[發(fā)明專利]基于受拉屈服變形控制的耗能裝置及工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110287366.1
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN112982713B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁康;劉奕彤;郭軍林;徐文杰;王榮錦;王穎;李廣洲;張奮杰;張虎躍;張松林;高月月;劉寅;閆建龍;張豪蕾
• 申請（專利權(quán)）人: 石河子大學(xué)
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.基于受拉屈服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)并與殼體相連的耗能元件；在地震時(shí)，圓鋼桿受拉屈服以減少輸入至木構(gòu)架的地震作用，復(fù)位機(jī)構(gòu)能夠產(chǎn)生拉力或壓力使耗能元件復(fù)位；

所述耗能元件為圓鋼桿，活塞每側(cè)的圓鋼桿相對推拉桿對稱分布；

所述耗能元件的兩端分別設(shè)有外螺紋，活塞兩側(cè)對應(yīng)設(shè)有相適配的內(nèi)螺紋以連接相應(yīng)耗能元件的一端；活塞一側(cè)的耗能元件的另一端穿過殼體，并通過配套的螺母來緊固；活塞另一側(cè)的耗能元件的另一端穿過固連于殼體內(nèi)的上限位擋板，并通過配套的螺母來緊固；

所述殼體、活塞、推拉桿和復(fù)位機(jī)構(gòu)同軸線布置；

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，端蓋上對應(yīng)設(shè)有相適配的內(nèi)螺紋以連接外殼；

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；與推拉桿相對端的殼體上設(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)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于受拉屈服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)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于受拉屈服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。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于受拉屈服變形控制的耗能裝置，其特征在于：所述復(fù)位彈簧的兩端的彈簧連接件分別通過螺釘固定在活塞和殼體上。

5.基于受拉屈服變形控制的耗能裝置的工作方法，適用于權(quán)利要求1～4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)，耗能裝置中耗能元件不發(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)生移動帶動活塞，使得耗能元件開始受拉屈服變形，進(jìn)入塑性階段，耗能裝置開始耗能；

當(dāng)處于大震時(shí)，即層間位移角為1/50時(shí)，耗能元件已受拉屈服但還未進(jìn)入頸縮階段，耗能元件不會被拉斷，從而保證木構(gòu)架在整個地震作用中不發(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，其移動方向與地震作用下的移動方向相反，從而使得耗能元件復(fù)位。