[实用新型]一种钢结构压杆荷载缓和装置

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程技术领域，特别是涉及一种钢结构压杆荷载缓和装置。

背景技术

钢结构压杆的稳定问题是钢结构研究中的重要问题之一。当杆件内力增加时可能会造成局部失稳和整体失稳，从而威胁结构安全。目前，航站楼屋盖大部分是采用大跨度空间钢结构形式，结构稳定破坏问题也是在追求外形标新立异过程中的热点研究问题。

对于荷载缓和结构在钢结构中的应用可以追溯到30年前，不过由于结构刚度和结构变形的矛盾，使得荷载缓和结构的应用受到一定程度限制。但是，荷载缓和结构作为缓和结构内力变化的有力工具，仍有进一步研究的价值。本申请人曾向国家知识产权局专利局提出了具有荷载缓解功能的固定式和移动式支座的发明专利申请并获得授权，主要是解决结构支座问题。但是，对受压杆件的荷载缓和研究尚不充分。

为此，如果能针对受压杆件提出荷载缓和方案，将能够有效提高结构的抗倒塌能力，利用杆件变形实现消能减震，增强钢结构的健康水平，无疑具有较高的社会效益。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种便于施工、可靠性高的钢结构压杆荷载缓和装置。

为了达到上述目的，本实用新型提供的钢结构压杆荷载缓和装置包括压杆连接端板、多根外推杆、多根弹簧、活塞、多根内推杆、出油管、两个单向油阀、膨胀橡胶管、进油管和液压油腔；其中液压油腔的一端面上形成有多个内推杆贯穿孔，内部装有液压油，每个内推杆贯穿孔内以能够移动的方式设置一根内推杆；活塞置于液压油腔的内部，且活塞的外端面同时与多根内推杆的一端相连接；压杆连接端板垂直设置，一端面同时与多根外推杆的一端相连接，并且多根外推杆和多根内推杆相对设置；每根外推杆的外部套有一根弹簧，弹簧的一端与压杆连接端板上连接外推杆的端面相连，另一端与液压油腔上设置内推杆贯穿孔的端面外表面相接；出油管的一端连接在液压油腔侧壁上，另一端通过一个单向油阀与膨胀橡胶管的一端连接，膨胀橡胶管的另一端通过另一个单向油阀与进油管的一端连接，进油管的另一端与液压油腔侧壁连接。

所述的液压油腔呈圆筒状。

所述的外推杆和内推杆的数量均为5个，且均匀分布。

本实用新型提供的钢结构压杆荷载缓和装置具有如下优点：1)施工方便：压杆连接端板直接与钢结构压杆连接，甚至可以直接取代后者而成为独立的杆件。2)可靠性高：该荷载缓和装置不仅能缓和压杆变形，还可以承受拉力，因此，具有较高的可靠性。3)分级提供荷载缓和力：先通过弹簧变形释放压杆受力，当外力持续增加时，为避免结构变形过大造成节点破坏，通过油缸内液压油受力，缓慢释放结构变形，以保证压杆的承载能力。

附图说明

图1为本实用新型提供的钢结构压杆荷载缓和装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的钢结构压杆荷载缓和装置详细说明。

如图1所示，本实用新型提供的钢结构压杆荷载缓和装置包括：压杆连接端板1、多根外推杆2、多根弹簧3、活塞4、多根内推杆5、出油管6、两个单向油阀7、膨胀橡胶管8、进油管9和液压油腔10；其中液压油腔10的一端面上形成有多个内推杆贯穿孔，内部装有液压油，每个内推杆贯穿孔内以能够移动的方式设置一根内推杆5；活塞4置于液压油腔10的内部，且活塞4的外端面同时与多根内推杆5的一端相连接；压杆连接端板1垂直设置，一端面同时与多根外推杆2的一端相连接，并且多根外推杆2和多根内推杆5相对设置；每根外推杆2的外部套有一根弹簧3，弹簧3的一端与压杆连接端板1上连接外推杆2的端面相连，另一端与液压油腔10上设置内推杆贯穿孔的端面外表面相接；出油管6的一端连接在液压油腔10侧壁上，另一端通过一个单向油阀7与膨胀橡胶管8的一端连接，膨胀橡胶管8的另一端通过另一个单向油阀7与进油管9的一端连接，进油管的另一端与液压油腔10侧壁连接。

所述的液压油腔10呈圆筒状。

所述的外推杆2和内推杆5的数量均为5个，且均匀分布。

现将本实用新型提供的钢结构压杆荷载缓和装置安装过程及工作原理阐述如下：安装时首先将钢结构压杆的一端连接在常规结构节点上，另一端连接在压杆连接端板1的外端面上，同时将液压油腔10的另一端连接在另一个常规结构节点上，从而完成本装置的安装过程。在使用过程中，当钢结构压杆内力增加时，弹簧3将受压而产生变形，这时外推杆2将移向内推杆5，当压力进一步增大时，外推杆2的外端将与相应的内推杆5的外端相接触，由此推动活塞3向液压油腔10的外端移动，从而使液压油腔10内的液压油压力增加，因此液压油将通过出油管6和单向油阀7进入膨胀橡胶管8的内部；在单向油阀7的承载力范围内膨胀橡胶管8膨胀并提供阻力以阻止活塞3继续移动；当活塞3所受到的压力超过单向油阀7的承载力范围时，与出油管6相连的单向油阀7关闭，而与进油管9相连的单向油阀7开启，这时膨胀橡胶管8的液压油将经过进油管9返回液压油腔10内部并达到荷载缓和能力极限。