本發(fā)明公開了一種圓棒耗能桿，包括核心部件、外約束部件和定位栓；所述核心部件由兩個消能段、中間限位段和兩端連接段沿縱向同軸線連接構(gòu)成，中間限位段位于兩個消能段的中間，兩個兩端連接段位于消能段和中間限位段形成整體的外側(cè)與結(jié)構(gòu)相連。中間限位段和兩端連接段都為圓棒，中間限位段的中間沿直徑方向開孔一，消能段由圓棒沿長度方向切削制作使得消能段的截面為兩平行對邊，另外兩短邊為原弧線，形成的新截面面積使得核心部件在軸向拉壓力作用下消能段進(jìn)入屈服，而中間限位段和兩端連接段始終保持彈性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，涉及一種用于減小工程結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的耗能桿。

背景技術(shù)

城市及其建筑物遭遇強(qiáng)烈地震時不僅會發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，還會產(chǎn)生火災(zāi)等次生災(zāi)害，并由此引發(fā)一系列連鎖災(zāi)害反應(yīng)。據(jù)此研究者提出的消能減震的概念，旨在通過在結(jié)構(gòu)中安裝耗能裝置，通過其吸收與耗散能量，有效地減小結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)，從而避免結(jié)構(gòu)主體部位的嚴(yán)重破壞。軟鋼阻尼器是一種性能優(yōu)越的消能減震構(gòu)件，在日本和美國等發(fā)達(dá)國家已取得快速的推廣應(yīng)用，而我國對于軟鋼阻尼器的研究與應(yīng)用尚處于起步階段，仍存在許多問題需要進(jìn)一步解決。耗能桿作為一種新型的軟鋼阻尼器，在小震作用下要求保持彈性，與結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，提供足夠的整體側(cè)向剛度，而在設(shè)防烈度或者罕遇地震作用下，耗能桿的核心部件進(jìn)入屈服，且外約束部件對核心的變形進(jìn)行有效地約束，抑制耗能桿的局部或整體失穩(wěn)，實現(xiàn)耗能桿的拉壓屈服耗能。因此，耗能桿既可以作為結(jié)構(gòu)的普通支撐，又同時兼有耗能裝置的作用，最終使得主體結(jié)構(gòu)在地震作用下不至發(fā)生破壞或僅有較輕程度的破壞，是一種理想的消能減震裝置。

傳統(tǒng)屈曲約束支撐的外約束部件通常由鋼與混凝土組合而成，造價相對較低，但是仍存在一定的問題：(1)澆注混凝土的質(zhì)量，如密實度，受工藝的影響較大，混凝土凝固會延長了制作時間，降低了生產(chǎn)效率；(2)由于混凝土局部不密實可能導(dǎo)致局部被核心部件壓碎，從而引起核心部件局部屈曲，降低耗能桿性能；(3)為了保證核心受力部件能夠自由拉壓，常在核心受力部件包裹無粘結(jié)材料，使得混凝土與核心受力部件表面脫開，同時給核心受力部件受壓膨脹提供一定的空間，但是在澆筑和振搗混凝土的過程中，很難保證無粘結(jié)材料按照設(shè)計要求包裹核心受力部件，從而影響屈曲約束支撐的性能。

進(jìn)一步，采用全鋼約束截面的竹形屈曲約束支撐，如專利申請文件(申請?zhí)枺?01610121121.0)，其核心部件為多個圓形消能段和圓形彈性段沿縱向同軸線相間設(shè)置構(gòu)成，圓形彈性段的設(shè)置導(dǎo)致核心部件有效的屈服消能段長度的減少。在軸向位移作用下，核心部件消能段的塑性應(yīng)變增大，從而降低了竹形屈曲約束支撐的低周疲勞性能。此外，專利申請文件(申請?zhí)枺?01610645166.8)提出的一種縱向削弱圓棒式屈曲約束耗能裝置，其要求約束套筒套在所述耗能芯材的耗能段位置，實際上當(dāng)耗能裝置受拉伸長時，會導(dǎo)致部分耗能段伸出約束套管之外，反向壓縮時伸出約束套管之外的耗能段會發(fā)生局部屈曲。進(jìn)一步，此專利申請文件中并沒有給出限定外套筒與耗能芯材之間的措施，而本專利申請人在試驗中發(fā)現(xiàn)，在耗能段中無限位段會導(dǎo)致外約束部件沿著核心部件滑動，引起耗能段在荷載作用局部變形過大，滯回曲線出現(xiàn)明顯的不對稱，嚴(yán)重影響了耗能裝置的滯回性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決鋼與混凝土組合約束部件的屈曲約束支撐中混凝土密實和無粘結(jié)材料設(shè)置困難及對性能的影響、竹形屈曲約束支撐的核心部件因圓形彈性段的設(shè)置導(dǎo)致核心部件有效的屈服消能段長度減少以及無限位段的縱向削弱圓棒式耗能桿存在耗能段受壓提前屈曲等問題，提出了一種新型帶有限位段的圓棒耗能桿。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種圓棒耗能桿，包括核心部件、外約束部件和定位栓；