一种可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑结构技术领域，具体涉及一种可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置。
【背景技术】
[0002]地震作为自然灾害之一，给人类的生存和发展造成了极大的威胁，并造成了极大的损失。我国位于环大平洋火山地震带西部，是世界上地震灾害最严重的国家之一，做好抗震减灾工作具有重大的意义。随着城市人口越来越多，建筑的楼层越来越高，如今关于建筑的防震抗震技术受到了越来越多人的关注。
[0003]最初抗御地震以“抗”为主要途径，通过增大结构截面和配筋来抵抗地震，该方法的结果是截面越大，地震作用也越大，所需截面及配筋也越多，形成一种恶性循环，不仅难以保证安全，且大大提高了建筑造价。针对上述问题，之后出现了一种以“减”为途径的地震抵御方法，即在建筑结构上设置控制装置，其中耗能减震技术是最有效的途径之一，如图1所示，为现有的建筑抗震耗能装置，主要包括屈曲约束支撑1’，其通过上节点2’和下节点3’与建筑结构连接。可以全面提高传统的支撑框架在中震和大震下的抗震性能。然而屈曲约束支撑的长度和截面往往较大，不适宜在较小的空间中使用，具有一定的局限性，同时对于承载力、变形值和刚度的调整范围有限，未能切实满足建筑结构在正常使用和极限状态时对抗侧刚度和耗能的要求。
【发明内容】
[0004]本发明为了克服以上不足，提供了一种适用范围大，且承载力、变形值和刚度可调的可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置，包括钢轴、蝶形弹簧组、钢套和连接头，所述连接头设于所述钢套的两端，所述蝶形弹簧组套设在所述钢轴外周，所述钢轴的一端和蝶形弹簧组设于所述钢套内，钢轴的另一端伸出钢套与所述连接头连接，所述钢轴的两端分别设有预紧件。
[0006]优选的，所述预紧件为预紧螺母，所述钢轴的两端分别设有与所述预紧螺母相适配的螺纹。
[0007]优选的，所述钢轴每端的预紧螺母数量为两个。
[0008]优选的，所述蝶形弹簧组由若干蝶形弹簧同向/正反向叠合而成。
[0009]优选的，所述蝶形弹簧组设有两组。
[0010]优选的，两组所述蝶形弹簧组之间设有刚轴套，所述刚轴套与所述钢轴滑动连接。
[0011]优选的，所述轴套的其中一端和连接头之间还设有刚性支撑。
[0012]优选的，所述刚性支撑采用金属材料制成。
[0013]本发明提供的可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置，包括钢轴、蝶形弹簧组、钢套和连接头，所述连接头设于所述钢套的两端，所述蝶形弹簧组套设在所述钢轴外周，所述钢轴的一端和蝶形弹簧组设于所述钢套内，钢轴的另一端伸出钢套与所述连接头连接，所述钢轴的两端分别设有预紧件。通过调整蝶形弹簧组中蝶形弹簧的数量可以实现对承载力和变形值的调节，通过在钢轴两端设置预紧件对蝶形弹簧组施加预紧力，当建筑结构发生形变时，通过钢套或预紧件挤压蝶形弹簧组使其产生形变，达到抗侧和耗能的作用；此外通过钢轴和预紧件的固定作用，可实现对装置刚度的调节，以满足建筑结构在正常使用和极限状态时对抗侧刚度和耗能的要求。
【附图说明】
[0014]图1是现有的建筑抗震耗能装置的结构示意图；
[0015]图2本发明的可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置一具体实施例的结构示意图；
[0016]图3本发明的可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置一具体实施例与抗侧墙体组合使用的状态图；
[0017]图4本发明的可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置一具体实施例单独使用的状态图；
[0018]图5本发明的可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置一具体实施例增加刚性支撑的使用状态图。
[0019]图1中所示:1’、屈曲约束支撑；2’、上节点；3’、下节点。
[0020]图2-5中所示:1、钢轴；2、蝶形弹簧组；3、钢套；4、连接头；5、预紧件；6、建筑结构；61、抗侧墙体；7硐_套；8、刚性支撑。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明作详细描述:
[0022]如图2-5所示，本发明提供一种可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置，包括钢轴1、蝶形弹簧组2、钢套3和连接头4，所述连接头4设于所述钢套3的两端，所述蝶形弹簧组2套设在所述钢轴1外周，所述钢轴1的一端和蝶形弹簧组2设于所述钢套3内，钢轴1的另一端伸出钢套3与所述连接头4连接，如图2所示，即钢轴1的左侧设于钢套3内，右侧伸出钢套3外与连接头4连接。所述钢轴1的两端分别设有预紧件5，具体的，蝶形弹簧组2由若干蝶形弹簧组成，其中蝶形弹簧的数量决定该装置的承载力和变形值，因此根据建筑结构6不同部位的抗震需求，配置碟形弹簧的规格和数量；连接头4用于连接装置和建筑结构6，其与建筑结构6之间铰接或刚接连接，预紧件5用于对蝶形弹簧组2产生一个预紧力，同时通过和钢轴1的固定作用，可实现装置刚度的调节，以满足建筑结构在正常使用和极限状态时对抗侧刚度和耗能的要求。
[0023]优选的，所述预紧件5为预紧螺母，所述钢轴1的两端分别设有与所述预紧螺母相适配的螺纹，通过设定预紧螺母和螺纹的相对位置可对蝶形弹簧组2施加预紧力，满足其在正常状态下的使用要求，当建筑结构发生形变时，通过连接头4传递形变，如图2所示，当建筑结构6向左拉伸时，连接头4拉动钢套3向左挤压蝶形弹簧组2使其发生形变，当建筑结构6向右拉伸时，右侧的连接头4拉动钢轴1左侧的预紧件5向右挤压蝶形弹簧组2使其发生形变，以达到抗侧和耗能的作用。优选的，所述钢轴1每端的预紧螺母数量为两个，位于外侧的预紧螺母与钢轴1之间相互配合达到固定的作用，可实现对装置刚度的调节，以满足建筑结构6在正常使用和极限状态时对抗侧刚度和耗能的要求。
