本發明屬于建筑減震領域，涉及一種防屈曲支撐。
背景技術：
傳統的土木工程結構支撐主要有：偏心支撐、耗能隅撐、耗能框架支撐等支撐形式，大多數支撐主要通過變形來消耗地震能量，達到減輕地震帶來的作用的目的。由于結構構件具有彈塑性的特性，這些耗能支撐不可避免地會發生一些損傷、變形，不利于能量的耗散，對建筑物的穩定性有影響。
耗能減震技術主要是：通過在原有結構中添加被動耗能裝置，消耗本來由結構構件消耗的地震能量，大大減緩了因震動作用給結構帶來的變形和損傷。目前已開發的耗能器主要有：粘滯耗能器、粘彈性耗能器、金屬耗能器和摩擦耗能器，其中前兩類稱為速度相關型耗能器，后兩類統稱為滯變型耗能器，金屬耗能器又分為鉛阻尼器和軟鋼阻尼器。
滯變型耗能器是利用變形與滯回消耗能量，速度相關型耗能器是利用與速度有關粘滯性抵抗作用，從小振幅到大振幅的變化來獲得衰減力。
防屈曲支撐(bucklingrestrainedbrace,brb)是一種被認為具有前途支撐耗能形式，防屈曲支撐克服了傳統支撐屈曲的缺點。在地震荷載下具有飽滿的滯回曲線，因此在應用中表現出優良的耗能能力和良好抗震性能，在一些發達國家得到了極大的推廣。防屈曲支撐構件由內核構件和外圍約束構件兩部分組成，在地震作用下，內核構件率先進入屈服，起到保護主體框架的作用，并且可以耗散地震能量。防屈曲支撐兼備支撐和耗能的優良性能，可以作為最好的減震消能裝置之一。前人對防屈曲支撐端部附加摩擦阻尼器，但是大震過后，附加摩擦阻尼器的支撐由于屈曲而不易拆卸；更換頻率與維護成本高。
技術實現要素：
為了解決現有防屈曲支撐主要依靠內芯變形耗能導致內芯在地震中可能過早失去作用，并且內芯由于外約束的原因，失穩問題可能出現，更換及維護成本高，不具有自復位能力的問題，本發明提出如下技術方案：
一種防屈曲支撐，包括耗能內芯、擋板、連接板及約束外套筒，約束外套筒罩接于耗能內芯的外周，且耗能內芯的兩端向外延伸出約束外套筒，并由擋板連接在連接板上，約束外套筒具有一組相對且平行的平行內壁，耗能內芯與其平行，耗能內芯被罩接在約束外套筒內部的部分與該部分對應的約束外套筒的內壁之間的空間中安裝扭轉防失穩裝置。
進一步的，所述扭轉防失穩裝置包括扭轉彈簧、限位卡及導向鐵棒，所述導向鐵棒在垂直于耗能內芯的軸向方向上貫穿耗能內芯，并被固定于耗能內芯上，鐵芯裸露在所述空間中的兩側由扭轉彈簧覆接其上，連接扭轉彈簧本體的彈簧力臂分別被限位卡限位在扭轉彈簧扭轉時形成的扭轉平面的上、下兩側。
進一步的，所述的扭轉防失穩裝置安裝在耗能內芯被罩接在約束外套筒內部的兩端部的部分與該兩端部的部分對應的約束外套筒的內壁之間的空間中。
進一步的，所述耗能內芯是長條的矩形體，其插接在形狀為長筒矩形的約束外套筒內部的兩個平行內壁之間的中央位置，所述鐵棒貫穿耗能內芯并呈兩側對稱，所述扭轉彈簧安裝位置及其彈簧力臂的限位位置以被貫穿的耗能內芯為中心而對稱。
進一步的，所述的扭轉彈簧為由形狀記憶合金制成。
進一步的，所述的扭轉彈簧為由螺旋彈簧及連接在螺旋彈簧兩端部的力臂組成。
有益效果：安裝扭轉防失穩裝置，將耗能內芯軸向荷載承擔分散于彈簧扭轉平面承擔，一方面，極大降低耗能內芯耗能負擔，降低內芯失穩，使得內芯更換頻率降低，減小維護成本；另一方面，使得彈簧成為耗能主體，充分利用扭轉彈簧扭轉力，對荷載承擔能力更強且彈簧不易失穩；又一方面，可以在扭轉彈簧耗能的同時，使用扭轉力對內芯的變形進行校正，更進一步增加耗能內芯的使用時間，具有了支撐的自復位能力。
附圖說明
圖1為防屈曲支撐的外觀圖。
圖2為圖1的1-1處截面圖。
圖3為圖1的2-2處截面圖。
其中：1.耗能內芯，2.扭轉彈簧，3.導向鐵棒，4.限位卡，5.擋板，6.連接板，7.約束外套筒。
具體實施方式
實施例：一種防屈曲支撐，包括耗能內芯1、擋板4、連接板6及約束外套筒7，約束外套筒7罩接于耗能內芯1的外周，且耗能內芯1的兩端向外延伸出約束外套筒7，并由擋板4連接在連接板6上，約束外套筒7具有一組相對且平行的平行內壁，耗能內芯1與其平行，耗能內芯1被罩接在約束外套筒7內部的部分與該部分對應的約束外套筒7的內壁之間的空間中安裝扭轉防失穩裝置。該部分的耗能內芯，具有兩個側面，每個側面對應的約束外套筒的內壁，即平行內壁，即一平行內壁與一耗能內芯的一個側面之間安裝扭轉防失穩裝置；所述扭轉防失穩裝置包括扭轉彈簧2、限位卡4及導向鐵棒3，所述導向鐵棒3在垂直于耗能內芯1的軸向方向上貫穿耗能內芯1，并被固定于耗能內芯1上，鐵芯裸露在所述空間中的兩側由扭轉彈簧2覆接其上，連接扭轉彈簧2本體的彈簧力臂分別被限位卡4限位在扭轉彈簧2扭轉時形成的扭轉平面的上、下兩側的約束外套筒7的內壁。
