高屈服模块20中，摩擦单元的中间板1与一对垫板及第二连接板设置为固定结构，也即高屈服模块20的摩擦单元的中间板1相对一对第一连接板及一对黄铜耗能板可发生移动，中间板1与一对第二连接板及垫板设置为固定连接结构，螺栓依次穿过第二连接板及垫板的连接通孔后再穿过中间板上的连接通孔后将中间板与第二连接部固定连接。

在上述优选实施例中，高屈服模块的摩擦单元中的中间板、第一连接板、第二连接板、垫板及端板均采用高屈服强度的钢板，黄铜耗能板采用高屈服强度的黄铜板。

在一优选实施方式中，所述低屈服模块10的靠近高屈服模块20的摩擦单元的端板2与对应的高屈服模块20的摩擦单元的端板2栓接固定。本优选实施方式中，低屈服模块10与两侧的高屈服模块20设置为栓接可拆卸的结构，方便在实际工作中更换或者修复低屈服模块10。本优选实施方式中，各个高屈服模块20之间通过栓接固定，同样方便各个高屈服模块20的更换修复。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将申请的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本申请的保护范围。