[发明专利]一种螺纹套筒式拉压摩擦耗能器及使用方法

说明书

一种螺纹套筒式拉压摩擦耗能器及使用方法，耗能器由圆筒形套筒、圆柱形摩擦螺杆、阻旋螺钉组装而成。套筒内壁两端分别设有一段摩擦内丝和一段筒尾内丝，套筒筒壁还设有若干个阻旋螺孔。摩擦螺杆杆身对称设有两段摩擦外丝。当耗能器两端受到较大拉力或压力时，摩擦螺杆发生相对于套筒的旋转运动并通过阻旋螺钉产生的摩擦阻力保持平衡，期间，摩擦外丝与摩擦内丝之间由于强大的接触正压力而产生很大的滑动摩擦阻力，从而完成能量耗散，同时，摩擦耗能器沿纵轴线方向发生了伸长或缩短变形。本发明构造简单、控制简便、耗能效果好、器件损伤小、应用方便、应用面广，解决了现有摩擦耗能器为施加正压力而消耗大量预紧螺栓以及复杂安装控制等问题。

技术领域

本发明涉及一种摩擦耗能器及其用方法，尤其是一种适用于建筑工程技术领域的螺纹套筒式拉压摩擦耗能器及使用方法。

背景技术

地震灾害是土木工程结构面临的主要灾害之一，当前，减小结构地震损害的一个主要技术路径是采用耗能减震技术。结构的耗能减震技术已经发展了几十年，主要技术思路是在结构的适当部位设置延性耗能钢筋或型钢、摩擦耗能器、黏滞阻尼器、黏弹性阻尼器等。其中，黏滞阻尼器和黏弹性阻尼器造价较高、长期性能控制难度较大，应用范围相对较小。

延性耗能钢筋或型钢主要用于混凝土结构的耗能减震方案，这种方案是利用钢筋或型钢在大震时的塑性屈服耗散地震能量，存在的不足是耗能过程会引起钢筋或型钢发生冷作硬化而使耗能能力逐渐退化，同时会使钢筋或型钢产生不可逆的严重损伤而导致整个结构失效。

摩擦耗能器是利用材料的摩擦将地震输入的机械能转化为热能，这种耗能方案的构造简单、造价低、耗能效果好、对耗能器件的损伤轻微(基本不影响继续使用)，是一种性价比很高的耗能方案。摩擦耗能器的主要形式有板式摩擦耗能器和筒式摩擦耗能器两大类。

现有摩擦耗能器的主要不足是，对于板式摩擦耗能器，为了提供较大的摩擦力，需要额外采用大量的螺栓施加足够的正压力，螺栓消耗大，预紧力施加和控制繁琐；对于筒式摩擦耗能器，外筒与内杆之间的横向挤压力的控制和实现也有难度。

发明内容

技术问题：发明的目的是要克服现有技术中的不足之处，提供一种构造简单，应用方便、耗能低、器件损伤小、使用寿命长、效果好的螺纹套筒式拉压摩擦耗能器及使用方法。

技术方案：本发明采用的一种螺纹套筒式拉压摩擦耗能器，包括摩擦螺杆、对称设在摩擦螺杆上的两个套筒或组合套筒，所述套筒呈圆筒形，套筒内孔壁的一端加工有一段摩擦内丝，另一端加工有一段承接工程组件的筒尾内丝，摩擦内丝与筒尾内丝之间的套筒壁圆周上均匀分布有多个阻旋螺孔，多个阻旋螺孔内分别设有抵靠在摩擦螺杆上的阻旋螺钉；所述的摩擦螺杆整体呈圆柱状，摩擦螺杆的杆体对称设有分别与两个套筒中摩擦内丝相配合的两段摩擦外丝，两段摩擦外丝的螺旋方向相反；所述的摩擦外丝凸出摩擦螺杆的圆柱外表面。

所述的摩擦内丝的横截面呈矩形，与摩擦内丝相配合的摩擦外丝的横截面亦呈矩形。

所述的多个阻旋螺孔为2-4个。

所述的阻旋螺钉与阻旋螺孔的内丝相匹配，阻旋螺钉的螺杆长度略大于套筒的筒壁厚度。

上述螺纹套筒式拉压摩擦耗能器的使用方法，根据工程设计需要，确定在浇注梁应力集中部位设置摩擦耗能器的套筒、摩擦螺杆、摩擦内丝及摩擦外丝相互啮合的截面尺寸以及螺旋角的参数，以及阻旋螺孔和阻旋螺钉的位置和大小型号；

组装摩擦耗能器：将摩擦螺杆的两端分别从两个套筒各自的摩擦内丝所在端伸入，并将摩擦外丝旋进摩擦内丝；旋进后，两个套筒对称于摩擦螺杆的中横截面；然后将阻旋螺钉旋进阻旋螺孔内，并以设定的压力抵靠住摩擦螺杆的外表面；

安装使用：将摩擦耗能器的两头连接到工程结构的所需部位，针对这些部位不同的构造特征，采用单个、串连、并联、串并联多种连接形式，通过现浇或预浇固定；