拉索主動控制破斷裝置及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種拉索構(gòu)件連接裝置，具體地，涉及一種拉索主動控制破斷裝置及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城市化進(jìn)程不斷加快，人們對于大跨度空間結(jié)構(gòu)的需求日益增長，以北京奧運(yùn)會、上海世博會、濟(jì)南全運(yùn)會、廣州亞運(yùn)會、深圳大運(yùn)會和沈陽全運(yùn)會等重要盛會為契機(jī)，為滿足賽會需要以及賽會后的公共服務(wù)，我國相繼建成了一大批體育場館和展覽中心等大跨度公共建筑，其中預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)展現(xiàn)了很強(qiáng)的生命力。預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)核心拉索的性能指標(biāo)不僅僅影響結(jié)構(gòu)拓?fù)潢P(guān)系，更影響結(jié)構(gòu)整體的安全性。由于拉索由中心鋼絲和外層鋼絲扭捻構(gòu)成，構(gòu)件性能受鋼絲之間的協(xié)同工作性能影響顯著，拉索構(gòu)件失效過程與普通鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件失效過程不同。因此，在預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)拉索破斷動力響應(yīng)或者拉索破斷施加沖擊荷載的試驗(yàn)研究中，缺少可以準(zhǔn)備模擬拉索失效過程的裝備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)拉索破斷動力響應(yīng)或者拉索破斷施加沖擊荷載的試驗(yàn)研究存在的突出問題，本發(fā)明提供一種拉索主動控制破斷裝置及其制作方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]—種拉索主動控制破斷裝置，其特征在于，索主動控制破斷裝置分為兩段，每段由索體、索頭、磁鐵套筒、內(nèi)置磁鐵、螺栓組成;索體分為兩段，每段端部各依次固定連接索頭和磁鐵套筒，一組磁鐵套筒內(nèi)是電磁鐵，另一組是永磁鐵或電磁鐵，每個磁鐵套筒沒有與索頭固定連接的一端分別由套筒蓋板將磁鐵封裝在磁鐵套筒內(nèi)，兩段裝置通過兩蓋板對接連接。
[0006]優(yōu)選地，索體為鋼絞線、鋼絲束、鋼絲繩、實(shí)心鋼拉桿或空心鋼管；
[0007]優(yōu)選地，索頭為預(yù)留磁位索頭;索頭與索體連接具體連接方式可以是澆鑄連接，也可以是精加工螺紋連接。索頭外端帶有耳板，以與磁鐵套筒螺栓連接，索頭亦可不帶有耳板，與套筒焊接連接。索頭多采用圓柱體外形，亦可加工為長方體或其他形狀。
[0008]磁鐵套筒，由套筒筒體、端部耳板、蓋板以及銷釘組成。磁鐵套筒與索頭連接，可通過耳板螺栓連接，套筒亦可不帶有耳板，采用焊接連接。蓋板與筒體的連接方式除了銷釘連接，還可采用螺栓連接，亦可采用焊接連接。磁鐵套筒外形常采用圓柱體，亦可將其外形加工成長方體或其他形狀。
[0009]電磁鐵接有電源及控制器，電源形式可為直流或交流，在滿足具體試驗(yàn)需求的前提下，控制器可采用多種形式。磁鐵的形狀多采用圓柱體，亦可采用長方體或其他形狀。
[0010]按照設(shè)計加工各部分零件，即索體、索頭、磁鐵套筒、內(nèi)置磁鐵、螺栓。首先將索體與索頭完成連接，然后連接索頭與磁鐵套筒，隨后將磁鐵放置于磁鐵套筒中，最后將蓋板與磁鐵套筒筒體閉合連接。在使用過程中，將連有該裝置的兩段裝置通過蓋板直接對接連接，通過控制電磁鐵通斷電，在電磁鐵磁力為零時，兩端的拉索立即斷開;通過控制電磁鐵磁力逐步減小，使兩段拉索的最大連接承載力逐步減小，兩端拉索緩慢斷開;從而形成了一種主動控制破斷裝置。用于拉索破斷動力響應(yīng)和拉索破斷施加沖擊荷載的試驗(yàn)研究。
