[發(fā)明專(zhuān)利]基于受壓屈服或屈曲變形控制的耗能裝置及工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110286082.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113027211B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅文文;袁康;劉奕彤;雷成;彭雙慶;應(yīng)中凌;聶登攀;沈潔;朱伶俐;李港;張宛靜;黃慶鈴;趙帥;鄭振欣;秦宇坤;陳剛;王麗萍;蔣利成;張偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶科技學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): E04H9/02
• 分類(lèi)號(hào): E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.基于受壓屈服或屈曲變形控制的耗能裝置，其特征在于：包括殼體、設(shè)于殼體內(nèi)的活塞、連接于活塞一側(cè)并伸出殼體外的推拉桿、連接于活塞另一側(cè)的復(fù)位機(jī)構(gòu)，以及連接于活塞兩側(cè)的耗能元件；所述耗能元件為薄鋼片，活塞一側(cè)的薄鋼片端部與殼體相抵，活塞另一側(cè)的薄鋼片端部與固連于殼體內(nèi)的上限位擋板相抵；活塞每側(cè)的薄鋼片相對(duì)推拉桿對(duì)稱(chēng)分布；所述殼體、活塞、推拉桿和復(fù)位機(jī)構(gòu)同軸線布置；所述推拉桿伸出殼體的一端設(shè)有鉸鏈，以與木構(gòu)架的木構(gòu)造柱鉸接；與推拉桿相對(duì)端的殼體設(shè)有鉸鏈，以與木構(gòu)架的木圈梁鉸接，以此形成木構(gòu)架耗能節(jié)點(diǎn)；在地震時(shí)，薄鋼片能夠受壓屈服或屈曲以減少輸入至木構(gòu)架的地震作用，復(fù)位機(jī)構(gòu)能夠產(chǎn)生拉力或壓力使薄鋼片復(fù)位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于受壓屈服或屈曲變形控制的耗能裝置，其特征在于：所述薄鋼片的一端由安裝座夾緊，安裝座固定在活塞上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于受壓屈服或屈曲變形控制的耗能裝置，其特征在于：所述上限位擋板焊接于殼體內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于受壓屈服或屈曲變形控制的耗能裝置，其特征在于：所述復(fù)位機(jī)構(gòu)包括復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧的一端連接在固連于活塞上的彈簧連接件上，另一端連接在固連于殼體內(nèi)側(cè)的彈簧連接件上；復(fù)位彈簧的兩端的彈簧連接件分別通過(guò)螺釘固定在活塞和殼體上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于受壓屈服或屈曲變形控制的耗能裝置，其特征在于：所述殼體采用鋼制，包括筒狀的外殼及分別可拆卸連接于外殼兩端的端蓋；外殼的兩端設(shè)有外螺紋，端蓋上對(duì)應(yīng)設(shè)有相適配的內(nèi)螺紋以連接外殼。

6.基于受壓屈服或屈曲變形控制的耗能裝置的工作方法，適用于權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的耗能裝置，其特征在于：包括以下步驟：

S1.將耗能裝置的推拉桿與木構(gòu)架的木構(gòu)造柱鉸接，與推拉桿相對(duì)端的殼體與木構(gòu)架的木圈梁鉸接，從而將耗能裝置安裝在木構(gòu)架梁柱連接節(jié)點(diǎn)夾角處；

S2.根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，當(dāng)耗能裝置處于小震時(shí)，即層間位移角為1/350時(shí)，耗能裝置中薄鋼片不發(fā)生形變，耗能裝置未耗能；

當(dāng)處于中震時(shí)，即層間位移角為1/150時(shí)，由于木構(gòu)架梁柱連接節(jié)點(diǎn)夾角受地震作用變大或變小，從而推拉桿發(fā)生移動(dòng)帶動(dòng)活塞，使得薄鋼片開(kāi)始受壓屈服或屈曲，進(jìn)入塑性階段，耗能裝置開(kāi)始耗能；

當(dāng)處于大震時(shí)，即層間位移角為1/50時(shí)，薄鋼片已受壓屈服或屈曲但未達(dá)到鋼材的抗拉強(qiáng)度，從而保證木構(gòu)架在整個(gè)地震作用中不發(fā)生倒塌，同時(shí)保證其在大震時(shí)仍具有豎向支撐的作用；

S3.地震結(jié)束后，活塞在復(fù)位機(jī)構(gòu)作用下發(fā)生移動(dòng)，其移動(dòng)方向與地震作用下的移動(dòng)方向相反，從而使得薄鋼片復(fù)位。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于受壓屈服或屈曲變形控制的耗能裝置的工作方法，其特征在于：根據(jù)歐拉臨界應(yīng)力公式，使耗能裝置在大震下的內(nèi)力仍小于使薄鋼片發(fā)生平面外變形的歐拉臨界應(yīng)力，以確保薄鋼片不發(fā)生平面外的變形，實(shí)現(xiàn)受壓屈服耗能；

或者通過(guò)控制薄鋼片的截面尺寸和長(zhǎng)細(xì)比，使耗能裝置在中震下的內(nèi)力大于等于歐拉臨界應(yīng)力，導(dǎo)致薄鋼片在中、大震下發(fā)生平面外變形，實(shí)現(xiàn)受壓屈曲耗能。