[发明专利]一种装配式竹节型消能减震装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种装配式竹节型消能减震装置及其使用方法，该装置包括布置在两端的带有圆环接口的端部构件和布置在中间的标准构件，结构受外力作用下使锥体进入胀环与胀环发生摩擦耗能，同时胀环发生薄壁扩张消耗能量，在耗能过程中通过利用限位螺栓进行限位，控制整个装置的移动距离以此保证胀环变形发生在弹性范围内，装置在相邻标准构件之间配有自复位装置，使整个装置在完成传力耗能后可自行恢复至初始位置。本装置通过锥体与胀环之间摩擦以及胀环的扩张来实现耗能减震，通过螺栓限位措施保证整个装置在地震作用下的传力；所有构件可提前在工厂加工制造，现场装配；具有结构简单合理、便于拆装、使用寿命长、生产方便、效率高等优点。

技术领域

本发明涉及一种装配式竹节型消能减震装置及其使用方法，属于消能减震装置领域。

背景技术

装配式是以预支构件为主要受力构件经装配、连接而成的结构。装配式符合我国提出的资源节约、环境友好的社会要求，是实现建筑节能减排及住宅产业化的有效途径之一。近年来，国家对装配式结构的政策导向和优惠政策陆续出台，它有利于我国建筑工业化的发展，并且有利于提高和保证建筑工程质量，与现浇施工工法相比，装配式有利于绿色施工，因为装配式施工更能符合绿色施工的节地、节能、节水、节材和环境保护等要求，降低对环境的负面影响，包括降低噪音、防止扬尘、减少环境污染、清洁运输，遵循可持续发展的原则。于此同时，随着科技的进步与人民对美好生活的不断追求，建筑结构也向着更高更大更舒适的方向不断发展，这就要求对建筑结构耗能减震措施提出更加高效、更加便捷的要求，对比各种耗能措施中，胀环式耗能减震利用金属薄壁管扩胀变形进行缓冲吸能，与其它类型的缓冲器相比具有易于加工、调整方便、工作稳定和使用范同广等优点。而现阶段胀环式缓冲装备在机械和建筑领域则少之又少，将胀环与装配式相结合更是从未有过。

发明内容

本发明旨在提供一种装配式竹节型消能减震装置及其使用方法。本发明通过锥体进入胀环使胀环扩张以及锥体与胀环摩擦耗能来消耗能量。

本发明提供了一种装配式竹节型消能减震装置，包括布置在两端的带有圆环接口的端部构件和布置在中间的标准构件，端部构件为一金属套筒并配有圆环接口便于与其他装置相连接，所述标准构件由带有卡位槽和限位杆的锥体以及带有限位螺栓的胀环构成；锥体外由胀环紧贴包裹，由于限位杆、限位螺栓以及胀环的紧贴包裹，使锥体和胀环形成一个整体共同作用所述锥体中部为圆柱结构，端部为圆台形，圆台形外侧的斜面为阶梯型斜面（变截面部分）；

胀环由内、外两部分组成，内、外胀环通过垫片与连接螺栓组成一整体；外侧胀环上设有限位螺栓，与锥体的限位杆构成限位装置，其中当限位螺栓位于初始位置及居中时，限位螺栓和限位杆的距离与锥体阶梯型斜面的水平长度相等，距离为L3；在相邻标准构件之间配有自复位装置，使整个装置在完成传力耗能后可自行恢复至初始位置，减少人工操作，使用更加便捷。

所述装置受外力作用下使锥体进入胀环，与胀环发生摩擦耗能，同时胀环发生薄壁扩张消耗能量，在耗能过程中通过利用限位螺栓与限位杆进行限位，控制整个装置的移动距离以此保证胀环变形发生在弹性范围内。

进一步地，端部构件在与标准构件相连部分设有一螺栓孔，当其与标准构件的锥体相连接时，通过固定螺栓穿过端部构件的螺栓孔与标准构件的卡位槽相嵌，使其成为一个整体，达到传力作用。

阶梯型斜面所在面与水平面的夹角α不超过5°，斜面长度根据需要以及构筑物尺寸进行设计，并进行工厂加工。

在相邻锥体之间安装复位装置，由于限位杆与限位螺栓、卡位槽与固定螺栓的限位固定作用，将复位装置限制在两锥体之间，再通过与锥体的机械连接，保证复位装置与相邻锥体的紧固连接。当装置在地震或外力作用下锥体发生移动，可根据复位装置进行设置，当受压或者受拉达到最大位移时即胀环上的螺栓移动距离达到L3时，可启动复位装置，使结构恢复到初始状态。