一种交错内嵌式自复位耗能缓冲限位装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113818330A(43)申请公布日2021.12.21(21)申请号202111192835.8(22)申请日2021.10.13(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人方成曹晨梁栋郑越(74)专利代理机构上海科律专利代理事务所(特殊普通合伙)31290代理人叶凤(51)Int.Cl.E01D19/00(2006.01)E01D19/04(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图10页(54)发明名称一种交错内嵌式自复位耗能缓冲限位装置(57)摘要本发明涉及一种交错内嵌式自复位耗能缓冲限位装置；两个螺杆截面相互交错的第一开孔螺栓、第二开孔螺栓，套设在开孔螺栓的螺杆上的受压元件，以及安装在开孔螺栓的螺杆尾部的紧固件。在第一开孔螺栓和第二开孔螺栓的纵向方向上加工有完全贯通且相互交错的预留滑道，通过预留滑道，两个螺杆可沿轴向相互内嵌并可产生相对位移。所述受压元件嵌套于第一开孔螺栓和第二开孔螺栓的螺杆之上、头部之间。所述的紧固件可以带动两个开孔螺栓以相向方向轴向运动。与现有技术相比，本发明受力机理明确，构造清晰简单，实现小空间安装，承载力和耗能能力强，变形能力强，具有自复位功能和自锁功能，具备多道抗震防线。CN113818330ACN113818330A权利要求书1/2页1.一种交错内嵌式自复位耗能缓冲限位装置，其特征在于，包括两个螺杆截面相互交错的开孔螺栓，套设在开孔螺栓的螺杆上的受压元件，以及安装在开孔螺栓的螺杆尾部的紧固件；所述开孔螺栓包括第一开孔螺栓和第二开孔螺栓，其中，在第一开孔螺栓和第二开孔螺栓的纵向方向上加工有完全贯通且相互交错的预留滑道，通过预留滑道，第一开孔螺栓的螺杆和第二开孔螺栓的螺杆可沿轴向相互内嵌并可产生相对位移；所述受压元件在横截面中心加工有圆形通孔，其直径与开孔螺栓的螺杆直径相同，嵌套于第一开孔螺栓和第二开孔螺栓的螺杆之上、头部之间；所述的紧固件带动两个开孔螺栓以相向方向轴向运动，从而使二者的头部逐渐接近并挤压受压元件；所述第一开孔螺栓(1)和第二开孔螺栓(2)，它们从头部到螺杆方向依次为圆柱形头部、无螺纹螺杆、有螺纹螺杆；第一开孔螺栓(1)和第二开孔螺栓(2)仅螺杆截面不同；第一开孔螺栓(1)的螺杆截面为四个对称放置、互不接触且大小相等的扇环，扇环的圆心角均为45°且四个扇环的大扇形和小扇形的圆心均重合；第二开孔螺栓(2)的螺杆截面为在所述的第一开孔螺栓的螺杆截面的基础上，将所述的四个扇环内侧的空心圆截面修改为实心圆截面所形成；两个开孔螺栓的螺杆横截面延伸至螺栓全长；第一开孔螺栓(1)和第二开孔螺栓(2)的螺杆相互交错从而形成一个完整圆截面，从而第一开孔螺栓(1)和第二开孔螺栓(2)可沿轴向相互内嵌并可产生相对位移，且第一开孔螺栓(1)与第二开孔螺栓(2)的有螺纹螺杆位于第一开孔螺栓与第二开孔螺栓的重合部分以外。2.根据权利要求1所述的一种交错内嵌式自复位耗能缓冲限位装置，其特征在于，所述受压元件(3)，为可压缩弹簧，其形式为环形弹簧、螺旋弹簧或碟形弹簧。3.根据权利要求1所述的一种交错内嵌式自复位耗能缓冲限位装置，其特征在于，所述受压元件(3)在横截面中心加工有圆形通孔，其直径与开孔螺栓的螺杆直径相同，因此可嵌套在第一开孔螺栓和第二开孔螺栓的螺杆重合部分，并可沿其轴向自由移动；同时，所述的受压元件(3)位于第一开孔螺栓(1)和第二开孔螺栓(2)的头部之间。4.根据权利要求1所述的一种交错内嵌式自复位耗能缓冲限位装置，其特征在于，所述的紧固件(4)为圆筒形套管，套管通过其内侧螺纹与所述的开孔螺栓的有螺纹螺杆相连接；所述套管的端部通过设置有半圆环形连接件。5.根据权利要求1所述的一种交错内嵌式自复位耗能缓冲限位装置，其特征在于，变形机理如下：首先，原始状态，基于第一开孔螺栓(1)和第二开孔螺栓(2)的交错螺杆截面，第一开孔螺栓和第二开孔螺栓以相向方向内嵌入对方，第一开孔螺栓和第二开孔螺栓的有螺纹螺杆处于两者的重合长度之外，即处于第一开孔螺栓的头部和第二开孔螺栓的头部之外，同时，受压元件(3)嵌套于第一开孔螺栓和第二开孔螺栓的螺杆之上、头部之间，紧固件(4)通过螺纹与第一开孔螺栓和第二开孔螺栓的有螺纹螺杆相连接；其次，向外拉伸本装置两端的紧固件，第一开孔螺栓(1)和第二开孔螺栓(2)同时受到2CN113818330A权利要求书2/2页拉伸而相向运动，两者的头部会逐渐靠近并抵住位于两者头部之间的受压元件；然后，继续拉伸紧固件(4)，第一开孔螺栓和第二开孔螺栓的头部会同时在两端挤压受压元件(3)，本装置开始受力并且耗能；最后，受压元件(3)达到极限压缩状态，本装置处于拉紧状态，实现自锁以及