一种可实现自恢复的钢结构铰接装置的制作方法

本实用新型属于建筑结构用装置领域，特别涉及一种能够在保证总体结构具有变形能力的同时，又保证了结构的刚度，且能通过变形释放温度应力的双缝合一的变形装置。

背景技术：

伸缩缝：建筑构件因温度和湿度等因素的变化会产生胀缩变形，为此，通常在建筑物适当的部位设置垂直缝隙，自基础以上将房屋的墙体、楼板层、 屋顶等构件断开，将建筑物分离成几个独立的部分。为克服过大的温度差而设置的缝，基础可不断开，从基础顶面至屋顶沿结构断开。

抗震缝：为使建筑物较规则，以期有利于结构抗震而设置的缝，基础可不断开。它的设置目的是将大型建筑物分隔为较小的部分，形成相对独立的防震单元，避免因地震造成建筑物整体震动不协调，而产生破坏。该缝一般设置在结构变形的敏感部位，沿着房屋基础顶面全面设置，使得建筑分成若干刚度均匀的单元独立变形。

建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。一般设计时均要求布置规则，如实际情况确不允许时，才需要设置抗震缝。抗震缝一般用于布置不规则的高层建筑或结构体系发生改变处。常见于利用伸缩，沉降缝兼作抗震缝。

根据结构技术措施（09版）《结构体系》的规定：最大伸缩缝区段长度可达150mm，高层钢结构一般不设伸缩缝，一般也不设防震缝，如果设置了沉降缝或伸缩缝，应该满足抗震缝的宽度要求。具体可见《抗震规范》。由于钢结构在结构形式和材料商的特殊性，一般不设置变形缝，但工程实际表明，巨型钢结构在运行过程中因大变形常导致钢结构的失稳或失效。

技术实现要素：

本实用新型目的在于针对现有技术的缺陷提供一种在钢结构中可实现自恢复的抗震缝与伸缩缝合二为一且不破坏其刚度和稳定性的钢结构铰接装置。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：一种可实现自恢复的钢结构铰接装置，包括基座和活动件，活动件由依次连接的右顶板、不锈钢板、平面聚四氟乙烯板、中间钢板组成；基座为盆式固定支承面，由球面聚四氟乙烯板、橡胶密封圈、左顶板组成；所述的球面聚四氟乙烯板为内凹盆式结构，所述中间钢板为与内凹盆式结构配合的外凸形结构，所述活动件通过中间钢板与基座的球面聚四氟乙烯板不接触的设置在一起，中间钢板与球面聚四氟乙烯板之间填充橡胶块。

进一步地，所述外凸形结构的中间钢板配合伸入内凹盆式结构球面聚四氟乙烯板内，球面聚四氟乙烯板与中间钢板之间留有缝隙，缝隙中填充设置橡胶块。

进一步地，所述的球面聚四氟乙烯板固定设置在左顶板上。

进一步地，所述不锈钢板与右顶板之间采用固结，不锈钢板与平面聚四氟乙烯板之间用五个沉头螺栓连接。

进一步地，所述平面聚四氟乙烯板与中间钢板之间采用榫接，所述中间钢板与平面聚四氟乙烯板接触一侧设置有凹槽，平面聚四氟乙烯板嵌入中间钢板的凹槽内从而形成竖向的滑移面。

进一步地，所述的橡胶密封圈设置在球面聚四氟乙烯板的端部内侧，与中间钢板接触连接，使球面聚四氟乙烯板与中间钢板之间的缝隙密封。

本实用新型变形缝设置结构体系，在保证总体结构具有变形能力的同时，又保证了结构的刚度，且能通过变形释放温度应力。结构体系中通过双缝合一的设置方式从而实现一组花瓣状结构单元的自由伸缩最终实现能量消纳，解决了大部分钢结构建筑不能设置变形缝的难题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型活动件的部分结构示意图；

图3为利用本实用新型铰接的钢结构建筑部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示的一种可实现自恢复的钢结构铰接装置，包括基座1和活动件2，活动件由依次连接的右顶板21、不锈钢板22、平面聚四氟乙烯板23、中间钢板24组成；基座为盆式固定支承面，由球面聚四氟乙烯板12、橡胶密封圈13、左顶板11组成；所述的球面聚四氟乙烯板12为内凹盆式结构，所述中间钢板24为与内凹盆式结构配合的外凸形结构，所述活动件2通过中间钢板24与基座1的球面聚四氟乙烯板12不接触的设置在一起，中间钢板与球面聚四氟乙烯板之间填充橡胶块3。

进一步地，所述外凸形结构的中间钢板24配合伸入内凹盆式结构球面聚四氟乙烯板12内，球面聚四氟乙烯板12与中间钢板24之间留有缝隙4，缝隙4中填充设置橡胶块3。

进一步地，所述的球面聚四氟乙烯板21固定设置在左顶板11上。

进一步地，如图2所示，所述不锈钢板22与右顶板21之间采用固结，不锈钢板22与平面聚四氟乙烯板23之间用五个沉头螺栓25连接。

进一步地，所述平面聚四氟乙烯板23与中间钢板24之间采用榫接，所述中间钢板24与平面聚四氟乙烯板23接触一侧设置有凹槽，平面聚四氟乙烯板23嵌入中间钢板24的凹槽内从而形成竖向的滑移面。

进一步地，所述的橡胶密封圈13设置在球面聚四氟乙烯板12的端部内侧，与中间钢板24接触连接，使球面聚四氟乙烯板12与中间钢板24之间的缝隙4密封。

本实用新型利用被半封闭在钢制盆腔内的弹性橡胶体，橡胶块3填充于中间钢板24和球面聚四氟乙烯板12之间的缝隙4中，在三向受力状态下具有流体性的特点，来实现活动件2结构的转动，由于活动件2与左边基座1可活动的连接在一起，类似于关节的仿生结构，活动件2可以在外力作用下进行转动；同时依靠中间钢板24与平面聚四氟乙烯板23之间榫接产生的低摩擦系数来实现图1中右部结构的竖直位移，使基座1所受的剪切应力不再由橡胶块3全部承担，而间接作用于中间钢板24与聚四氟乙烯板23之间的滑移面上。橡胶密封圈13的作用为防止灰尘侵入聚四氟乙烯板表面，影响支座的滑动性能。

图3为利用本实用新型铰接的钢结构建筑的一部分结构示意图，图中6即为本实用新型的安装位置，当受到环向压应力或附加的温度应力时，铰接装置的活动件2和基座1间的距离会减小，当受到环向拉应力或附加的温度应力时，铰接装置的活动件2和基座1间的距离会增大，当应力撤去，铰接装置在弹性橡胶体的作用下，距离逐渐恢复，从而实现钢结构铰接装置的自恢复。