[发明专利]一种螺纹套筒式拉伸摩擦耗能器及使用方法

说明书

一种螺纹套筒式拉伸摩擦耗能器及使用方法，耗能器由两个圆筒形套筒、一个圆柱形摩擦螺杆、两个抗旋扭簧、两个限位螺钉组装而成。套筒内壁两端分别设有一段摩擦内丝和一段筒尾内丝，套筒筒壁还设有若干个阻旋螺孔。摩擦螺杆杆身对称设有两段摩擦外丝和两段套簧细段，每段套簧细段上设有一个杆身小孔。套筒与摩擦螺杆通过摩擦内丝与摩擦外丝的相互啮合实现连接；抗旋扭簧套接到套簧细段上并将其两端分别固定在杆身小孔和筒壁小孔上。当耗能器两端受到较大拉力时，可依靠摩擦外丝与摩擦内丝之间的相对旋转摩擦阻力实现耗能，自动复位则由抗旋扭簧的恢复力完成。本发明构造简单、控制简便、能够实现受拉单向摩擦耗能和自动复位、应用方便、应用面广。

技术领域

本发明涉及一种摩擦耗能器使用方法，尤其是一种适用于建筑工程技术领域的螺纹套筒式拉伸摩擦耗能器使用方法。

背景技术

地震灾害是土木工程结构面临的主要灾害之一，当前，减小结构地震损害的一个主要技术路径是采用耗能减震技术。结构的耗能减震技术已经发展了几十年，主要技术思路是在结构的适当部位设置延性耗能钢筋或型钢、摩擦耗能器、黏滞阻尼器、黏弹性阻尼器等。其中，黏滞阻尼器和黏弹性阻尼器造价较高、长期性能控制难度较大，应用范围相对较小。

延性耗能钢筋或型钢主要用于混凝土结构的耗能减震方案，这种方案是利用钢筋或型钢在大震时的塑性屈服耗散地震能量，存在的不足是耗能过程会引起钢筋或型钢发生冷作硬化而使耗能能力逐渐退化，同时会使钢筋或型钢产生不可逆的严重损伤而导致整个结构失效。

摩擦耗能器是利用材料的摩擦将地震输入的机械能转化为热能，这种耗能方案的构造简单、造价低、耗能效果好、对耗能器件的损伤轻微(基本不影响继续使用)，是一种性价比很高的耗能方案。摩擦耗能器的主要形式有板式摩擦耗能器和筒式摩擦耗能器两大类。

但现有摩擦耗能器存在问题是，对于板式摩擦耗能器，为了提供较大的摩擦力，需要额外采用大量的螺栓施加足够的正压力，螺栓消耗大，预紧力施加和控制繁琐；对于筒式摩擦耗能器，外筒与内杆之间的横向挤压力的控制和实现也有难度；同时，现有摩擦耗能器在往复受力的两个方向都会发生摩擦耗能，从而导致结构的复位能力差，给震后修复带来麻烦。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中存在的不足之处，提供一种构造简单、应用方便、耗能低、器件损伤小，效果好、使用寿命长的螺纹套筒式拉伸摩擦耗能器及使用方法。

技术方案：本发明的一种螺纹套筒式拉伸摩擦耗能器，包括抗旋扭簧、限位螺钉、摩擦螺杆、对称设在摩擦螺杆上的两个套筒，所述的套筒呈圆筒形，圆筒形孔内前端部开有摩擦内丝，后端部开有筒尾内丝，摩擦内丝与筒尾内丝之间的套筒壁上钻有一个筒壁小孔；所述的摩擦螺杆整体呈圆柱状，摩擦螺杆的杆体上对称设有分别与两个套筒内孔中摩擦内丝相配合的两段摩擦外丝，两段摩擦外丝的螺旋方向相反；所述的摩擦外丝凸出摩擦螺杆圆柱外表面；摩擦螺杆的杆体两端部对称设有一段与摩擦螺杆总体共轴但直径缩小的套簧细段，两端部的套簧细段的内侧设有一个杆身小孔；所述的抗旋扭簧和限位螺钉依次设置在套簧细段上，抗旋扭簧的内侧端穿过杆身小孔，外侧端穿过筒壁小孔。

所述的摩擦内丝的横截面呈矩形，与摩擦内丝相配合的摩擦外丝的横截面亦呈矩形。

所述的套筒、摩擦螺杆、摩擦内丝及摩擦外丝相互啮合的截面尺寸，以及螺旋角参数、抗旋扭簧和限位螺钉的型号根据工程设计需要确定。

上述螺纹套筒式拉伸摩擦耗能器的使用方法：按常规工程设计需要，确定套筒、摩擦螺杆、摩擦内丝及摩擦外丝相互啮合的截面尺寸，以及螺旋角参数、抗旋扭簧和限位螺钉的型号；

组装：先将抗旋扭簧套接到套簧细段上，并将抗旋扭簧内侧一端的直段伸进杆身小孔；然后将带着抗旋扭簧的摩擦螺杆的两端套簧细段端分别从对称的两个套筒各自的摩擦内丝一端伸入，并将摩擦外丝旋进摩擦内丝，直至抗旋扭簧的外侧一端直段与套筒壁小孔位置匹配并伸出筒壁小孔，此时，两个套筒对称于摩擦螺杆中横截面；