申请/专利权人：同济大学

申请日：2018-10-25

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN109267806B

主分类号：E04H9/02

分类号：E04H9/02;E04B1/98

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2019.02.26#实质审查的生效;2019.01.25#公开

摘要：本发明是一种低预应力自复位耗能支撑，其特征在于：既能提供自复位能力，又能提供耗能能力；仅需施加少许预应力即能实现完全自复位。本发明由刻齿系统，自复位系统和耗能系统组成。其中刻齿系统包括上刻齿、下刻齿、外筒和刻齿复位弹簧。自复位系统包括内筒、中筒和后张拉预应力筋。耗能系统可采用软钢等各类常用阻尼器。刻齿系统消除卸载时耗能系统抵抗复位的趋势，并消除软钢等耗能系统残余应力；自复位系统提供自复位能力，并保证装置拉压性能相同。本发明具有低预应力、耗能稳定和消除残余位移的突出优势，可广泛用于新建建筑抗震设计和既有建筑抗震加固。

主权项：1.一种低预应力自复位耗能支撑，其特征在于：包括刻齿系统、自复位系统和耗能系统（1）；所述刻齿系统消除卸载时耗能系统（1）抵抗复位的趋势；所述耗能系统（1）受拉时，刻齿系统卡住传力；耗能系统（1）受压时，刻齿系统滑动不传力；所述自复位系统提供自复位能力，其设计使得无论支撑伸长还是压缩，后张拉预应力筋都将产生弹性伸长，提供自复位能力；所述耗能系统（1）采用常用阻尼装置；所述刻齿系统包括上刻齿（2），下刻齿（3），外筒和刻齿复位弹簧（6）；其中外筒包括外筒左端头（4）和外筒右端头（5）；上刻齿（2）和下刻齿（3）在初始状态咬合，上刻齿（2）与外筒左端头（4）连接，下刻齿（3）与耗能系统（1）连接；每一齿的方向设计，使得外筒左端头（4）与外筒右端头（5）趋向于远离，即耗能系统（1）趋向于伸长时，刻齿卡住传力；外筒左端头（4）与外筒右端头（5）趋向于靠近，即耗能系统（1）趋向于缩短时，刻齿自由滑动；刻齿复位弹簧（6）给上刻齿（2）和下刻齿（3）施加一个靠近的弹性力；外筒套设在内筒（7）和中筒（8）的外围；所述自复位系统包括内筒（7），中筒（8）和后张拉预应力筋，即PT筋（9）；内筒（7）的右端为支撑整体右端连接端，与建筑结构连接；中筒（8）的左端为支撑整体左端连接端，与建筑结构连接；内筒（7）和中筒（8）分别设内筒肋（11）和中筒肋（12），其外部套设外筒。

全文数据：低预应力自复位耗能支撑技术领域本发明应用于新建建筑抗震设计和既有建筑抗震加固，具体为一种低预应力自复位耗能支撑。背景技术屈曲约束支撑BRB既可以提供侧向刚度，也可以提供阻尼；同时具有制造简单，耗能稳定的优点，已广泛应用于建筑结构中。但是，屈曲约束支撑耗能段软钢屈服后，不可避免地会有较大残余位移。近年来地震震害表明，使用屈曲约束支撑减震的结构体系具有较强的抗倒塌能力，但其在震后残余位移大，修复困难，成为了“站立的废墟”。从这个角度出发，学者们提出了自复位支撑，其滞回特性为旗帜型曲线，可以同时提供侧向刚度、阻尼和自复位能力，使得结构不仅在强震中抗倒塌，还可以在震后迅速恢复使用功能。