[0011]本發(fā)明的有益效果是通過控制磁鐵磁力的大小等效模擬拉索的極限承載力，實(shí)現(xiàn)拉索破斷過程。特別適合于預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)拉索破斷動力響應(yīng)和拉索破斷施加沖擊荷載的試驗(yàn)研究中。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明在連接狀態(tài)的三維示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明在斷開狀態(tài)的三維示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明在連接狀態(tài)的三維縱剖面示意圖；
[0015]圖4為本發(fā)明中磁鐵套筒與索頭的連接三維示意圖；
[0016]圖5為本發(fā)明中磁鐵套筒連接鎖頭后使用狀態(tài)的三維示意圖；
[0017]圖6為本發(fā)明中拉索與索頭澆鑄連接的三維示意圖；
[0018]圖7為本發(fā)明中磁鐵套筒部件的三維示意圖；
[0019]圖8為本發(fā)明中磁鐵套筒部件的橫截面示意圖；
[0020]圖9為本發(fā)明中永磁鐵的三維示意圖；
[0021]圖10為本發(fā)明中電磁鐵的三維示意圖；
[0022]圖中，1、拉索或索體;2、索頭;3、索頭耳板;4、磁鐵套筒耳板;5、螺栓;6、磁鐵套筒；
7、銷釘;8、蓋板;9、螺栓孔;10、永磁鐵;11、電磁鐵;12、直流電源;13、單片機(jī)控制器
【具體實(shí)施方式】
[0023]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0024]請參閱圖1?圖10，一種建筑結(jié)構(gòu)拉索瞬間斷開裝置，該裝置設(shè)置在拉索I的兩個斷頭之間，每個斷頭處各有一組澆鑄索頭和磁鐵套筒，磁鐵套筒內(nèi)一組是電磁鐵，另一組可以是永磁鐵或電磁鐵。
[0025]所述拉索可以為鋼絞線、鋼絲束、鋼絲繩、實(shí)心鋼拉桿或空心鋼管。所述索頭包括其端部的耳板3，所述索頭耳板3的圖示相應(yīng)位置上有螺栓孔9。所述索頭可在試驗(yàn)現(xiàn)場加工，與拉索斷口澆鑄連接。
[0026]所述磁鐵套筒包括其端部的耳板4和另一端的蓋板8以及銷釘7(如圖7所示)，所述耳板4的圖示相應(yīng)位置上有螺栓孔9，索頭與磁鐵套筒通過耳板3和耳板4使用螺栓5連接，耳板3與耳板4上的螺栓孔大小和位置應(yīng)一致。所述蓋板8的尺寸應(yīng)與筒體尺寸一致，由銷釘7固定蓋板8，使套筒處于閉合狀態(tài)，保證內(nèi)部永磁鐵1或電磁鐵11的正常使用。
[0027]所述電磁鐵包括其后部電線連接的直流電源12與單片機(jī)控制器13(如圖10所示)，所述直流電源12的電量大小應(yīng)保證試驗(yàn)中電磁鐵的磁力要求，所述單片機(jī)控制器13中所編程序?yàn)榇帕Π匆欢ǚ染鶆驕p小，具體由試驗(yàn)需求決定，單片機(jī)控制器13可通過遙控?zé)o線控制。
[0028]制作時，索頭及磁鐵套筒采用常用建筑鋼材如Q235、Q345等，根據(jù)拉索I尺寸合理確定索頭2的大小，二者澆鑄連接。索頭耳板3與磁鐵套筒耳板4對正貼合，通過螺栓5連接。根據(jù)索力F的大小選用抗拉螺栓5，螺栓尺寸及強(qiáng)度應(yīng)滿足3iri2ft > F/n，其中η為螺栓桿半徑，ft為螺栓