专利名称：峰值形变仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种峰值形变仪。
背景技术：
混凝土框架结构在强烈地震作用下，层间产生较大的相对变形，进而在梁 柱节点附近的梁端或柱端出现塑性铰。有些结构出现塑性铰后有明显的残留变 形(歪斜)；有些尽管出现了塑性铰，但震后柱子并不歪斜，特别是有吊顶及 包柱装修时，目测难以发现塑性铰，也就难以快速判断结构是否发生了严重的 损伤，无法判断倒塌的危险性，这就给震后搜救工作带来很大威胁。如果搜救 人员贸然进入已经严重受损的结构，在余震或其他扰动作用下，结构发生了倒 塌，必将造成新的伤亡。这时如果有某、中仪器(仪表)能够显示该结构在地震 作用下出现过的层间位移最大值(即峰值形变)，不管它有无歪斜，都能定量 地判断其损伤程度，从而为搜救决策提供科学依据，保护搜救人员的人身安全， 那是非常必要的。此外，震区已经严重损伤的结构(出现歪斜或局部倒塌等) 经常是搜救的重点对象，在搜救人员进入前，快速在关键节点布设某种仪器(仪 表)，能够监视该结构在余震或挖掘扰动影响下是否继续倾斜，对于及早报警， 以便做出是否撤出的决策也十分必要。然而，现有技术中没有提供一种能安装 在梁柱节点处的仪器，用以判断混凝土框架结构在强烈地震作用下是否发生了 严重的损伤或判断己经严重损伤的结构在余震或挖掘扰动影响下是否继续倾 斜
发明内容
本发明的目的是提供一种能安装在结构梁柱节点处的峰值形变仪，用以判 断混凝土框架结构在强烈地震作用下是否发生了严重的损伤或判断已经严重 损伤的结构在余震或挖掘扰动影响下是否继续倾斜。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是本发明所述峰值形变仪包 括基座、轴、轴套、转轮、刻度圆盘、指针、调节螺母和测量绳；所述基座由
基板和筒体构成，筒体的一端面与基板固接在一起，轴套设置在基座内且轴套 一端面与基板固接，轴的一端插装在轴套内，转轮位于基座内且固装在轴上， 刻度圆盘盖在筒体的另一端面上并与其固接，轴的另一端穿出刻度圆盘的中心 孔露在外面，指针位于基座的外部并固装在轴上，调节螺母与轴露在外面的另 一端螺纹连接，测量绳的一端固接在转轮的侧壁上，测量绳的另一端穿出基座
露在外面。
本发明具有以下有益效果本发明具有结构简单、操作方便的优点。在地 震前，将本发明安装在测试部位，发生地震后，通过本发明可定量获得该结构 在地震作用下出现过的层间位移最大值，不管它有无歪斜，都能定量地判断其 损伤程度，从而为搜救决策提供科学依据，保护搜救人员的人身安全。此外， 震区已经严重损伤的结构(出现歪斜或局部倒塌等)经常是搜救的重点对象， 在搜救人员进入前，快速在关键节点布设本发明，就能够监视该结构在余震或 挖掘扰动影响下是否继续倾斜，可及早报警，以便做出是否撤出的决策。
图1是本发明的整体装配图，图2是图1的左视图(去掉刻度圆盘2和指 针8)，图3是图1的左视图，图4是轴套4的结构示意图，图5是图4的左 剖视图，图6是本发明所述峰值形变仪的安装示意图，图7是峰值形变仪工作原理图，图8是图7的A部放大图。
具体实施例方式
具体实施方式
一如图1 图5所示，本实施方式所述峰值形变仪包括基 座l、轴3、轴套4、转轮ll、刻度圆盘2、指针8、调节螺母7和测量绳12; 所述基座1由基板1-1和筒体1-2构成，筒体1-2的一端面与基板1-1固接在 一起，轴套4设置在基座1内且轴套4 一端面与基板1-1固接，轴3的一端插 装在轴套4内，转轮ll位于基座l内且固装在轴3上，刻度圆盘2盖在筒体 1-2的另一端面上并与其固接，轴3的另一端穿出刻度圆盘2的中心孔露在外 面，指针8位于基座1的外部并固装在轴3上，调节螺母7与轴3露在外面的 另一端螺纹连接，测量绳12的一端固接在转轮11的侧壁上，测量绳12的另 一端穿出基座1露在外面。
经调整后，使测量绳12 (钢丝)正好绕转轮ll的侧壁缠绕一圈。当绕在 转轮11上一圈的测量绳被完全拉出来的时候，刻度圆盘2上的指针正好转动 一周。在使用时，可将峰值形变仪16 (本发明)固装在柱14上，测量绳12 的另一端与梁15连接，如图6所示。
具体实施方式
二如图1 图5所示，本实施方式所述转轮11的侧壁上 开有凹槽11-1。在转轮11的侧壁开有凹槽11-1，便于测量绳12的缠绕。其它 组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三如图1 图5所示，本实施方式在基板1-1的圆周边缘 上均布设有四个安装固定孔13。，其它组成及连接关系与具体实施方式
一或二 相同。
具体实施方式
四如图1 图5所示，本实施方式所述峰值形变仪还包限位件5，所述限位件5设置在轴套4的侧壁上。轴套4对轴3有径向定位和 支撑的作用，限位件5对轴3有轴向定位的作用，从而提高本发明的测量精度。 其它组成及连接关系与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