既有自复位支撑可以分为三大类：PT型、弹簧型和SMA型。其中SMA型是指在BRB中增加形状记忆合金SMA元件，以提供自复位能力。由于材料价格昂贵，SMA型自复位支撑短期内无工程可推广性。PT型和弹簧型自复位支撑的基本原理相同：设计装置，使得无论支撑压缩还是伸长，预应力复位元件都会弹性变形，利用预应力复位元件的弹性恢复力提供自复位能力；同时叠加耗能系统，形成旗帜型滞回曲线。PT型和弹簧型自复位支撑的区别仅在于：PT型支撑的预应力复位元件为后张拉预应力筋PT，弹簧型自复位支撑的预应力复位元件为弹簧。目前，根据以上原理研发的自复位支撑有两个主要问题：1必须施加较大的预应力；2耗能系统不可靠或存在内力重分布。既有自复位支撑的预应力需求受支撑强度的约束。自复位支撑的滞回特性可看做一个双折线模型预应力复位元件和一个滞回模型耗能系统的叠加。当外力大于预应力复位元件的预应力与耗能系统屈服力之和时，支撑产生相对滑动，刚度显著降低，可定义此时的承载力为支撑的激励强度。在耗能系统的滞回模型中，阻尼器在加载过程中屈服耗能，再卸载到初始状态时，其具有抵抗构件自复位的趋势。以软钢阻尼器为例，在卸载时产生一个抵抗复位的力，其值为阻尼器的屈服力。为实现完全自复位特性，必须施加不小于该阻尼器屈服力的预应力，即预应力必须不小于支撑强度的一半。若支撑的强度为1000kN，则需要施加至少500kN的预应力。较大的预应力需求严重限制了自复位支撑在工程中的应用性，其原因为：1支撑极限变形能力降低；2支撑成本随强度增加显著上升；3过大的预应力施加困难；4存在安全隐患；5预应力复位元件相连的部分需进行加强设计6长期作用下预应力损失。自复位支撑的耗能系统可采用位移型阻尼器或速度型阻尼器。由于自复位系统是位移相关的，因此为了形成直观的旗帜型滞回曲线，一般多采用位移型阻尼器，包括摩擦阻尼器和软钢阻尼器。摩擦阻尼器存在螺栓松动，摩擦界面长期环境作用下摩擦系数改变等问题，在动力荷载和长期环境作用下可靠性相对较差，在中国使用较少。软钢阻尼器具有造价低、制作简单、滞回性质稳定可靠、工程界接受度高等优点，但在既有自复位支撑中，一旦软钢屈服耗能后，即使预应力使得支撑恢复到原位，软钢阻尼器中仍然有残余应力，支撑进行了内力重分布，与初始状态并不一致。发明内容本发明的目的是为了解决既有自复位支撑需施加较大预应力，耗能系统不可靠或存在内力重分布，难以工业推广的问题，而提出一种低预应力自复位耗能支撑。鉴于已有技术的不足，本发明采用PT筋作为预应力复位元件，并可在施加少许预应力的前提下实现完全自复位特性；可使用多种阻尼器耗能，当使用软钢阻尼器耗能时，耗能稳定可靠，也无构件内力重分布问题。本发明可广泛用于新建建筑抗震设计和既有建筑抗震加固。为了实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：一种低预应力自复位耗能支撑，其特征在于：包括刻齿系统、自复位系统和耗能系统1；所述刻齿系统消除卸载时耗能系统1抵抗复位的趋势；所述耗能系统1受拉时，刻齿系统卡住传力；耗能系统1受压时，刻齿系统滑动不传力；所述自复位系统提供自复位能力，其设计使得无论支撑伸长还是压缩，其PT筋9都将产生弹性伸长，提供自复位能力；耗能系统1可采用软钢等多种常用阻尼装置。