1.本实用新型涉及一种新型的多阶自复位防屈曲支撑装置，属于建筑结构耗能减震装置技术领域。
背景技术：
2.我国处于环太平洋地震带与欧亚地震带之间，是世界上多地震国家，也是遭受地震灾害最为深重的国家之一。从上个世纪末到今天的短短几十年间，我国境内就发生过数次破坏性较大的地震，建筑抗震防灾面临非常严峻的形势。
3.传统的抗震理念为“以刚克刚”，现代的抗震理念为“以柔克刚”。结构由抗震到减、隔震，设防目标和安全度要求不断提高，其中耗能支撑好比建筑结构的“一只拐杖”，在地震作用下能很大程度提高结构安全度。
4.目前，防屈曲支撑以自重轻、滞回性能和延性良好等优势，在消能减震领域得以广泛应用。但传统防屈曲支撑在多遇地震下保持弹性，仅可为结构提供抗侧刚度，不能为结构提供附加阻尼，耗散地震能量；随着地震作用增大时，支撑构件进入屈曲状态，且与构件连接的周边节点损伤严重，残余变形较大，灾后修复主体结构的难度大并且成本高，不利于灾后城市功能的正常运行；而且传统防屈曲支撑中耗能装置一般位于耗能支撑内部不便于更换与检测，也不利于震后的维护。
5.因此，亟需提出一种新型的多阶自复位防屈曲支撑装置，以解决上述技术问题。
技术实现要素：
6.本实用新型研发目的是为了解决传统防屈曲支撑小震作用不耗能，震后结构存在残余变形且耗能机构不便于更换的问题，在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。
7.本实用新型的技术方案：
8.一种新型多阶自复位防屈曲支撑装置，包括内管、外管、耗能内芯、连接立板和约束槽钢，所述内管和外管均为中空的管状结构，所述外管套装在内管外侧，外管上下两侧外壁上均安装有约束槽钢，且约束槽钢的开口方向与内管长度方向平行，外管与约束槽钢之间设置有耗能内芯，耗能内芯一端通过约束槽钢与内管建立连接，耗能内芯另一端通过约束槽钢与外管建立连接，外管的左侧设置有左侧连接部，内管的右侧设置有右侧连接部。
9.本实用新型为了解决传统防屈曲支撑小震作用下，不能为结构提供附加阻尼，耗散地震能量；震后结构存在较大残余变形；耗能装置不便于更换与检测，且不利于震后维护的问题，提出本实用新型的技术方案为：
10.优选的：还包括加固夹板，约束槽钢顶部侧壁安装有加固夹板，加固夹板底部与耗能内芯接触安装。
11.优选的：所述约束槽钢上加工有横向安装槽，耗能内芯端部卡装在横向安装槽内。
12.优选的：所述内管和外管为圆管或者方管。
13.本实用新型为了解决传统防屈曲支撑仅可为结构提供抗侧刚度，不能为结构提供附加阻尼的问题，提出本实用新型的技术方案为：
14.优选的：还包括挡板组和碟簧组，所述内管外壁上安装有碟簧限位板，两个相邻的碟簧限位板之间设置有碟簧组，外管的内侧壁上安装有多个挡板组，每相邻两个挡板组之间的间距与所对应每相邻两个碟簧限位板之间的间距相同，碟簧组顶部左右两端与相邻两个挡板组之间的内侧壁贴合。
15.优选的：所述挡板组分为设置于同一竖直面的上挡板和下挡板，上挡板安装在外管的上端内侧壁，下挡板安装在外管的下端内侧壁；上挡板和下挡板之间留有内管上容纳碟簧限位板通过的空隙。
16.优选的：所述碟簧组的数量至少为两组。
17.优选的：所述碟簧组包括多个首尾相连的碟簧和碟簧挡板，多个首尾相连的碟簧左右最外侧均安装有碟簧挡板，碟簧挡板顶部与挡板组贴合，碟簧挡板底部与碟簧限位板贴合。
18.本实用新型具有以下有益效果：
19.1.本实用新型的一种新型多阶自复位防屈曲支撑装置，在地震作用下，耗能内芯实现了第一阶耗能，碟簧组实现了第二阶耗能，为结构提供附加刚度，进而更大程度的耗散地震作用力，减少主体结构的地震响应；
20.2.本实用新型的一种新型多阶自复位防屈曲支撑装置，该装置耗能内芯安装在约束槽钢和外管之间，其约束槽钢防止耗能内芯在厚度上的屈曲变形，地震作用后，方便装置耗能机构的检查、维护和更换，更大程度上减少支撑造价和后期维护的成本；
21.3.本实用新型的一种新型多阶自复位防屈曲支撑装置，该装置耗能碟簧组采用碟簧作为复位材料，其中碟簧性能较其他复位材料性能稳定，且较其他复位材料变形能力强，为装置提供自复位能力，可以抵抗因支撑破坏导致的主体结构的残余变形，更大程度上降低了灾后修复的难度和成本；
22.4.本实用新型的一种新型多阶自复位防屈曲支撑装置，该装置的耗能内芯采用全钢约束，全钢约束质轻且安装简单，适合大跨度和高层结构建筑；
23.5.本实用新型的一种新型多阶自复位防屈曲支撑装置，不仅可广泛应用于框架结构、钢结构、大跨度和高层结构中，还可以用于工业化建筑、老城区改建加固当中。
附图说明
24.图1是一种新型多阶自复位防屈曲支撑装置的立体图；
25.图2是图1的俯视图；
26.图3是图2的a-a剖面图；
27.图4是本实用新型耗能内芯的结构图；
28.图5是具体实施方式中处于正常状态时的结构原理图；
29.图6是具体实施方式中处于小震作用时的结构原理图；
30.图7是具体实施方式中处于大震作用时的结构原理图；
31.图中1-内管，2-外管，3-耗能内芯，4-连接立板，5-左侧连接部，6-右侧连接部，7-加固夹板，8-挡板组，9-碟簧组，10-约束槽钢，11-碟簧限位板，41-横向安装槽，81-上挡板，82-下挡板，91-碟簧，92-碟簧挡板。
具体实施方式
