專利名稱：峰值形變儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種峰值形變儀。
背景技術(shù)：
混凝土框架結(jié)構(gòu)在強烈地震作用下，層間產(chǎn)生較大的相對變形，進而在梁 柱節(jié)點附近的梁端或柱端出現(xiàn)塑性鉸。有些結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性鉸后有明顯的殘留變 形(歪斜)；有些盡管出現(xiàn)了塑性鉸，但震后柱子并不歪斜，特別是有吊頂及 包柱裝修時，目測難以發(fā)現(xiàn)塑性鉸，也就難以快速判斷結(jié)構(gòu)是否發(fā)生了嚴重的 損傷，無法判斷倒塌的危險性，這就給震后搜救工作帶來很大威脅。如果搜救 人員貿(mào)然進入已經(jīng)嚴重受損的結(jié)構(gòu)，在余震或其他擾動作用下，結(jié)構(gòu)發(fā)生了倒 塌，必將造成新的傷亡。這時如果有某、中儀器(儀表)能夠顯示該結(jié)構(gòu)在地震 作用下出現(xiàn)過的層間位移最大值(即峰值形變)，不管它有無歪斜，都能定量 地判斷其損傷程度，從而為搜救決策提供科學(xué)依據(jù)，保護搜救人員的人身安全， 那是非常必要的。此外，震區(qū)已經(jīng)嚴重損傷的結(jié)構(gòu)(出現(xiàn)歪斜或局部倒塌等) 經(jīng)常是搜救的重點對象，在搜救人員進入前，快速在關(guān)鍵節(jié)點布設(shè)某種儀器(儀 表)，能夠監(jiān)視該結(jié)構(gòu)在余震或挖掘擾動影響下是否繼續(xù)傾斜，對于及早報警， 以便做出是否撤出的決策也十分必要。然而，現(xiàn)有技術(shù)中沒有提供一種能安裝 在梁柱節(jié)點處的儀器，用以判斷混凝土框架結(jié)構(gòu)在強烈地震作用下是否發(fā)生了 嚴重的損傷或判斷己經(jīng)嚴重損傷的結(jié)構(gòu)在余震或挖掘擾動影響下是否繼續(xù)傾 斜
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能安裝在結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點處的峰值形變儀，用以判 斷混凝土框架結(jié)構(gòu)在強烈地震作用下是否發(fā)生了嚴重的損傷或判斷已經(jīng)嚴重 損傷的結(jié)構(gòu)在余震或挖掘擾動影響下是否繼續(xù)傾斜。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明所述峰值形變儀包 括基座、軸、軸套、轉(zhuǎn)輪、刻度圓盤、指針、調(diào)節(jié)螺母和測量繩；所述基座由
基板和筒體構(gòu)成，筒體的一端面與基板固接在一起，軸套設(shè)置在基座內(nèi)且軸套 一端面與基板固接，軸的一端插裝在軸套內(nèi)，轉(zhuǎn)輪位于基座內(nèi)且固裝在軸上， 刻度圓盤蓋在筒體的另一端面上并與其固接，軸的另一端穿出刻度圓盤的中心 孔露在外面，指針位于基座的外部并固裝在軸上，調(diào)節(jié)螺母與軸露在外面的另 一端螺紋連接，測量繩的一端固接在轉(zhuǎn)輪的側(cè)壁上，測量繩的另一端穿出基座
露在外面。
本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的優(yōu)點。在地 震前，將本發(fā)明安裝在測試部位，發(fā)生地震后，通過本發(fā)明可定量獲得該結(jié)構(gòu) 在地震作用下出現(xiàn)過的層間位移最大值，不管它有無歪斜，都能定量地判斷其 損傷程度，從而為搜救決策提供科學(xué)依據(jù)，保護搜救人員的人身安全。此外， 震區(qū)已經(jīng)嚴重損傷的結(jié)構(gòu)(出現(xiàn)歪斜或局部倒塌等)經(jīng)常是搜救的重點對象， 在搜救人員進入前，快速在關(guān)鍵節(jié)點布設(shè)本發(fā)明，就能夠監(jiān)視該結(jié)構(gòu)在余震或 挖掘擾動影響下是否繼續(xù)傾斜，可及早報警，以便做出是否撤出的決策。