所述刻齿系统包括上刻齿2，下刻齿3，外筒和刻齿复位弹簧6；其中外筒包括外筒左端头4和外筒右端头5；上刻齿2和下刻齿3在初始状态咬合，上刻齿2与外筒左端头4连接，下刻齿3与耗能系统1连接；每一齿的方向设计，使得外筒左端头4与外筒右端头5趋向于远离，即耗能系统1趋向于伸长时，刻齿卡住传力；外筒左端头4与外筒右端头5趋向于靠近，即耗能系统1趋向于缩短时，刻齿自由滑动；刻齿复位弹簧6给上刻齿2和下刻齿3施加一个靠近的弹性力；外筒套设在内筒7和中筒8的外围。所述自复位系统包括内筒7，中筒8和后张拉预应力筋，即PT筋9；内筒7的右端为支撑整体右端连接端，与结构连接；中筒8的左端为支撑整体左端连接端，与结构连接；内筒7和中筒8分别设内筒肋11和中筒肋12，其外部套设外筒。所述的低预应力自复位耗能支撑，其特征在于：PT筋9穿过支撑轴向整体，由锚具10固于外筒两侧；支撑伸长时，中筒8的左端中筒肋12带动外筒左端头4向左移动，内筒7的右端内筒肋11带动外筒右端头5向右移动；故外筒左端头4和外筒右端头5在初始状态基础上远离，PT筋伸长，提供复位能力；支撑缩短时，中筒8的右端带动外筒右端头5向右移动，内筒7的左端带动外筒左端头4向左移动，故外筒左端头4和外筒右端头5也在初始状态基础上远离，PT筋伸长，提供复位能力；虽然外筒左端头4和外筒右端头5的绝对位置始终在初始状态基础上远离；但在瞬时速度方面，加载过程中外筒左端头4和外筒右端头5逐渐远离，而在卸载过程中外筒左端头4和外筒右端头5逐渐靠近。此变形模型结合所述的刻齿系统，可以有效消除耗能系统1抵抗复位的趋势。所述PT筋9需施加少许预应力，且应采用合理的材料和设计，保证在设计变形下维持弹性。耗能系统1与下刻齿3和外筒右端头5的连接方式采用螺纹连接，易于拆卸和更换。本发明既能提供自复位能力，又能提供耗能能力；仅需施加少许预应力即能实现完全自复位。原理设计：本发明包括刻齿系统，自复位系统和耗能系统。其原理是：刻齿系统消除卸载时耗能系统抵抗复位的趋势。具体为构件加载时，刻齿系统卡住，成为固接端，耗能系统受拉屈服耗能；构件卸载时，当耗能系统开始受压时，刻齿系统可滑动，避免了耗能系统受压在支撑系统中产生抵抗复位的趋势。自复位系统采用既有PT型自复位支撑设计，即设计装置，使得无论支撑压缩还是伸长，PT筋都会产生弹性伸长，利用PT筋的弹性恢复力提供自复位能力。由于本发明中耗能系统不再产生抵抗复位的趋势，故预应力与支撑强度无关，只需施加少许预应力既可以实现完全自复位。耗能系统可采用各类常用阻尼器，使用软钢阻尼器时，软钢的残余应力也会通过刻齿系统释放，避免了构件内部应力重分布问题。因此，本发明相对于其他自复位支撑，具有低预应力和耗能稳定的突出优势。具体的结构设计：本发明提出的低预应力自复位耗能支撑包括刻齿系统，自复位系统和耗能系统1。本发明中刻齿系统是对机械工程领域广泛使用的棘轮系统进行改进，以适应于本发明支撑。刻齿系统包括上刻齿2，下刻齿3，外筒和刻齿复位弹簧6，其中外筒包括外筒左端头4和外筒右端头5。上刻齿2和下刻齿3相互啮合，上刻齿2连接于外筒左端头4，下刻齿3连接于耗能系统1，耗能系统1又连接于外筒右端头5的右端头。