在一種實施例中，所述的扭轉防失穩裝置安裝在耗能內芯1被罩接在約束外套筒7內部的兩端部的部分與該兩端部的部分對應的約束外套筒7的內壁之間的空間中，由上一實施例可以知曉，整個耗能內芯附近空間均具有安裝耗能失穩裝置的可能，然而，在實踐中，我們發現，越是靠近荷載傳輸的起始位置，并對應于其實位置的結束位置，即耗能內芯兩個終端的附近空間，使用扭轉彈簧形成扭轉平面，需要對耗能內芯的校正需求更強，并且，把握住該兩個位置，可以在源頭開始校正，盡量不使得變形傳遞，從而能夠進一步降低變形的區間，抑制變形的能力更強。
更進一步的，一般來說，耗能內芯會有一部分處于約束外套筒外部，該部分由于直接裸露，相較處于約束外套筒內部的耗能內芯，由于不受約束和支撐，更為薄弱，易發生破壞。使用扭轉防失穩裝置，其中的導向鐵棒與扭轉彈簧的限位組合，使得耗能內芯的線位移轉變為角位移，并且，扭轉防失穩裝置處于端部附近(貼近于裸露的耗能內芯部分)，從而使得導向鐵棒之于該裸露的耗能內芯部分可以形成框架，具有一定支撐作用，并且受到扭轉彈簧的扭轉力，在支撐的基礎上，極大減少該裸露部分于載荷作用下的運動(搖晃和擺動)，從而可以對連接區域范圍縮短，該方案實現了防止失穩的目的。
在這一實施例中，所述耗能內芯1是長條的矩形體，其插接在形狀為長筒矩形的約束外套筒7內部中，并處于兩個平行內壁基本為中央的位置，所述鐵棒貫穿耗能內芯1并呈兩側對稱，所述扭轉彈簧2安裝位置及其彈簧力臂的限位位置以被貫穿的耗能內芯1為中心而對稱。中央對稱設置，使得兩個扭轉平面的反作用力更為一致，對于變形校正，以及扭轉平面耗能均效果更佳。
在一種實施例中，所述的扭轉彈簧為由形狀記憶合金制成。所述的扭轉彈簧為由螺旋彈簧及連接在螺旋彈簧兩端部的力臂組成。形狀記憶合金的超彈性特性與其它普通金屬材料相比有許多優點：首先形狀記憶合金超彈性的疲勞特性很好，而其它材料循環中不可避免地出現損傷，影響壽命；其次形狀記憶合金可恢復應變值很大，普通金屬材料難以實現的；最后，由于奧氏體彈性模量大于馬氏體彈性模量，形狀記憶合金彈性模量隨溫度升高而增大(同普通金屬相反)，這使其在較高溫度下仍保持高彈性模量。因此，利用形狀記憶合金可以制作成該裝置的彈簧部分。
上述各例中所述的防屈曲支撐，在地震作用下，耗能內芯受到來自建筑物傳遞來的荷載，耗能內芯產生變形，耗能內芯由固定于其上的導向鐵棒帶動扭轉彈簧變形，扭轉彈簧在平面內產生扭矩，扭轉彈簧被限位于扭轉彈簧扭轉時形成的扭轉平面的上、下兩側，扭轉彈簧的扭力帶動耗能內芯產生于變形方向相反的運動，使耗能內芯向自然狀態時的形狀及位置回復。
由此，各例中防屈曲支撐，為了減輕震動對結構作用，針對傳統防屈曲支撐，對端部進行失穩加強設計，減緩內芯的受損。在地震情況下，提高支撐能力。利用形狀記憶合金將其制成扭轉彈簧，裝置為防屈曲支撐耗能內芯、扭轉彈簧、外套筒上限位卡共同工作，使其具有一定自復位功能，減緩內芯的受損。扭轉彈簧屬于螺旋彈簧，扭轉彈簧的端部被固定到其他組件，當其他組件繞著彈簧中心旋轉時，該彈簧將它們拉回初始位置，產生扭矩或旋轉力。扭轉彈簧可以存儲和釋放角能量或者通過繞簧體中軸旋轉力臂以靜態固定某一裝置。限位卡可以限制扭轉彈簧位置，可以起到固定彈簧作用，同時也可以起到限制粘結材料、內芯的作用。該裝置簡單易操作可以通過組裝的方式連接起來，拆卸方便并且方便震后的修復以及日常的維護。
在地震作用下，耗能內芯會受到來自建筑物傳遞來的荷載，內芯會產生變形，內芯帶動扭轉彈簧變形，在平面內產生扭矩，具有較高的扭力。由于內芯限位卡槽的存在，產生的扭力會帶動內芯運動，使其回復到原來的位置，因此裝置具有自復位功能。結構受到地震作用時候，端部無論在受壓或者受拉使都可以通過扭轉彈簧的回復力實現自復位，減小內芯的受壓變形，提高耗能能力并且在內芯屈服后還能保證整體穩定，不影響正常支撐。
以上所述，僅為本發明創造較佳的具體實施方式，但本發明創造的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明創造披露的技術范圍內，根據本發明創造的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明創造的保護范圍之內。