一種可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]地震作為自然災(zāi)害之一，給人類(lèi)的生存和發(fā)展造成了極大的威脅，并造成了極大的損失。我國(guó)位于環(huán)大平洋火山地震帶西部，是世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，做好抗震減災(zāi)工作具有重大的意義。隨著城市人口越來(lái)越多，建筑的樓層越來(lái)越高，如今關(guān)于建筑的防震抗震技術(shù)受到了越來(lái)越多人的關(guān)注。
[0003]最初抗御地震以“抗”為主要途徑，通過(guò)增大結(jié)構(gòu)截面和配筋來(lái)抵抗地震，該方法的結(jié)果是截面越大，地震作用也越大，所需截面及配筋也越多，形成一種惡性循環(huán)，不僅難以保證安全，且大大提高了建筑造價(jià)。針對(duì)上述問(wèn)題，之后出現(xiàn)了一種以“減”為途徑的地震抵御方法，即在建筑結(jié)構(gòu)上設(shè)置控制裝置，其中耗能減震技術(shù)是最有效的途徑之一，如圖1所示，為現(xiàn)有的建筑抗震耗能裝置，主要包括屈曲約束支撐1’，其通過(guò)上節(jié)點(diǎn)2’和下節(jié)點(diǎn)3’與建筑結(jié)構(gòu)連接?？梢匀嫣岣邆鹘y(tǒng)的支撐框架在中震和大震下的抗震性能。然而屈曲約束支撐的長(zhǎng)度和截面往往較大，不適宜在較小的空間中使用，具有一定的局限性，同時(shí)對(duì)于承載力、變形值和剛度的調(diào)整范圍有限，未能切實(shí)滿足建筑結(jié)構(gòu)在正常使用和極限狀態(tài)時(shí)對(duì)抗側(cè)剛度和耗能的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服以上不足，提供了一種適用范圍大，且承載力、變形值和剛度可調(diào)的可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置，包括鋼軸、蝶形彈簧組、鋼套和連接頭，所述連接頭設(shè)于所述鋼套的兩端，所述蝶形彈簧組套設(shè)在所述鋼軸外周，所述鋼軸的一端和蝶形彈簧組設(shè)于所述鋼套內(nèi)，鋼軸的另一端伸出鋼套與所述連接頭連接，所述鋼軸的兩端分別設(shè)有預(yù)緊件。
[0006]優(yōu)選的，所述預(yù)緊件為預(yù)緊螺母，所述鋼軸的兩端分別設(shè)有與所述預(yù)緊螺母相適配的螺紋。
[0007]優(yōu)選的，所述鋼軸每端的預(yù)緊螺母數(shù)量為兩個(gè)。
[0008]優(yōu)選的，所述蝶形彈簧組由若干蝶形彈簧同向/正反向疊合而成。
[0009]優(yōu)選的，所述蝶形彈簧組設(shè)有兩組。
[0010]優(yōu)選的，兩組所述蝶形彈簧組之間設(shè)有剛軸套，所述剛軸套與所述鋼軸滑動(dòng)連接。
[0011]優(yōu)選的，所述軸套的其中一端和連接頭之間還設(shè)有剛性支撐。
[0012]優(yōu)選的，所述剛性支撐采用金屬材料制成。
[0013]本發(fā)明提供的可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置，包括鋼軸、蝶形彈簧組、鋼套和連接頭，所述連接頭設(shè)于所述鋼套的兩端，所述蝶形彈簧組套設(shè)在所述鋼軸外周，所述鋼軸的一端和蝶形彈簧組設(shè)于所述鋼套內(nèi)，鋼軸的另一端伸出鋼套與所述連接頭連接，所述鋼軸的兩端分別設(shè)有預(yù)緊件。通過(guò)調(diào)整蝶形彈簧組中蝶形彈簧的數(shù)量可以實(shí)現(xiàn)對(duì)承載力和變形值的調(diào)節(jié)，通過(guò)在鋼軸兩端設(shè)置預(yù)緊件對(duì)蝶形彈簧組施加預(yù)緊力，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生形變時(shí)，通過(guò)鋼套或預(yù)緊件擠壓蝶形彈簧組使其產(chǎn)生形變，達(dá)到抗側(cè)和耗能的作用；此外通過(guò)鋼軸和預(yù)緊件的固定作用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置剛度的調(diào)節(jié)，以滿足建筑結(jié)構(gòu)在正常使用和極限狀態(tài)時(shí)對(duì)抗側(cè)剛度和耗能的要求。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是現(xiàn)有的建筑抗震耗能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2本發(fā)明的可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3本發(fā)明的可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置一具體實(shí)施例與抗側(cè)墻體組合使用的狀態(tài)圖；
[0017]圖4本發(fā)明的可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置一具體實(shí)施例單獨(dú)使用的狀態(tài)圖；
[0018]圖5本發(fā)明的可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置一具體實(shí)施例增加剛性支撐的使用狀態(tài)圖。
[0019]圖1中所示:1’、屈曲約束支撐；2’、上節(jié)點(diǎn)；3’、下節(jié)點(diǎn)。