设置刻齿复位弹簧6，以施加一个使上刻齿2和下刻齿3在垂直于支撑轴向方向靠近的弹性力，其目的是使得上刻齿和下刻齿在受压滑动之后再次受拉时，刻齿可迅速复位，卡住传力。本发明中，自复位系统包括内筒7，中筒8和PT筋9。其中内筒7右端为支撑整体的右端连接端，与结构连接。中筒8左端为支撑整体左端连接端，与结构连接。PT筋9通过锚具10固定在外筒两侧上，而外筒套设在内筒7和中筒8的外围。本发明的刻齿系统与自复位系统结合，可实现以下变形模式：无论是受压还是受拉，当支撑加载时，外筒左端头4和外筒右端头5总有远离的趋势，刻齿系统卡住，耗能系统受拉；当支撑卸载时，在瞬时速度上外筒左端头4和外筒右端头5总有接近的趋势，一旦耗能系统的拉力卸载到零后，在较小的压力作用下刻齿系统上刻齿2和下刻齿3之间产生滑动，则耗能系统几乎不受压，不会产生抵抗复位的作用力。变形模式的详细解释可参见下文具体实施方式。本发明中，耗能系统1可使用各类常用阻尼器。耗能系统1一端与下刻齿3连接，另一端与外筒右端头5连接，其连接方式采用螺纹连接等易于拆卸和更换的方式。软钢阻尼器具有造价低、制作简单、滞回性质稳定可靠、工程界接受度高等优点。在本发明中使用软钢阻尼器，可释放一般支撑构件中存在的软钢残余应力，也可消除震后支撑的内力重分布。本发明的有益效果是：1提供一种具有自复位特性的耗能支撑，减少甚至消除结构震后残余位移，实现建筑结构震后功能快速可恢复。2只需施加少许预应力即可实现支撑完全自复位特性，极大降低构件加工难度，建造成本，并提高长期作用下的可靠度和安全性。3消除了阻尼器残余应力和构件内力重分布的问题，耗能稳定可靠。4耗能系统设置在支撑外围，并采用螺纹连接，在震后可快速更换。附图说明图1是本发明低预应力自复位耗能支撑概念构造图；图2是本发明低预应力自复位耗能支撑的轴力-变形滞回曲线；图3是本发明低预应力自复位耗能支撑一次往复作用下耗能系统的力-变形曲线；图4是低预应力自复位耗能支撑受拉加载时的变形模式；图5是低预应力自复位耗能支撑受拉卸载时的变形模式；图6是低预应力自复位耗能支撑受压加载时的变形模式；图7是低预应力自复位耗能支撑受压卸载时的变形模式；图8是低预应力自复位耗能支撑的一种可能实现形式；图9是图8支撑左端部分的截面放大图；图10是图9中的部分刻齿系统在外筒左端头和耗能系统、外筒右端头远离时的变形模式和传力路径上下刻齿卡住传力。图11是图9中的部分刻齿系统在外筒左端头和耗能系统、外筒右端头靠近时的变形模式和传力路径上下刻齿相对滑移。图12是图9中的部分刻齿系统在图11的基础上外筒左端头和耗能系统、外筒右端头再次远离时的变形模式和传力路径上下刻齿卡住传力；图13是图8支撑的内筒和中筒组装图；图14是图8支撑的下刻齿图；图15是图8支撑的下刻齿和上刻齿组装图；图16是图8支撑的下刻齿、上刻齿和刻齿复位弹簧组装图；图17是图8支撑的下刻齿、上刻齿、刻齿复位弹簧和外筒左端头组装图，即除外筒右端头以外的刻齿系统组装图；图18是图8支撑施加预应力筋示意图，即组装最后一步；图19是本发明低预应力自复位耗能支撑在结构中使用的一种布置形式。图中标号：1耗能系统、2上刻齿、3下刻齿、4外筒左端头、5外筒右端头、6刻齿复位弹簧、7内筒、8中筒、9PT筋、10锚具、11内筒肋、12中筒肋、13低预应力自复位耗能支撑、14框架柱、15框架梁。