32.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
33.本实用新型所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。
34.具体实施方式一：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的一种新型多阶自复位防屈曲支撑装置，包括内管1、外管2、耗能内芯3、连接立板4和约束槽钢10，所述内管1和外管2均为中空的管状结构，所述外管2套装在内管1外侧，外管2上下两侧外壁上均安装有约束槽钢10，且约束槽钢10的开口方向与内管1长度方向平行，外管2与约束槽钢10之间设置有耗能内芯3，耗能内芯3一端通过连接立板4与内管1建立连接，耗能内芯3另一端通过连接立板4与外管2建立连接，外管2的左侧设置有左侧连接部5，内管1的右侧设置有右侧连接部6,使用时耗能内芯3起到第一阶耗能的作用，后文所述的碟簧组9起到第二阶耗能的作用，在地震作用时，可以实现多阶段耗能，从而为结构安全提供多重保障；地震作用后，有利于减少因支撑破坏带来的主体结构的残余变形，也便于装置后期耗能机构的更换和检测，耗能内芯3属于一级耗能区域，后文所述的碟簧组9属于二级耗能区域，左侧连接部5和右侧连接部6与外部建筑结构建立连接，一级耗能区域和二级耗能区域有不同的承载能力，所述承载能力可由具体工程实例确定，约束槽钢10与耗能内芯3之间设置有一定的活动距离，以便耗能内芯3有足够变形的空间。
35.所述内管1和外管2为圆管或者方管。
36.其中耗能内芯3通过自身的形变，实现内管1和外管2的相对运动拉伸和压缩，从而实现耗能，所述的耗能内芯3为可拆卸卡装结构，所述连接立板4上加工有横向安装槽41，耗能内芯3端部卡装在横向安装槽41内。还包括加固夹板7，连接立板4顶部侧壁安装有加固夹板7，加固夹板7底部与耗能内芯3接触安装，如此设置降低耗能内芯3更换和检测的难度，减轻震后因支撑构件破坏所引起的主体结构的残余变形，从而减小灾后修复的难度和成本，有利于保持灾后城市功能的正常运行，符合“韧性城市”要求。
37.还包括挡板组8和碟簧组9，所述内管1外壁上安装有碟簧限位板11，两个相邻的碟簧限位板11之间设置有碟簧组9，外管2的内侧壁上安装有多个挡板组8，每相邻两个挡板组8之间的间距与所对应每相邻两个碟簧限位板11之间的间距相同，碟簧组9顶部左右两端与相邻两个挡板组8之间的内侧壁贴合。
38.所述挡板组8分为设置于同一竖直面的上挡板81和下挡板82，上挡板81安装在外管2的上端内侧壁，下挡板82安装在外管2的下端内侧壁；上挡板81和下挡板82之间留有内管1上容纳碟簧限位板11通过的空隙。
39.所述碟簧组9的数量至少为两组。
40.所述碟簧组9包括多个首尾交替相连的碟簧91和碟簧挡板92，多个首尾相连的碟簧91左右最外侧均安装有碟簧挡板92，碟簧挡板92顶部与挡板组8贴合，碟簧挡板92底部与碟簧限位板11贴合，其作用原理通过碟簧柔度串联再刚度并联，内管1通过碟簧组9的压缩和回弹，实现相对的往返运动，其中碟簧91的预应力可以通过改变限位部距离来施加，预应力大小依据耗能机构所匹配的复位能力来调控，其中碟簧91通过内管1与外管2的相对运动实现压缩和拉伸，从而为支撑提供复位能力。
41.当装置处于支撑状态没有额外振动外力施加的正常状态时，其内部结构的受力状况如图5所示，参照图5-7，以支撑受拉状态为例简述其在小震和大震作用下的工作原理：
42.小震作用下：如图6所示，耗能内芯3产生微弱的形变，进入第一阶段耗能，依靠耗能内芯3自身的结构韧性完成复位回弹；
43.大震作用下：如图7所示，耗能内芯3产生较大的形变，当支撑受拉时，支撑所受的轴向力大于碟簧组9的预压力时，碟簧组9压缩工作进入第二阶段耗能，内管1和外管2开始相对运动。内管1向右运动。内管1通过碟簧限位板11带动碟簧组9向左挤压挡板组8，使碟簧组9受压。由于耗能内芯3与内管1和外管2的连接，内管1和外管2相对位移增大；卸载时，碟簧组9回弹使得外管2向右运动和内管1向左运动，完成自复位。
44.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
45.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
46.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
47.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特
征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
48.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
49.需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本实用新型不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本实用新型所公开。
50.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。