[发明专利]一种无灌浆棒材耗能装置

说明书

本发明公开了一种无灌浆棒材耗能装置，包括耗能棒材、内增强连接段、外约束套管以及外连接段；耗能棒材包括中间的耗能变形段和两端的挤压连接段；耗能变形段和挤压连接段直径相同；内增强连接段包括挤压段和外螺纹连接段，挤压段中设有挤压孔；耗能棒材的挤压连接段位于挤压孔中，对挤压段外围实施环向挤压使得耗能棒材与内增强连接段连接在一起；外连接段包括约束段和螺纹段，在外连接段内部设计约束筒和内螺纹段，外螺纹连接段连接于内螺纹段内，挤压段位于约束筒内；外约束套管套设于耗能棒材外层，外约束套管两端位于约束筒内，且与挤压段之间具有一定的变形间隙。本发明的耗能棒材在耗能变形段不削弱，耗能棒材与外约束套管之间无需灌浆。

技术领域

本发明涉及工程结构抗震技术领域，尤其涉及一种无灌浆棒材耗能装置。

背景技术

消能减震技术当前已经广泛应用在高烈度地区的建筑结构和桥梁工程中用以减轻地震灾害。金属阻尼器作为成熟的耗能装置之一，因其加工简单、性能稳定和环境适应性强而在实际工程中得到了大量的应用。屈曲约束棒材耗能装置是一种拉压受力下都能达到全截面屈服的轴向耗能元件，在地震作用下具有稳定的滞回行为，这种特性使它具有双重结构功能，既能为结构提供必要的抗侧刚度，又可以发挥耗能的作用，是当前比较理想的耗能装置之一。

然而，为了解决外套管对耗能棒材的约束作用，传统的屈曲约束棒材耗能装置通常是在外套管与耗能棒材之间灌砂浆，这种加工方式虽然造价便宜，但是存在以下突出的问题：(1)灌浆质量不易控制，很难保证耗能棒材外围具有等间距的间隙以协调棒材受压变形，这样容易导致耗能棒材在反复拉压变形下局部屈曲明显而导致疲劳性能降低；(2)为了使变形全部集中在耗能棒材上，通常要对耗能棒材中间段削弱。这种设计方法不但增加了加工的难度，而且造成了材料的浪费。

CN 106760855 B公开了一种竹节形圆棒耗能杆，其耗能圆棒设计为竹节形，外约束部件与圆形耗能棒材之间无需灌浆或者增加多余部件对其进行约束，使得耗能杆的构造简单，但是竹节形棒材还需要对耗能部位进行削弱。

发明内容

本发明提供了一种无灌浆棒材耗能装置，以解决传统灌浆式的屈曲约束棒材耗能装置加工繁琐和低周疲劳性能差的难题，同时也避免了因棒材截面削弱而导致的材料浪费的问题。

本发明采用的技术方案是：提供一种无灌浆棒材耗能装置，包括：

耗能棒材、内增强连接段、外约束套管以及外连接段；

所述耗能棒材包括中间的耗能变形段和两端的挤压连接段；所述耗能变形段和挤压连接段直径相同；

所述内增强连接段包括挤压段和外螺纹连接段，所述挤压段中设有挤压孔；所述耗能棒材的挤压连接段位于挤压孔中，对挤压段外围实施环向挤压使得耗能棒材与内增强连接段连接在一起；

所述外连接段包括约束段和螺纹段，在外连接段内部设计约束筒和内螺纹段，所述外螺纹连接段连接于所述内螺纹段内，所述挤压段位于所述约束筒内；

所述外约束套管套设于所述耗能棒材外层，所述外约束套管两端位于所述约束筒内，且与所述挤压段之间具有一定的变形间隙。

进一步地，所述耗能棒材与外约束套管之间无需灌浆，仅需设定一定的间隙。

进一步地，还包括定位螺钉，所述外约束套管上设置有定位螺孔；所述定位螺钉通过定位螺孔来限制耗能棒材和外约束套管之间的变形。

进一步地，所述耗能棒材由钢棒或形状记忆合金棒制成。

本发明的有益效果是：

(1)本发明中的耗能棒材在耗能变形段不需要削弱，通过在端部与内增强连接段环向挤压的方式进行连接并实现端部增强，这样不会造成材料的浪费。外约束套管直接对耗能棒材进行约束，无需通过灌浆来实现，这样不但减少了施工难度，减轻了耗能装置自身的质量，也提升了耗能装置的疲劳性能。