图9至图12四个图上的倾斜虚线表示：上刻齿2右侧与外筒左端头4的接触面，即斜面。具体实施方式下面通过实例结合附图进一步说明本发明。图1为低预应力自复位耗能支撑概念构造图。图中，内筒7右端为支撑整体右端连接端，与结构连接；中筒8左端为支撑整体左端连接端，与结构连接。内筒7和中筒8分别设内筒肋11和中筒肋12。在内筒7和中筒8外围，内筒肋11和中筒肋12的外围套设外筒。内筒7的右端和中筒8的左端通过外筒中预设孔道穿过外筒。PT筋9穿过支撑轴向整体，由锚具10固于外筒左右两端外围，并施加少许预应力。外筒左端头4与上刻齿2连接，下刻齿3初始情况下与上刻齿2咬住。上刻齿2和下刻齿3间通过刻齿复位弹簧6提供上下刻齿间靠近的趋势。下刻齿3与耗能系统1连接，耗能系统1另一端与外筒右端头5连接。以下介绍本发明自复位旗帜型滞回机理。假设耗能系统1的单向力-变形符合理想弹塑性模型。本发明低预应力自复位耗能支撑的轴力-变形滞回关系为旗帜型曲线，如图2所示；响应的耗能系统1力-变形曲线如图3所示。图2、图3中的各个阶段示意文字只标注了第一次受拉加载到卸载的过程。如图4、图5所示，当支撑承受受拉荷载，支撑整体在初始状态基础上伸长。此时，中筒8的左端中筒肋12带动外筒左端头4向左移动，内筒7的右端内筒肋11带动外筒右端头5向右移动。外筒左端头4和外筒右端头5的反向移动，使得PT筋9和耗能系统1在初始状态基础上伸长。随着外拉力的加载和卸载，本发明支撑的受力机理分为五个阶段。第一阶段：外力小于预应力，此时支撑的刚度为所有轴向构件的刚度，为一个较大的值。第二阶段：外拉力超过PT筋9中预应力，内筒7和中筒8开始产生相对移动，其变形通过内筒肋11、中筒肋12和外筒传递，使得PT筋9和耗能系统1继续伸长；由于耗能系统1受拉，上刻齿2和下刻齿3卡住传力，此时支撑的刚度为耗能系统1屈服前刚度和PT筋刚度之和。第三阶段：外拉力超过预应力和耗能系统1的屈服力之和，耗能系统1屈服耗能，PT筋经合理设计保持弹性，此时变形模式不变，但刚度大大降低，为耗能系统1屈服后刚度和PT筋刚度之和。第四阶段：外拉力开始卸载，内筒7和外筒8逐渐复位，耗能系统逐渐缩短，耗能系统1中拉应力逐渐降低，当耗能系统1承受少许压应力时可忽略不计，上刻齿2和下刻齿3在耗能系统1压力作用下，随其刻齿形状方向变形，克服了刻齿复位弹簧6的少许压紧力，开始滑动，则耗能系统1的压应力不再增加，可近似于零，而此时支撑的外拉力等于PT筋9中预应力。第五阶段：内筒7和中筒8之间的相对运动消失，支撑的刚度为所有轴向构件的刚度。如图6、图7所示，当支撑承受受压荷载，支撑整体在初始状态基础上缩短。此时，中筒8的右端带动外筒右端头5向右移动，内筒7的左端带动外筒左端头4向左移动。外筒左端头4和外筒右端头5的反向移动，使得PT筋9和耗能系统1仍然在初始状态基础上伸长。随着外压力的加载和卸载，本发明支撑的受力机理分为五个阶段。第一阶段：外力小于预应力，此时支撑的刚度为所有轴向构件的刚度，为一个较大的值。第二阶段：外压力超过PT筋9中预应力，内筒7和中筒8开始产生相对移动，其变形通过外筒传递，使得PT筋9和耗能系统1继续伸长；由于耗能系统1受拉，上刻齿2和下刻齿3卡住传力，此时支撑的刚度为耗能系统1屈服前刚度和PT筋刚度之和。