[发明专利]一种自定心系统端部连接装置

说明书

本发明公开了一种自定心系统端部连接装置，包括两根连接板，连接两根连接板无约束端的摩擦内板，连接在摩擦内板两侧的摩擦外板，位于两根连接板之间的夹层橡胶端板。夹层橡胶端板包括橡胶垫，设置在橡胶垫朝向摩擦内板一侧的端板，设置在橡胶垫另一侧的内垫板和两块外垫板。摩擦内板上沿连接板的纵向设有槽孔，使得摩擦内板和摩擦外板可沿着槽孔相对滑移。自定心系统端部连接与自定心系统的连接方式为：两根连接板的约束端与自定心系统的外套管焊接，外垫板与自定心系统的外套管接触，内垫板与自定心系统的内套管接触，设置在内套管中的预拉杆在施加预应力后锚固在端板上。

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种用于减小工程结构地震灾害的自定心系统端部连接装置。

背景技术

地震给人类带来极其严重的灾难。传统的抗震设计采用的是延性设计方法，即在地震作用下，通过结构部分构件（例如耗能支撑）的提前屈服和破坏，但整体不至于丧失功能，依靠构件的塑性变形来耗散大部分的地震能量，从而达到保证主体结构安全的目的。但由于塑性变形的出现，导致结构在震后易于产生较大的残余变形，从而大幅提高了结构的修复难度和费用。

为控制结构的残余变形，可将由预拉杆、双重套管和端板组成的自定心系统引入结构中。地震时，自定心系统凭借施加在预拉杆中的预张力能有效克服耗能部件的塑性变形，从而显著减小结构的残余变形，使其达到自定心的效果。但传统自定心系统初始刚度很大，会导致地震时结构产生较大的基底剪力。此外受套管长度加工误差的影响，传统自定心系统的初始刚度难以确定，使得结构的基本周期无法精确估计，从而影响结构的设计。由于传统预拉杆材料极限弹性应变较小，在产生较大变形后会引起不可恢复的塑性应变，甚至发生预拉杆的断裂，从而导致预张力的损失，不但影响结构的自定心效果，还会形成薄弱层效应。

发明内容

技术问题：本发明针对已有自定心系统初始刚度大，受套管长度加工误差的影响显著和发生较大变形时易出现预拉杆断裂的缺陷，提供一种既能减小自定心系统的初始刚度，降低套管长度加工误差影响，而且还能有效避免预拉杆断裂的自定心系统端部连接装置。

技术方案：本发明的自定心系统端部连接装置，包括两根平行放置的连接板、连接所述两根连接板无约束端的摩擦内板、连接在所述摩擦内板两侧的摩擦外板、位于所述两根连接板之间并将二者连为一体的夹层橡胶端板。夹层橡胶端板包括橡胶垫、设置在所述橡胶垫朝向摩擦内板一侧的端板、设置在所述橡胶垫另一侧的内垫板和两块外垫板，所述两块外垫板相对设置于内垫板的两侧，通过螺栓将所述端板、橡胶垫和内垫板相互固定，通过钢卡将所述端板、橡胶垫和外垫板相互固定。摩擦内板与摩擦外板的连接方式为：在所述摩擦内板上设置有槽孔，在摩擦外板上设有螺栓孔，将槽孔沿连接板的纵向布设，将螺栓穿过螺栓孔和槽孔使摩擦内板和摩擦外板连为一体。

进一步的，本发明端部连接装置中，夹层橡胶端板上设置有与两根连接板相匹配的缺口，两根连接板的无约束端穿过夹层橡胶端板的缺口。

本发明的自定心系统端部连接装置与自定心系统的连接方式为：两根连接板的约束端与自定心系统的外套管焊接、外垫板与自定心系统的外套管接触、内垫板与自定心系统的内套管接触、设置在内套管中的预拉杆在施加预应力后通过锚具锚固在端板上。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

（1）本技术方案能有效减小自定心系统的初始刚度。传统的自定心体系统初始刚度等于内、外套管和预拉杆的轴向刚度之和，为避免内、外套管发生整体或局部屈曲，套管通常具有很大的轴向刚度，导致自定心系统的初始刚度较大。而本技术方案采用了夹层橡胶端板，使得端板中的橡胶垫与内、外套管串联在一起。由于橡胶的弹性模量很低，从而能显著降低自定心系统的初始刚度，既能有效控制结构地震时的基底剪力，降低建造费用，又能降低结构地震时的最大楼层加速度，减小了建筑中的非结构构件和设备损伤程度。