[0020]圖2-5中所示:1、鋼軸；2、蝶形彈簧組；3、鋼套；4、連接頭；5、預(yù)緊件；6、建筑結(jié)構(gòu)；61、抗側(cè)墻體；7硐_套；8、剛性支撐。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述:
[0022]如圖2-5所示，本發(fā)明提供一種可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置，包括鋼軸1、蝶形彈簧組2、鋼套3和連接頭4，所述連接頭4設(shè)于所述鋼套3的兩端，所述蝶形彈簧組2套設(shè)在所述鋼軸1外周，所述鋼軸1的一端和蝶形彈簧組2設(shè)于所述鋼套3內(nèi)，鋼軸1的另一端伸出鋼套3與所述連接頭4連接，如圖2所示，即鋼軸1的左側(cè)設(shè)于鋼套3內(nèi)，右側(cè)伸出鋼套3外與連接頭4連接。所述鋼軸1的兩端分別設(shè)有預(yù)緊件5，具體的，蝶形彈簧組2由若干蝶形彈簧組成，其中蝶形彈簧的數(shù)量決定該裝置的承載力和變形值，因此根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)6不同部位的抗震需求，配置碟形彈簧的規(guī)格和數(shù)量；連接頭4用于連接裝置和建筑結(jié)構(gòu)6，其與建筑結(jié)構(gòu)6之間鉸接或剛接連接，預(yù)緊件5用于對(duì)蝶形彈簧組2產(chǎn)生一個(gè)預(yù)緊力，同時(shí)通過(guò)和鋼軸1的固定作用，可實(shí)現(xiàn)裝置剛度的調(diào)節(jié)，以滿足建筑結(jié)構(gòu)在正常使用和極限狀態(tài)時(shí)對(duì)抗側(cè)剛度和耗能的要求。
[0023]優(yōu)選的，所述預(yù)緊件5為預(yù)緊螺母，所述鋼軸1的兩端分別設(shè)有與所述預(yù)緊螺母相適配的螺紋，通過(guò)設(shè)定預(yù)緊螺母和螺紋的相對(duì)位置可對(duì)蝶形彈簧組2施加預(yù)緊力，滿足其在正常狀態(tài)下的使用要求，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生形變時(shí)，通過(guò)連接頭4傳遞形變，如圖2所示，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)6向左拉伸時(shí)，連接頭4拉動(dòng)鋼套3向左擠壓蝶形彈簧組2使其發(fā)生形變，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)6向右拉伸時(shí)，右側(cè)的連接頭4拉動(dòng)鋼軸1左側(cè)的預(yù)緊件5向右擠壓蝶形彈簧組2使其發(fā)生形變，以達(dá)到抗側(cè)和耗能的作用。優(yōu)選的，所述鋼軸1每端的預(yù)緊螺母數(shù)量為兩個(gè)，位于外側(cè)的預(yù)緊螺母與鋼軸1之間相互配合達(dá)到固定的作用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置剛度的調(diào)節(jié)，以滿足建筑結(jié)構(gòu)6在正常使用和極限狀態(tài)時(shí)對(duì)抗側(cè)剛度和耗能的要求。
[0024]優(yōu)選的，所述蝶形彈簧組2由若干蝶形彈簧同向/異向疊合而成，在本實(shí)施例中，每組蝶形彈簧組2由12個(gè)蝶形彈簧疊合而成，其中每三個(gè)蝶形彈簧同向疊合后成為一小組，相鄰兩個(gè)小組之間采用異向疊合，最終形成蝶形彈簧組2，當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)6不同部位配置蝶形彈簧的數(shù)量和疊合方式，以達(dá)到抗震需求。
[0025]優(yōu)選的，所述蝶形彈簧組2設(shè)有兩組，兩組所述蝶形彈簧組2之間設(shè)有剛軸套7，所述剛軸套7與所述鋼軸1滑動(dòng)連接。具體的，剛軸套7套設(shè)在鋼軸1外周，用于鋼軸1兩端的形變值和承載力，同時(shí)進(jìn)一步調(diào)節(jié)蝶形彈簧組2的預(yù)緊力，剛軸套7的長(zhǎng)度可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。如圖3所示，該可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置可以與建筑結(jié)構(gòu)6自身的抗側(cè)墻體61結(jié)合在一起使用，將該裝置的一端嵌入抗側(cè)墻體61內(nèi)，與其成為一體，另一端通過(guò)連接頭4與建筑結(jié)構(gòu)6鉸接或剛性連接；如圖4所示，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)6空間尺寸較小時(shí)，該可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置可以單獨(dú)使用，即通過(guò)兩端的連接頭4與建筑結(jié)構(gòu)6鉸接或剛性連接，以達(dá)到抗側(cè)和耗能的效果，提高建筑結(jié)構(gòu)6的抗震能力。
[0026]如圖5所示，所述軸套3的其中一端和連接頭4之間還設(shè)有剛性支撐8，優(yōu)選的，所述剛性支撐8采用金屬材料制成，強(qiáng)度大，穩(wěn)定性好，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)6空間尺寸較大時(shí)，通過(guò)設(shè)置剛性支撐8提高該裝置的長(zhǎng)度，以滿足建筑結(jié)構(gòu)6的大空間需要，此時(shí)剛性支撐8與軸套3 —體成型，并通過(guò)連接頭4與建筑結(jié)構(gòu)6鉸接或剛性連接。