第三阶段：外压力超过预应力和耗能系统1的屈服力之和，耗能系统1屈服耗能，PT筋经合理设计保持弹性，此时变形模式不变，但刚度大大降低，为耗能系统1屈服后刚度和PT筋刚度之和。第四阶段：外压力开始卸载，内筒7和外筒8逐渐复位，耗能系统逐渐缩短，耗能系统1中拉应力逐渐降低，当耗能系统1承受少许压应力时可忽略不计，上刻齿2和下刻齿3在耗能系统1压力作用下，随其刻齿形状方向变形，克服了刻齿复位弹簧6的少许压紧力，开始滑动，则耗能系统1的压应力不再增加，可近似于零，而此时支撑的外压力等于PT筋9中预应力。第五阶段：内筒7和中筒8之间的相对运动消失，支撑的刚度为所有轴向构件的刚度。本发明中，上刻齿2和下刻齿3之间的最大滑动位移应进行限制，以保证PT筋9维持弹性，耗能系统1无拉断的风险。当滑动位移较大时，设置下刻齿3的左端与外筒左端头4接触，这样在极限状态下，支撑在卸载时能传力给耗能系统1，此时本发明的滞回特性与普通支撑相同。本发明中，震后应将耗能系统1拆卸，将上刻齿2和下刻齿3咬合位置复位，重新更换新的耗能系统1。更换后，本发明的滞回特性与震前完全相同。进一步，图8给出了本发明低预应力自复位耗能支撑的一种可能实现形式。图9给出了该实现形式左端的截面放大图，表述了刻齿系统单向传力的实现形式。在图9中，为节约空间，刻齿复位弹簧6布置位置为沿着支撑轴向方向布置，但由于上刻齿2和外筒左端头4的接触面为倾斜面，刻齿复位弹簧6的作用仍是给上刻齿2和下刻齿3之间施加一个靠近的弹性力。在该实现形式中，上刻齿2和外筒左端头4的连接方式为接触传力，同时由刻齿复位弹簧6的弹性力保证上刻齿2和外筒左端头4压紧不分离。这样设计的优点是上刻齿2和外筒左端头4在传力稳定的基础上，上刻齿2可随接触面滑动。刻齿系统在外筒左端头4和耗能系统1远离时卡住受力，外筒左端头4和耗能系统1靠近时滑动不传力，以及刻齿复位弹簧6给上刻齿2和下刻齿3施加靠近弹性力的机理可由图10到图12说明。图10为外筒左端头4与耗能系统1、外筒右端头5远离的情况图中未标出耗能系统1，外筒右端头5，只标出了下刻齿3，此时上刻齿2和下刻齿3的接触面垂直于支撑轴向，下刻齿3向右移动的趋势带动上刻齿2向右移动，而外筒左端头4有向左移动的趋势，故上刻齿2和外筒左端头4在界面上接触传力。图11为外筒左端头4和耗能系统1、外筒右端头5靠近的情况，此时上刻齿2和下刻齿3接触面为相对于支撑轴向的斜面，其接触力使得上刻齿2远离下刻齿3在垂直于支撑轴向方向，当承受的压力作用克服了刻齿复位弹簧6的少许压紧力后，上刻齿2在垂直于支撑轴向方向上移动到超过刻齿高度后，上刻齿2和下刻齿3脱离，上刻齿2和下刻齿3在支撑轴向上相对滑动。图12为在图11的基础上外筒左端头4和耗能系统1、外筒右端头5再次远离的情况，此时上刻齿2不再承受下刻齿3通过斜面传来的接触力，同时，刻齿复位弹簧6一直作用一个弹性力在上刻齿2上，使得上刻齿2向右移动，由于上刻齿2右侧与外筒左端头4的接触面为斜面，刻齿复位弹簧在使得上刻齿2向右移动时，也会使得其在垂直与支撑轴向的方向靠近下刻齿3，上刻齿2复位后，上刻齿2和下刻齿3的接触面与图10中相同，刻齿系统卡住传力。