[發(fā)明專利]一種裝配式竹節(jié)型消能減震裝置及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110080058.1
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112647610B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳鵬程;于昌鑫;楊會偉;路國運
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發(fā)明公開了一種裝配式竹節(jié)型消能減震裝置及其使用方法，該裝置包括布置在兩端的帶有圓環(huán)接口的端部構(gòu)件和布置在中間的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)受外力作用下使錐體進入脹環(huán)與脹環(huán)發(fā)生摩擦耗能，同時脹環(huán)發(fā)生薄壁擴張消耗能量，在耗能過程中通過利用限位螺栓進行限位，控制整個裝置的移動距離以此保證脹環(huán)變形發(fā)生在彈性范圍內(nèi)，裝置在相鄰標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件之間配有自復(fù)位裝置，使整個裝置在完成傳力耗能后可自行恢復(fù)至初始位置。本裝置通過錐體與脹環(huán)之間摩擦以及脹環(huán)的擴張來實現(xiàn)耗能減震，通過螺栓限位措施保證整個裝置在地震作用下的傳力；所有構(gòu)件可提前在工廠加工制造，現(xiàn)場裝配；具有結(jié)構(gòu)簡單合理、便于拆裝、使用壽命長、生產(chǎn)方便、效率高等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種裝配式竹節(jié)型消能減震裝置及其使用方法，屬于消能減震裝置領(lǐng)域。

背景技術(shù)

裝配式是以預(yù)支構(gòu)件為主要受力構(gòu)件經(jīng)裝配、連接而成的結(jié)構(gòu)。裝配式符合我國提出的資源節(jié)約、環(huán)境友好的社會要求，是實現(xiàn)建筑節(jié)能減排及住宅產(chǎn)業(yè)化的有效途徑之一。近年來，國家對裝配式結(jié)構(gòu)的政策導(dǎo)向和優(yōu)惠政策陸續(xù)出臺，它有利于我國建筑工業(yè)化的發(fā)展，并且有利于提高和保證建筑工程質(zhì)量，與現(xiàn)澆施工工法相比，裝配式有利于綠色施工，因為裝配式施工更能符合綠色施工的節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護等要求，降低對環(huán)境的負(fù)面影響，包括降低噪音、防止揚塵、減少環(huán)境污染、清潔運輸，遵循可持續(xù)發(fā)展的原則。于此同時，隨著科技的進步與人民對美好生活的不斷追求，建筑結(jié)構(gòu)也向著更高更大更舒適的方向不斷發(fā)展，這就要求對建筑結(jié)構(gòu)耗能減震措施提出更加高效、更加便捷的要求，對比各種耗能措施中，脹環(huán)式耗能減震利用金屬薄壁管擴脹變形進行緩沖吸能，與其它類型的緩沖器相比具有易于加工、調(diào)整方便、工作穩(wěn)定和使用范同廣等優(yōu)點。而現(xiàn)階段脹環(huán)式緩沖裝備在機械和建筑領(lǐng)域則少之又少，將脹環(huán)與裝配式相結(jié)合更是從未有過。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種裝配式竹節(jié)型消能減震裝置及其使用方法。本發(fā)明通過錐體進入脹環(huán)使脹環(huán)擴張以及錐體與脹環(huán)摩擦耗能來消耗能量。

本發(fā)明提供了一種裝配式竹節(jié)型消能減震裝置，包括布置在兩端的帶有圓環(huán)接口的端部構(gòu)件和布置在中間的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，端部構(gòu)件為一金屬套筒并配有圓環(huán)接口便于與其他裝置相連接，所述標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件由帶有卡位槽和限位桿的錐體以及帶有限位螺栓的脹環(huán)構(gòu)成；錐體外由脹環(huán)緊貼包裹，由于限位桿、限位螺栓以及脹環(huán)的緊貼包裹，使錐體和脹環(huán)形成一個整體共同作用所述錐體中部為圓柱結(jié)構(gòu)，端部為圓臺形，圓臺形外側(cè)的斜面為階梯型斜面（變截面部分）；

脹環(huán)由內(nèi)、外兩部分組成，內(nèi)、外脹環(huán)通過墊片與連接螺栓組成一整體；外側(cè)脹環(huán)上設(shè)有限位螺栓，與錐體的限位桿構(gòu)成限位裝置，其中當(dāng)限位螺栓位于初始位置及居中時，限位螺栓和限位桿的距離與錐體階梯型斜面的水平長度相等，距離為L3；在相鄰標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件之間配有自復(fù)位裝置，使整個裝置在完成傳力耗能后可自行恢復(fù)至初始位置，減少人工操作，使用更加便捷。

所述裝置受外力作用下使錐體進入脹環(huán)，與脹環(huán)發(fā)生摩擦耗能，同時脹環(huán)發(fā)生薄壁擴張消耗能量，在耗能過程中通過利用限位螺栓與限位桿進行限位，控制整個裝置的移動距離以此保證脹環(huán)變形發(fā)生在彈性范圍內(nèi)。

進一步地，端部構(gòu)件在與標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件相連部分設(shè)有一螺栓孔，當(dāng)其與標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的錐體相連接時，通過固定螺栓穿過端部構(gòu)件的螺栓孔與標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的卡位槽相嵌，使其成為一個整體，達(dá)到傳力作用。

階梯型斜面所在面與水平面的夾角α不超過5°，斜面長度根據(jù)需要以及構(gòu)筑物尺寸進行設(shè)計，并進行工廠加工。

在相鄰錐體之間安裝復(fù)位裝置，由于限位桿與限位螺栓、卡位槽與固定螺栓的限位固定作用，將復(fù)位裝置限制在兩錐體之間，再通過與錐體的機械連接，保證復(fù)位裝置與相鄰錐體的緊固連接。當(dāng)裝置在地震或外力作用下錐體發(fā)生移動，可根據(jù)復(fù)位裝置進行設(shè)置，當(dāng)受壓或者受拉達(dá)到最大位移時即脹環(huán)上的螺栓移動距離達(dá)到L3時，可啟動復(fù)位裝置，使結(jié)構(gòu)恢復(fù)到初始狀態(tài)。