[0027]綜上所述，本發(fā)明提供的可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置，包括鋼軸1、蝶形彈簧組2、鋼套3和連接頭4，所述連接頭4設(shè)于所述鋼套3的兩端，所述蝶形彈簧2組套設(shè)在所述鋼軸1外周，所述鋼軸1的一端和蝶形彈簧組2設(shè)于所述鋼套3內(nèi)，鋼軸1的另一端伸出鋼套3與所述連接頭4連接，所述鋼軸1的兩端分別設(shè)有預(yù)緊件5。通過(guò)調(diào)整蝶形彈簧組2中蝶形彈簧的數(shù)量可以實(shí)現(xiàn)對(duì)承載力和變形值的調(diào)節(jié)，通過(guò)在鋼軸1兩端設(shè)置預(yù)緊件5對(duì)蝶形彈簧組2施加預(yù)緊力，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)6發(fā)生形變時(shí)，通過(guò)鋼套3或預(yù)緊件5擠壓蝶形彈簧組2使其產(chǎn)生形變，達(dá)到抗側(cè)和耗能的作用；此外通過(guò)鋼軸1和預(yù)緊件5的固定作用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置剛度的調(diào)節(jié)，以滿足建筑結(jié)構(gòu)6在正常使用和極限狀態(tài)時(shí)對(duì)抗側(cè)剛度和耗能的要求。
[0028]雖然說(shuō)明書(shū)中對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但這些實(shí)施方式只是作為提示，不應(yīng)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種省略、置換和變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置，其特征在于，包括鋼軸、蝶形彈簧組、鋼套和連接頭，所述連接頭設(shè)于所述鋼套的兩端，所述蝶形彈簧組套設(shè)在所述鋼軸外周，所述鋼軸的一端和蝶形彈簧組設(shè)于所述鋼套內(nèi)，鋼軸的另一端伸出鋼套與所述連接頭連接，所述鋼軸的兩端分別設(shè)有預(yù)緊件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置，其特征在于，所述預(yù)緊件為預(yù)緊螺母，所述鋼軸的兩端分別設(shè)有與所述預(yù)緊螺母相適配的螺紋。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置，其特征在于，所述鋼軸每端的預(yù)緊螺母數(shù)量為兩個(gè)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置，其特征在于，所述蝶形彈簧組由若干蝶形彈簧同向/異向疊合而成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置，其特征在于，所述蝶形彈簧組設(shè)有兩組。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置，其特征在于，兩組所述蝶形彈簧組之間設(shè)有剛軸套，所述剛軸套與所述鋼軸滑動(dòng)連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置，其特征在于，所述軸套的其中一端和連接頭之間還設(shè)有剛性支撐。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置，其特征在于，所述剛性支撐采用金屬材料制成。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種可調(diào)整承載力、變形值和剛度的建筑抗震耗能裝置，包括鋼軸、蝶形彈簧組、鋼套和連接頭，所述連接頭設(shè)于所述鋼套的兩端，所述蝶形彈簧組套設(shè)在所述鋼軸外周，所述鋼軸的一端和蝶形彈簧組設(shè)于所述鋼套內(nèi)，鋼軸的另一端伸出鋼套與所述連接頭連接，所述鋼軸的兩端分別設(shè)有預(yù)緊件。通過(guò)調(diào)整蝶形彈簧組中蝶形彈簧的數(shù)量可以實(shí)現(xiàn)對(duì)承載力和變形值的調(diào)節(jié)，通過(guò)在鋼軸兩端設(shè)置預(yù)緊件對(duì)蝶形彈簧組施加預(yù)緊力，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生形變時(shí)，通過(guò)鋼套或預(yù)緊件擠壓蝶形彈簧組使其產(chǎn)生形變，達(dá)到抗側(cè)和耗能的作用；此外通過(guò)鋼軸和預(yù)緊件的固定作用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置剛度的調(diào)節(jié)，以滿足建筑結(jié)構(gòu)在正常使用和極限狀態(tài)時(shí)對(duì)抗側(cè)剛度和耗能的要求。
【IPC分類(lèi)】E04B1/98
【公開(kāi)號(hào)】CN105239693
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510735734
【發(fā)明人】吳欣之, 孫繼輝, 畢偉麟, 賈寶榮, 夏涼風(fēng), 徐佳樂(lè), 丁軍, 李冀清
【申請(qǐng)人】上海市機(jī)械施工集團(tuán)有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月2日