图13～图18给出了图8中所示低预应力自复位耗能支撑实现形式的组装过程。首先组装内筒7和中筒8图13。其次组装除外筒右端头5以外的刻齿系统，包括依次组装下刻齿3图14，上刻齿2图15，刻齿复位弹簧6图16，外筒左端头4图17。最后将刻齿系统和耗能系统1套设在内筒7和中筒8外，张拉PT筋9，通过锚具10锚固在外筒两侧图18。本发明作为普通支撑的替代品，无需对结构本身进行较大改变，可广泛应用于新建建筑抗震设计和既有建筑抗震加固，图19给出了其在结构中使用的一种布置形式。

权利要求：1.一种低预应力自复位耗能支撑，其特征在于：包括刻齿系统、自复位系统和耗能系统1；所述刻齿系统消除卸载时耗能系统1抵抗复位的趋势；所述耗能系统1受拉时，刻齿系统卡住传力；耗能系统1受压时，刻齿系统滑动不传力；所述自复位系统提供自复位能力，其设计使得无论支撑伸长还是压缩，后张拉预应力筋都将产生弹性伸长，提供自复位能力；所述耗能系统1采用常用阻尼装置。2.根据权利要求1所述的低预应力自复位耗能支撑，其特征在于：所述刻齿系统包括上刻齿2，下刻齿3，外筒和刻齿复位弹簧6；其中外筒包括外筒左端头4和外筒右端头5；上刻齿2和下刻齿3在初始状态咬合，上刻齿2与外筒左端头4连接，下刻齿3与耗能系统1连接；每一齿的方向设计，使得外筒左端头4与外筒右端头5趋向于远离，即耗能系统1趋向于伸长时，刻齿卡住传力；外筒左端头4与外筒右端头5趋向于靠近，即耗能系统1趋向于缩短时，刻齿自由滑动；刻齿复位弹簧6给上刻齿2和下刻齿3施加一个靠近的弹性力；外筒套设在内筒7和中筒8的外围。3.根据权利要求1所述的低预应力自复位耗能支撑，其特征在于：所述自复位系统包括内筒7，中筒8和后张拉预应力筋，即PT筋9；内筒7的右端为支撑整体右端连接端，与结构连接；中筒8的左端为支撑整体左端连接端，与结构连接；内筒7和中筒8分别设内筒肋11和中筒肋12，其外部套设外筒。4.根据权利要求3所述的低预应力自复位耗能支撑，其特征在于：PT筋9穿过支撑轴向整体，由锚具10固于外筒两侧；支撑伸长时，中筒8的左端中筒肋12带动外筒左端头4向左移动，内筒7的右端内筒肋11带动外筒右端头5向右移动；故外筒左端头4和外筒右端头5在初始状态基础上远离，PT筋伸长，提供复位能力；支撑缩短时，中筒8的右端带动外筒右端头5向右移动，内筒7的左端带动外筒左端头4向左移动，故外筒左端头4和外筒右端头5也在初始状态基础上远离，PT筋伸长，提供复位能力；虽然外筒左端头4和外筒右端头5的绝对位置始终在初始状态基础上远离；但在瞬时速度方面，加载过程中外筒左端头4和外筒右端头5逐渐远离，而在卸载过程中外筒左端头4和外筒右端头5逐渐靠近。此变形模型结合所述的刻齿系统，可以有效消除耗能系统1抵抗复位的趋势。5.根据权利要求4所述的低预应力自复位耗能支撑，其特征在于：所述PT筋9需施加少许预应力，且应采用合理的材料和设计，保证在设计变形下维持弹性。6.根据权利要求1所述的低预应力自复位耗能支撑，其特征在于：耗能系统1与下刻齿3和外筒右端头5的连接方式采用螺纹连接，易于拆卸和更换。

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