五如图1 图5所示，本实施方式所述峰值形变仪还包括 外套筒10、有机玻璃罩9和内套筒6，有机玻璃罩9安装在位于调节螺母7 和指针8之间的轴3上，内套筒6设置在有机玻璃罩9和刻度圆盘2之间，外 套筒10依次套装在机玻璃罩9、内套筒6、刻度圆盘2和筒体l-2上，且外套 筒10与筒体l-2固接。外套筒IO、有机玻璃罩9和内套筒6可使本发明的整 体结构更加稳固，有机玻璃罩9可起到保护刻度圆盘2和指针8的作用。其它 组成及连接关系与具体实施方式
一或二相同。
工作原理
峰值形变仪按照图6所示安装在梁柱节点附近，在地震作用下，梁15发 生"蛇形"挠曲变形，柱14发生水平向往复侧移变形，如图7所示，在这样 的变形过程中，两端分别固定在梁、柱上的斜拉线就会伸长、縮短。峰值形变 仪系一利用摩擦机制的同轴机构，能够记录上述变形过程中的最大拉伸量，该 拉伸量与最大层间位移d成比例。在图7所示的几何关系中，
其中
3:框架对角线最大伸长量(单位mm); (i :框架最大层间位移(单位mm);
<9 :柱、梁和对角线构成的直角三角形中的一个锐角(图8所示)。
具体安装时，峰值形变仪按图7所示使拉线与对角线平行，则有如下几何关系
其中-
^:峰值形变仪测量值(mm);
~ :峰值形变仪安装点到梁柱轴线交点的距离(mm); 〃 柱高(mm)。
通过标定，可以获得最大层间位移d与塑性铰严重程度的关系(实际上，
结构抗震设计规范中已经列出了层间位移角与结构是否倒塌的关系)，根据(i
与J之间的几何关系，可以确定不同f值对应的结构危险性。据此，在峰值 形变仪表盘上用不同颜色表示遭受过地震破坏的结构安全性。
本发明的技术指标为
记录变形形式框架结构最大层间变形值；测量范围0-80mm; 最小分度0.2mm;工作环境温度一25。C ~十65。C;相对湿度(RH):0 900/o; 尺寸①148mmX51mm;重量0.95kg。
使用方法
1、 峰值形变仪安装示意图见图6。四个安装孔直径为5mm，安装孔中心 所在的同心圆直径138mm。先把峰值形变仪固定在测试部位上，测量绳沿对 角线方向(大约为45° )上固定，使指针指在零位附近。
2、 取下调节杆螺帽，用一字锣刀逆时针慢慢转动调节杆(轴3)，当感觉 到测量绳受到了拉力，并且松开调节杆时指针会向顺时针方向微微转动，这时 记下指针读数，即为变形初读数(mm)。
3、 试验之后，读出变形终读数(mm)。
4、 最大变形值f=变形终读数(mm) _变形初读数(mm)。
权利要求
1、一种峰值形变仪，其特征在于所述峰值形变仪包括基座(1)、轴(3)、轴套(4)、转轮(11)、刻度圆盘(2)、指针(8)、调节螺母(7)和测量绳(12)；所述基座(1)由基板(1-1)和筒体(1-2)构成，筒体(1-2)的一端面与基板(1-1)固接在一起，轴套(4)设置在基座(1)内且轴套(4)一端面与基板(1-1)固接，轴(3)的一端插装在轴套(4)内，转轮(11)位于基座(1)内且固装在轴(3)上，刻度圆盘(2)盖在筒体(1-2)的另一端面上并与其固接，轴(3)的另一端穿出刻度圆盘(2)的中心孔露在外面，指针(8)位于基座(1)的外部并固装在轴(3)上，调节螺母(7)与轴(3)露在外面的另一端螺纹连接，测量绳(12)的一端固接在转轮(11)的侧壁上，测量绳(12)的另一端穿出基座(1)露在外面。
2、 根据权利要求1所述的一种峰值形变仪，其特征在于所述转轮11的 侧壁上开有凹槽ll-l。
3、 根据权利要求1或2所述的一种峰值形变仪，其特征在于在基板(l-l) 的圆周边缘上均布设有四个安装固定孔(13)。
4、 根据权利要求1或2所述的一种峰值形变仪，其特征在于所述峰值 形变仪还包括限位件(5)，所述限位件(5)设置在轴套(4)的侧壁上。
5、 根据权利要求1或2所述的一种峰值形变仪，其特征在于所述峰值 形变仪还包括外套筒(10)、有机玻璃罩(9)和内套筒(6)，有机玻璃罩(9) 安装在位于调节螺母(7)和指针(8)之间的轴(3)上，内套筒(6)设置在 有机玻璃罩(9)和刻度圆盘(2)之间，外套筒(10)依次套装在机玻璃钢罩(9)、内套筒(6)、刻度圆盘(2)和筒体(1-2)上，且外套筒(10)与筒体 (1-2)固接。
全文摘要
峰值形变仪，它涉及一种峰值形变仪。本发明用以判断混凝土框架结构在强烈地震作用下是否发生了严重的损伤或判断已经严重损伤的结构在余震或挖掘扰动影响下是否继续倾斜。轴套设置在基座内且轴套一端面与基板固接，轴的一端插装在轴套内，转轮位于基座内且固装在轴的中部上，刻度圆盘盖在筒体的另一端面上并与其固接，轴的另一端穿出刻度圆盘的中心，指针位于基座的外部并固装在轴上，调节螺母与轴的另一端部螺纹连接，测量绳的一端固接在转轮的侧壁上，测量绳的另一端穿出基座露在外面。本发明具有结构简单、操作方便的优点。使用本发明可定量获得在地震作用下建筑结构出现过的层间位移最大值。
文档编号G01B5/02GK101526331SQ20091007171
公开日2009年9月9日 申请日期2009年4月3日 优先权日2009年4月3日
发明者郑志华, 迅 郭 申请人:中国地震局工程力学研究所