[0024]优选的，所述蝶形弹簧组2由若干蝶形弹簧同向/异向叠合而成，在本实施例中，每组蝶形弹簧组2由12个蝶形弹簧叠合而成，其中每三个蝶形弹簧同向叠合后成为一小组，相邻两个小组之间采用异向叠合，最终形成蝶形弹簧组2，当然在实际应用中，根据建筑结构6不同部位配置蝶形弹簧的数量和叠合方式，以达到抗震需求。
[0025]优选的，所述蝶形弹簧组2设有两组，两组所述蝶形弹簧组2之间设有刚轴套7，所述刚轴套7与所述钢轴1滑动连接。具体的，刚轴套7套设在钢轴1外周，用于钢轴1两端的形变值和承载力，同时进一步调节蝶形弹簧组2的预紧力，刚轴套7的长度可根据需要进行设计。如图3所示，该可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置可以与建筑结构6自身的抗侧墙体61结合在一起使用，将该装置的一端嵌入抗侧墙体61内，与其成为一体，另一端通过连接头4与建筑结构6铰接或刚性连接；如图4所示，当建筑结构6空间尺寸较小时，该可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置可以单独使用，即通过两端的连接头4与建筑结构6铰接或刚性连接，以达到抗侧和耗能的效果，提高建筑结构6的抗震能力。
[0026]如图5所示，所述轴套3的其中一端和连接头4之间还设有刚性支撑8，优选的，所述刚性支撑8采用金属材料制成，强度大，稳定性好，当建筑结构6空间尺寸较大时，通过设置刚性支撑8提高该装置的长度，以满足建筑结构6的大空间需要，此时刚性支撑8与轴套3 —体成型，并通过连接头4与建筑结构6铰接或刚性连接。
[0027]综上所述，本发明提供的可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置，包括钢轴1、蝶形弹簧组2、钢套3和连接头4，所述连接头4设于所述钢套3的两端，所述蝶形弹簧2组套设在所述钢轴1外周，所述钢轴1的一端和蝶形弹簧组2设于所述钢套3内，钢轴1的另一端伸出钢套3与所述连接头4连接，所述钢轴1的两端分别设有预紧件5。通过调整蝶形弹簧组2中蝶形弹簧的数量可以实现对承载力和变形值的调节，通过在钢轴1两端设置预紧件5对蝶形弹簧组2施加预紧力，当建筑结构6发生形变时，通过钢套3或预紧件5挤压蝶形弹簧组2使其产生形变，达到抗侧和耗能的作用；此外通过钢轴1和预紧件5的固定作用，可实现对装置刚度的调节，以满足建筑结构6在正常使用和极限状态时对抗侧刚度和耗能的要求。
[0028]虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置，其特征在于，包括钢轴、蝶形弹簧组、钢套和连接头，所述连接头设于所述钢套的两端，所述蝶形弹簧组套设在所述钢轴外周，所述钢轴的一端和蝶形弹簧组设于所述钢套内，钢轴的另一端伸出钢套与所述连接头连接，所述钢轴的两端分别设有预紧件。2.根据权利要求1所述的可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置，其特征在于，所述预紧件为预紧螺母，所述钢轴的两端分别设有与所述预紧螺母相适配的螺纹。3.根据权利要求2所述的可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置，其特征在于，所述钢轴每端的预紧螺母数量为两个。4.根据权利要求1所述的可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置，其特征在于，所述蝶形弹簧组由若干蝶形弹簧同向/异向叠合而成。5.根据权利要求1所述的可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置，其特征在于，所述蝶形弹簧组设有两组。6.根据权利要求5所述的可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置，其特征在于，两组所述蝶形弹簧组之间设有刚轴套，所述刚轴套与所述钢轴滑动连接。7.根据权利要求1所述的可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置，其特征在于，所述轴套的其中一端和连接头之间还设有刚性支撑。8.根据权利要求7所述的可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置，其特征在于，所述刚性支撑采用金属材料制成。
【专利摘要】本发明公开了一种可调整承载力、变形值和刚度的建筑抗震耗能装置，包括钢轴、蝶形弹簧组、钢套和连接头，所述连接头设于所述钢套的两端，所述蝶形弹簧组套设在所述钢轴外周，所述钢轴的一端和蝶形弹簧组设于所述钢套内，钢轴的另一端伸出钢套与所述连接头连接，所述钢轴的两端分别设有预紧件。通过调整蝶形弹簧组中蝶形弹簧的数量可以实现对承载力和变形值的调节，通过在钢轴两端设置预紧件对蝶形弹簧组施加预紧力，当建筑结构发生形变时，通过钢套或预紧件挤压蝶形弹簧组使其产生形变，达到抗侧和耗能的作用；此外通过钢轴和预紧件的固定作用，可实现对装置刚度的调节，以满足建筑结构在正常使用和极限状态时对抗侧刚度和耗能的要求。
【IPC分类】E04B1/98
【公开号】CN105239693
【申请号】CN201510735734
【发明人】吴欣之, 孙继辉, 毕伟麟, 贾宝荣, 夏凉风, 徐佳乐, 丁军, 李冀清
【申请人】上海市机械施工集团有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年11月2日