拉索主动控制破断装置及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种拉索构件连接装置，具体地，涉及一种拉索主动控制破断装置及其制作方法。
【背景技术】
[0002]随着我国城市化进程不断加快，人们对于大跨度空间结构的需求日益增长，以北京奥运会、上海世博会、济南全运会、广州亚运会、深圳大运会和沈阳全运会等重要盛会为契机，为满足赛会需要以及赛会后的公共服务，我国相继建成了一大批体育场馆和展览中心等大跨度公共建筑，其中预应力空间钢结构展现了很强的生命力。预应力空间钢结构核心拉索的性能指标不仅仅影响结构拓扑关系，更影响结构整体的安全性。由于拉索由中心钢丝和外层钢丝扭捻构成，构件性能受钢丝之间的协同工作性能影响显著，拉索构件失效过程与普通钢结构构件失效过程不同。因此，在预应力空间钢结构拉索破断动力响应或者拉索破断施加冲击荷载的试验研究中，缺少可以准备模拟拉索失效过程的装备。
【发明内容】
[0003]为解决上述预应力空间钢结构拉索破断动力响应或者拉索破断施加冲击荷载的试验研究存在的突出问题，本发明提供一种拉索主动控制破断装置及其制作方法。
[0004]本发明的技术方案如下:
[0005]—种拉索主动控制破断装置，其特征在于，索主动控制破断装置分为两段，每段由索体、索头、磁铁套筒、内置磁铁、螺栓组成;索体分为两段，每段端部各依次固定连接索头和磁铁套筒，一组磁铁套筒内是电磁铁，另一组是永磁铁或电磁铁，每个磁铁套筒没有与索头固定连接的一端分别由套筒盖板将磁铁封装在磁铁套筒内，两段装置通过两盖板对接连接。
[0006]优选地，索体为钢绞线、钢丝束、钢丝绳、实心钢拉杆或空心钢管；
[0007]优选地，索头为预留磁位索头;索头与索体连接具体连接方式可以是浇铸连接，也可以是精加工螺纹连接。索头外端带有耳板，以与磁铁套筒螺栓连接，索头亦可不带有耳板，与套筒焊接连接。索头多采用圆柱体外形，亦可加工为长方体或其他形状。
[0008]磁铁套筒，由套筒筒体、端部耳板、盖板以及销钉组成。磁铁套筒与索头连接，可通过耳板螺栓连接，套筒亦可不带有耳板，采用焊接连接。盖板与筒体的连接方式除了销钉连接，还可采用螺栓连接，亦可采用焊接连接。磁铁套筒外形常采用圆柱体，亦可将其外形加工成长方体或其他形状。
[0009]电磁铁接有电源及控制器，电源形式可为直流或交流，在满足具体试验需求的前提下，控制器可采用多种形式。磁铁的形状多采用圆柱体，亦可采用长方体或其他形状。
[0010]按照设计加工各部分零件，即索体、索头、磁铁套筒、内置磁铁、螺栓。首先将索体与索头完成连接，然后连接索头与磁铁套筒，随后将磁铁放置于磁铁套筒中，最后将盖板与磁铁套筒筒体闭合连接。在使用过程中，将连有该装置的两段装置通过盖板直接对接连接，通过控制电磁铁通断电，在电磁铁磁力为零时，两端的拉索立即断开;通过控制电磁铁磁力逐步减小，使两段拉索的最大连接承载力逐步减小，两端拉索缓慢断开;从而形成了一种主动控制破断装置。用于拉索破断动力响应和拉索破断施加冲击荷载的试验研究。
[0011]本发明的有益效果是通过控制磁铁磁力的大小等效模拟拉索的极限承载力，实现拉索破断过程。特别适合于预应力空间钢结构拉索破断动力响应和拉索破断施加冲击荷载的试验研究中。
【附图说明】
[0012]图1为本发明在连接状态的三维示意图；
[0013]图2为本发明在断开状态的三维示意图；
[0014]图3为本发明在连接状态的三维纵剖面示意图；
[0015]图4为本发明中磁铁套筒与索头的连接三维示意图；
[0016]图5为本发明中磁铁套筒连接锁头后使用状态的三维示意图；
[0017]图6为本发明中拉索与索头浇铸连接的三维示意图；
[0018]图7为本发明中磁铁套筒部件的三维示意图；
[0019]图8为本发明中磁铁套筒部件的横截面示意图；
[0020]图9为本发明中永磁铁的三维示意图；
[0021]图10为本发明中电磁铁的三维示意图；
[0022]图中，1、拉索或索体;2、索头;3、索头耳板;4、磁铁套筒耳板;5、螺栓;6、磁铁套筒；
7、销钉;8、盖板;9、螺栓孔;10、永磁铁;11、电磁铁;12、直流电源;13、单片机控制器
【具体实施方式】
[0023]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0024]请参阅图1?图10，一种建筑结构拉索瞬间断开装置，该装置设置在拉索I的两个断头之间，每个断头处各有一组浇铸索头和磁铁套筒，磁铁套筒内一组是电磁铁，另一组可以是永磁铁或电磁铁。
[0025]所述拉索可以为钢绞线、钢丝束、钢丝绳、实心钢拉杆或空心钢管。所述索头包括其端部的耳板3，所述索头耳板3的图示相应位置上有螺栓孔9。所述索头可在试验现场加工，与拉索断口浇铸连接。
[0026]所述磁铁套筒包括其端部的耳板4和另一端的盖板8以及销钉7(如图7所示)，所述耳板4的图示相应位置上有螺栓孔9，索头与磁铁套筒通过耳板3和耳板4使用螺栓5连接，耳板3与耳板4上的螺栓孔大小和位置应一致。所述盖板8的尺寸应与筒体尺寸一致，由销钉7固定盖板8，使套筒处于闭合状态，保证内部永磁铁1或电磁铁11的正常使用。
[0027]所述电磁铁包括其后部电线连接的直流电源12与单片机控制器13(如图10所示)，所述直流电源12的电量大小应保证试验中电磁铁的磁力要求，所述单片机控制器13中所编程序为磁力按一定幅度均匀减小，具体由试验需求决定，单片机控制器13可通过遥控无线控制。
[0028]制作时，索头及磁铁套筒采用常用建筑钢材如Q235、Q345等，根据拉索I尺寸合理确定索头2的大小，二者浇铸连接。索头耳板3与磁铁套筒耳板4对正贴合，通过螺栓5连接。根据索力F的大小选用抗拉螺栓5，螺栓尺寸及强度应满足3iri2ft > F/n，其中η为螺栓杆半径，ft为螺栓