[发明专利]基于受压屈服或屈曲变形控制的耗能装置及工作方法

权利要求书

1.基于受压屈服或屈曲变形控制的耗能装置，其特征在于：包括壳体、设于壳体内的活塞、连接于活塞一侧并伸出壳体外的推拉杆、连接于活塞另一侧的复位机构，以及连接于活塞两侧的耗能元件；所述耗能元件为薄钢片，活塞一侧的薄钢片端部与壳体相抵，活塞另一侧的薄钢片端部与固连于壳体内的上限位挡板相抵；活塞每侧的薄钢片相对推拉杆对称分布；所述壳体、活塞、推拉杆和复位机构同轴线布置；所述推拉杆伸出壳体的一端设有铰链，以与木构架的木构造柱铰接；与推拉杆相对端的壳体设有铰链，以与木构架的木圈梁铰接，以此形成木构架耗能节点；在地震时，薄钢片能够受压屈服或屈曲以减少输入至木构架的地震作用，复位机构能够产生拉力或压力使薄钢片复位。

2.根据权利要求1所述的基于受压屈服或屈曲变形控制的耗能装置，其特征在于：所述薄钢片的一端由安装座夹紧，安装座固定在活塞上。

3.根据权利要求1所述的基于受压屈服或屈曲变形控制的耗能装置，其特征在于：所述上限位挡板焊接于壳体内。

4.根据权利要求1所述的基于受压屈服或屈曲变形控制的耗能装置，其特征在于：所述复位机构包括复位弹簧，复位弹簧的一端连接在固连于活塞上的弹簧连接件上，另一端连接在固连于壳体内侧的弹簧连接件上；复位弹簧的两端的弹簧连接件分别通过螺钉固定在活塞和壳体上。

5.根据权利要求1所述的基于受压屈服或屈曲变形控制的耗能装置，其特征在于：所述壳体采用钢制，包括筒状的外壳及分别可拆卸连接于外壳两端的端盖；外壳的两端设有外螺纹，端盖上对应设有相适配的内螺纹以连接外壳。

6.基于受压屈服或屈曲变形控制的耗能装置的工作方法，适用于权利要求1~5任一项所述的耗能装置，其特征在于：包括以下步骤：

S1.将耗能装置的推拉杆与木构架的木构造柱铰接，与推拉杆相对端的壳体与木构架的木圈梁铰接，从而将耗能装置安装在木构架梁柱连接节点夹角处；

S2.根据设计目标，当耗能装置处于小震时，即层间位移角为1/350时，耗能装置中薄钢片不发生形变，耗能装置未耗能；

当处于中震时，即层间位移角为1/150时，由于木构架梁柱连接节点夹角受地震作用变大或变小，从而推拉杆发生移动带动活塞，使得薄钢片开始受压屈服或屈曲，进入塑性阶段，耗能装置开始耗能；

当处于大震时，即层间位移角为1/50时，薄钢片已受压屈服或屈曲但未达到钢材的抗拉强度，从而保证木构架在整个地震作用中不发生倒塌，同时保证其在大震时仍具有竖向支撑的作用；

S3.地震结束后，活塞在复位机构作用下发生移动，其移动方向与地震作用下的移动方向相反，从而使得薄钢片复位。

7.根据权利要求6所述的基于受压屈服或屈曲变形控制的耗能装置的工作方法，其特征在于：根据欧拉临界应力公式，使耗能装置在大震下的内力仍小于使薄钢片发生平面外变形的欧拉临界应力，以确保薄钢片不发生平面外的变形，实现受压屈服耗能；

或者通过控制薄钢片的截面尺寸和长细比，使耗能装置在中震下的内力大于等于欧拉临界应力，导致薄钢片在中、大震下发生平面外变形，实现受压屈曲耗能。