圖1是本發(fā)明的整體裝配圖，圖2是圖1的左視圖(去掉刻度圓盤2和指 針8)，圖3是圖1的左視圖，圖4是軸套4的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是圖4的左 剖視圖，圖6是本發(fā)明所述峰值形變儀的安裝示意圖，圖7是峰值形變儀工作原理圖，圖8是圖7的A部放大圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一如圖1 圖5所示，本實施方式所述峰值形變儀包括基 座l、軸3、軸套4、轉(zhuǎn)輪ll、刻度圓盤2、指針8、調(diào)節(jié)螺母7和測量繩12; 所述基座1由基板1-1和筒體1-2構(gòu)成，筒體1-2的一端面與基板1-1固接在 一起，軸套4設(shè)置在基座1內(nèi)且軸套4 一端面與基板1-1固接，軸3的一端插 裝在軸套4內(nèi)，轉(zhuǎn)輪ll位于基座l內(nèi)且固裝在軸3上，刻度圓盤2蓋在筒體 1-2的另一端面上并與其固接，軸3的另一端穿出刻度圓盤2的中心孔露在外 面，指針8位于基座1的外部并固裝在軸3上，調(diào)節(jié)螺母7與軸3露在外面的 另一端螺紋連接，測量繩12的一端固接在轉(zhuǎn)輪11的側(cè)壁上，測量繩12的另 一端穿出基座1露在外面。
經(jīng)調(diào)整后，使測量繩12 (鋼絲)正好繞轉(zhuǎn)輪ll的側(cè)壁纏繞一圈。當(dāng)繞在 轉(zhuǎn)輪11上一圈的測量繩被完全拉出來的時候，刻度圓盤2上的指針正好轉(zhuǎn)動 一周。在使用時，可將峰值形變儀16 (本發(fā)明)固裝在柱14上，測量繩12 的另一端與梁15連接，如圖6所示。
具體實施方式
二如圖1 圖5所示，本實施方式所述轉(zhuǎn)輪11的側(cè)壁上 開有凹槽11-1。在轉(zhuǎn)輪11的側(cè)壁開有凹槽11-1，便于測量繩12的纏繞。其它 組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三如圖1 圖5所示，本實施方式在基板1-1的圓周邊緣 上均布設(shè)有四個安裝固定孔13。，其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一或二 相同。
具體實施方式
四如圖1 圖5所示，本實施方式所述峰值形變儀還包限位件5，所述限位件5設(shè)置在軸套4的側(cè)壁上。軸套4對軸3有徑向定位和 支撐的作用，限位件5對軸3有軸向定位的作用，從而提高本發(fā)明的測量精度。 其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
五如圖1 圖5所示，本實施方式所述峰值形變儀還包括 外套筒10、有機玻璃罩9和內(nèi)套筒6，有機玻璃罩9安裝在位于調(diào)節(jié)螺母7 和指針8之間的軸3上，內(nèi)套筒6設(shè)置在有機玻璃罩9和刻度圓盤2之間，外 套筒10依次套裝在機玻璃罩9、內(nèi)套筒6、刻度圓盤2和筒體l-2上，且外套 筒10與筒體l-2固接。外套筒IO、有機玻璃罩9和內(nèi)套筒6可使本發(fā)明的整 體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，有機玻璃罩9可起到保護刻度圓盤2和指針8的作用。其它 組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一或二相同。
工作原理
峰值形變儀按照圖6所示安裝在梁柱節(jié)點附近，在地震作用下，梁15發(fā) 生"蛇形"撓曲變形，柱14發(fā)生水平向往復(fù)側(cè)移變形，如圖7所示，在這樣 的變形過程中，兩端分別固定在梁、柱上的斜拉線就會伸長、縮短。峰值形變 儀系一利用摩擦機制的同軸機構(gòu)，能夠記錄上述變形過程中的最大拉伸量，該 拉伸量與最大層間位移d成比例。在圖7所示的幾何關(guān)系中，
其中
3:框架對角線最大伸長量(單位mm); (i :框架最大層間位移(單位mm);
<9 :柱、梁和對角線構(gòu)成的直角三角形中的一個銳角(圖8所示)。
具體安裝時，峰值形變儀按圖7所示使拉線與對角線平行，則有如下幾何關(guān)系
其中-
^:峰值形變儀測量值(mm);
~ :峰值形變儀安裝點到梁柱軸線交點的距離(mm); 〃 柱高(mm)。
通過標定，可以獲得最大層間位移d與塑性鉸嚴重程度的關(guān)系(實際上，
結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范中已經(jīng)列出了層間位移角與結(jié)構(gòu)是否倒塌的關(guān)系)，根據(jù)(i
與J之間的幾何關(guān)系，可以確定不同f值對應(yīng)的結(jié)構(gòu)危險性。據(jù)此，在峰值 形變儀表盤上用不同顏色表示遭受過地震破壞的結(jié)構(gòu)安全性。
本發(fā)明的技術(shù)指標為
