[发明专利]一种沿拉索轴向布置的耗能元件

说明书

技术领域

本发明属于建筑结构技术领域，涉及一种土木工程抗震减灾的耗能元件，具体的说，是涉及一种沿拉索轴向布置的耗能元件。

背景技术

随着工程技术的不断进步，以及材料工艺的发展，预应力拉索在建筑结构及桥梁工程中的作用日益被工程技术人员所认识和掌握，预应力拉索的索材也日趋多样化，有钢丝绳索体、钢绞线索体、钢丝束索体和钢拉杆索体，带有预应力拉索的结构越来越多地应用在大跨度公共与工业建筑及大跨度桥梁工程中，如体育馆、航站楼、表演场、会展中心、大型商业中心、大跨度斜拉桥等。国内著名的预应力拉索结构有：上海新国际博览中心的展览大厅，其以预应力拉杆作为抗风支撑；杭州黄龙体育中心，其以斜拉索吊挂看台顶棚；苏通大桥，主跨跨径达到1088米，是世界位居第二大跨径的斜拉桥。

现有拉索耗能元件都是沿拉索横向布置，以减小拉索在风、风雨和支承端位移激励下发生的横向振动。对于预应力拉索结构，在地震或风灾过程中预应力拉索的内力会发生较大的浮动，拉索自身的能量耗散仅能依靠拉索弹性能抵抗，难以有效耗散地震传输给主结构的能量，起不到分灾功能。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不具有耗散地震和风灾输入建筑结构的能量的功能的缺陷和技术问题，提供一种沿拉索轴向布置的耗能元件。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种沿拉索轴向布置的耗能元件，包括外筒20、内筒10、弹簧30和螺栓副40；所述外筒20为一端面开设有中心孔，另一端面设置有第二耳环51，其余四面靠近第二耳环51端各分别设有至少一个螺栓孔24的六面空腔体；所述内筒10安置在所述外筒20内，由一段圆管11和一段管径远大于圆管11外径的矩形钢管12相连接构成，所述圆管11的端头从内向外可滑动穿入在所述外筒20开设有中心孔中，端面还设置有第一耳环50；所述矩形钢管12的四个面上对应所述外筒20设有的螺栓孔24均设置有长径沿轴向的腰形螺栓孔16；所述弹簧30套装在所述内筒10的圆管11上，弹簧30的一端抵挡在所述内筒10的矩形钢管12与圆管11相连接的端面上，另一端抵挡在所述外筒20开设有中心孔一端的内端面上；所述外筒20与内筒10通过所述螺栓副40连接为一体。

上述所述的外筒20为可装配式六面空腔体结构，由外管21、外筒左侧挡板22、右侧端板23构成，外筒左侧挡板22开设有一中心孔，与外管21左端相连接，右侧端板23外端面设置有第二耳环51，与外管21右端相连接；外管21其余四面靠近第二耳环51端各分别设有4个螺栓孔24，且2个一组，偏离并平行轴线对称设置。

上述所述内筒10由矩形钢管12、矩形钢管左侧挡板14、内管11、左侧端板13依次相连接构成，其中所述左侧端板13外端面设置有第一耳环50；所述矩形钢管12的四个面上对应所述外筒20设有的螺栓孔24均设置有长径沿轴向的2个偏离并平行轴线对称设置的腰形螺栓孔16；矩形钢管12平行腰形螺栓孔16的表面上还设置有摩擦元件15，所述的摩擦元件15由粘弹性材料制成。

上述所述的中心孔的直径略大于圆管11的外径。

上述所述的弹簧30为压缩弹簧，其外径小于外管21断截面内侧的边长，内径大于圆管11的外径。

本发明与现有技术比所具有的优点和有益效果为：

本发明的一种沿拉索轴向布置的耗能元件，使用时通过端部连接耳环与拉索串接，连接构造简单，施工方便；

本发明的一种沿拉索轴向布置的耗能元件设置在预应力拉索结构（例如以预应力拉杆作为抗风支撑的钢框架支撑结构、大跨度斜拉桥）中，在一般地震或风灾情况下，拉索中的内力变化量小于摩擦元件产生的摩擦力，内筒与外筒之间不会发生相对滑动，本发明充当一个普通的传力构件。在结构承受强烈地震或严重风灾时，拉索中内力变化量大于摩擦元件产生的摩擦力，内筒与外筒之间发生相对滑动，从而有效耗散地震或风传输给主结构的能量，起到分灾功能。

附图说明

图1为本发明的一种沿拉索轴向布置的耗能元件的结构示意图；

图2为本发明的一种沿拉索轴向布置的耗能元件中内筒的结构示意图；

图3为本发明的一种沿拉索轴向布置的耗能元件中外筒的结构示意图；

图4为图1的A-A剖面图；

图5为图1的B-B剖面图；

图6为图1的C向视图；

图7为图2所示内筒的俯视图；

图8为图3所示外筒的俯视图；

图9为本发明实施例与拉索连接安装示意图。