記錄變形形式框架結(jié)構(gòu)最大層間變形值；測量范圍0-80mm; 最小分度0.2mm;工作環(huán)境溫度一25。C ~十65。C;相對濕度(RH):0 900/o; 尺寸①148mmX51mm;重量0.95kg。
使用方法
1、 峰值形變儀安裝示意圖見圖6。四個安裝孔直徑為5mm，安裝孔中心 所在的同心圓直徑138mm。先把峰值形變儀固定在測試部位上，測量繩沿對 角線方向(大約為45° )上固定，使指針指在零位附近。
2、 取下調(diào)節(jié)桿螺帽，用一字鑼刀逆時針慢慢轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)桿(軸3)，當(dāng)感覺 到測量繩受到了拉力，并且松開調(diào)節(jié)桿時指針會向順時針方向微微轉(zhuǎn)動，這時 記下指針讀數(shù)，即為變形初讀數(shù)(mm)。
3、 試驗之后，讀出變形終讀數(shù)(mm)。
4、 最大變形值f=變形終讀數(shù)(mm) _變形初讀數(shù)(mm)。
權(quán)利要求
1、一種峰值形變儀，其特征在于所述峰值形變儀包括基座(1)、軸(3)、軸套(4)、轉(zhuǎn)輪(11)、刻度圓盤(2)、指針(8)、調(diào)節(jié)螺母(7)和測量繩(12)；所述基座(1)由基板(1-1)和筒體(1-2)構(gòu)成，筒體(1-2)的一端面與基板(1-1)固接在一起，軸套(4)設(shè)置在基座(1)內(nèi)且軸套(4)一端面與基板(1-1)固接，軸(3)的一端插裝在軸套(4)內(nèi)，轉(zhuǎn)輪(11)位于基座(1)內(nèi)且固裝在軸(3)上，刻度圓盤(2)蓋在筒體(1-2)的另一端面上并與其固接，軸(3)的另一端穿出刻度圓盤(2)的中心孔露在外面，指針(8)位于基座(1)的外部并固裝在軸(3)上，調(diào)節(jié)螺母(7)與軸(3)露在外面的另一端螺紋連接，測量繩(12)的一端固接在轉(zhuǎn)輪(11)的側(cè)壁上，測量繩(12)的另一端穿出基座(1)露在外面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種峰值形變儀，其特征在于所述轉(zhuǎn)輪11的 側(cè)壁上開有凹槽ll-l。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種峰值形變儀，其特征在于在基板(l-l) 的圓周邊緣上均布設(shè)有四個安裝固定孔(13)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種峰值形變儀，其特征在于所述峰值 形變儀還包括限位件(5)，所述限位件(5)設(shè)置在軸套(4)的側(cè)壁上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種峰值形變儀，其特征在于所述峰值 形變儀還包括外套筒(10)、有機玻璃罩(9)和內(nèi)套筒(6)，有機玻璃罩(9) 安裝在位于調(diào)節(jié)螺母(7)和指針(8)之間的軸(3)上，內(nèi)套筒(6)設(shè)置在 有機玻璃罩(9)和刻度圓盤(2)之間，外套筒(10)依次套裝在機玻璃鋼罩(9)、內(nèi)套筒(6)、刻度圓盤(2)和筒體(1-2)上，且外套筒(10)與筒體 (1-2)固接。
全文摘要
峰值形變儀，它涉及一種峰值形變儀。本發(fā)明用以判斷混凝土框架結(jié)構(gòu)在強烈地震作用下是否發(fā)生了嚴重的損傷或判斷已經(jīng)嚴重損傷的結(jié)構(gòu)在余震或挖掘擾動影響下是否繼續(xù)傾斜。軸套設(shè)置在基座內(nèi)且軸套一端面與基板固接，軸的一端插裝在軸套內(nèi)，轉(zhuǎn)輪位于基座內(nèi)且固裝在軸的中部上，刻度圓盤蓋在筒體的另一端面上并與其固接，軸的另一端穿出刻度圓盤的中心，指針位于基座的外部并固裝在軸上，調(diào)節(jié)螺母與軸的另一端部螺紋連接，測量繩的一端固接在轉(zhuǎn)輪的側(cè)壁上，測量繩的另一端穿出基座露在外面。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的優(yōu)點。使用本發(fā)明可定量獲得在地震作用下建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過的層間位移最大值。
文檔編號G01B5/02GK101526331SQ20091007171
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者鄭志華, 迅 郭 申請人:中國地震局工程力學(xué)研究所