CN114704119B - 弹性自适应缝隙嵌塞复位装置及嵌塞复位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑结构加固技术领域，具体涉及一种弹性自适应缝隙嵌塞复位装置及嵌塞复位方法，弹性自适应缝隙嵌塞复位装置包括缓冲垫；自适应板，设有两个，且对称分布在缓冲垫的两侧，自适应板包括面板、弹性柱和弹簧，面板包括底盖以及上盖，上盖上阵列设置有多排多列弹性柱孔，面板内阵列分布有与弹性柱孔一一对应的弹簧座，弹簧座内设置有膨胀槽，弹簧座内设有吹气腔，吹气腔内设有推动件，推动件能够沿吹气腔的长度方向活动，推动件适于挤压膨胀槽或者挤压吹气腔的靠近其第二端的腔壁，底盖上设有与吹气腔连通的气道结构，弹性柱包括柱体和柱帽，弹簧设置在柱体内，且一端与弹簧座的第二端相抵，另一端与柱帽相抵；电磁铁。

Description

弹性自适应缝隙嵌塞复位装置及嵌塞复位方法

技术领域

本发明涉及建筑结构加固技术领域，具体涉及一种弹性自适应缝隙嵌塞复位装置及嵌塞复位方法。

背景技术

结构缝隙常见于土木工程工业与民用建筑中。缝隙可大致分为两类，一类为应力超限结构破坏导致的裂缝，如结构性裂缝、脆性断裂裂缝、沉降裂缝等；另一类为施工缝隙，由施工需要特别预设的缝隙，如现代结构的防震缝、温度伸缩缝，及传统木结构建筑中榫卯节点间为便于安装预留的缝隙。尽管部分缝隙对于建筑结构是必须的，但缝隙的存在对结构安全造成潜在的安全风险，特别是地震作用下的安全隐患问题，如梁-柱节点，当节点存在缝隙时，节点刚度及承载力将大幅降低。

现有技术公开了一种纵缝嵌塞与监测复位装置，包括：第一面板，所述第一面板上设有多个导向座；第二面板，与所述第一面板相对设置；绞线，绕设在导向座上，所述绞线的第一端连接有绞线端座，所述绞线端座与所述第二面板固定连接，所述绞线的第二端伸出所述第二面板与所述第一面板之间的空间且连接有紧固装置，所述紧固装置能够收紧及释放所述绞线；弹性组件，设置有四组，所述弹性组件设置在所述第一面板与所述第二面板之间且分别靠近所述第二面板的边角，且所述弹性组件的第一端与所述第一面板固定连接，所述弹性组件的第二端与所述第二面板固定连接；气柱，设有两组，一组气柱的连线与另一组气柱的连线相交成十字，每组所述气柱包括两个气柱，所述第一面板上对应每个所述气柱设有一个气道及与所述气道的第一端连通的气槽，所述气柱为第一端设有开口、第二端封闭的弹性中空柱体，所述第一面板上环绕所述气槽设有第一限位槽，所述气柱的第一端嵌在所述第一限位槽中且所述开口与所述气槽相对，所述气柱的第二端与所述第二面板抵接，所述气道的第二端设有气嘴，所述气嘴连接有气压表。

上述现有技术能够在兼顾缝隙嵌塞的同时，具有缝隙变形监测、缝隙震后复位的功能。但是上述现有技术忽略了缝隙的两侧壁并非绝对平整的问题，无法适用于缝隙侧壁不平整时的嵌塞，因此适用范围较窄。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的纵缝嵌塞与监测复位装置无法适用于缝隙侧壁不平整时的嵌塞的缺陷，从而提供一种能够适应于缝隙侧壁不平整时的嵌塞的弹性自适应缝隙嵌塞复位装置及嵌塞复位方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种弹性自适应缝隙嵌塞复位装置，包括：缓冲垫；自适应板，设有两个，且对称分布在所述缓冲垫的两侧，所述自适应板包括面板、弹性柱和弹簧，所述面板包括靠近所述缓冲垫的底盖以及远离所述缓冲垫的上盖，所述上盖上阵列设置有多排多列弹性柱孔，所述面板内阵列分布有与所述弹性柱孔一一对应的弹簧座，所述弹簧座的第一端固定设置在所述底盖上，所述弹簧座的第二端位于所述弹性柱孔内且与所述上盖的外表面平齐，所述弹簧座内设置有膨胀槽，所述膨胀槽的第一端位于所述弹簧座的第二端处，所述膨胀槽的第二端位于所述弹簧座内，所述弹簧座内设有吹气腔，所述吹气腔的第一端延伸至所述弹簧座的第一端处，所述吹气腔的第二端延伸至所述膨胀槽中，所述吹气腔内设有推动件，所述推动件能够沿所述吹气腔的长度方向活动，所述推动件适于挤压所述膨胀槽或者挤压所述吹气腔的靠近其第二端的腔壁，所述底盖上设有与所述吹气腔连通的气道结构，所述气道结构包括伸出所述面板的限位气嘴，所述弹性柱包括柱体和柱帽，所述柱体为中空结构并设置在所述弹簧座外，所述柱帽设置在所述柱体的一端，所述弹簧设置在所述柱体内，且一端与所述弹簧座的第二端相抵，另一端与所述柱帽相抵；电磁铁，设有多组，每组所述电磁铁包括相对设置的两个电磁铁，且两个所述电磁铁分别设置在所述缓冲垫的两侧；控制器，分别与每个所述电磁铁电连接。

可选地，所述吹气腔为圆台形，所述吹气腔的第二端的面积小于所述吹气腔的第一端的面积，对应的，所述推动件为圆台形，所述推动件的小端的面积稍大于所述吹气腔的第二端的面积，所述推动件的大端的面积小于所述吹气腔的第一端的面积，所述推动件的长度小于所述吹气腔的长度。

可选地，所述底盖与所述上盖之间形成空腔，所述弹簧座位于所述空腔内，所述弹性柱还包括固定设置在所述柱体的远离所述柱帽的一端处的环形柱座，所述环形柱座套设在所述弹簧座外且可活动地位于所述空腔的顶壁与底壁之间。

可选地，所述膨胀槽为十字形槽。

可选地，所述气道结构包括：

子气道，与所述吹气腔连通，所述子气道与所述底盖垂直；

支气道，设有多条，每一条所述支气道与处于同一列的所述子气道连通，所述支气道与所述底盖的朝向所述缓冲垫的外表面平行；

主气道，设有一条，所述主气道与多条所述支气道连通，所述主气道与所述支气道垂直且与所述底盖的朝向所述缓冲垫的外表面平行，所述限位气嘴与所述主气道相连。

可选地，所述底盖上设置有多个第一限位槽，所述电磁铁设置在所述第一限位槽中。

可选地，所述底盖上还设置有第二限位槽，所述缓冲垫设置在所述第二限位槽中，所述第一限位槽设置在所述第二限位槽的槽底处，所述第一限位槽的深度与所述电磁铁的厚度相等。

可选地，所述电磁铁设有四组，且分别设置在靠近所述底盖的四个角处；

和/或，所述控制器设有两个，且分别设置在两个所述面板上，每个所述控制器与设置在所述缓冲垫的同一侧的多个所述电磁铁分别电连接。

可选地，所述缓冲垫具有中空腔，所述缓冲垫的侧壁上设有与所述中空腔相通的气孔，所述缓冲垫的侧壁为波纹形。

本发明还提供一种嵌塞复位方法，应用于所述的弹性自适应缝隙嵌塞复位装置，所述嵌塞复位方法包括：

S1.压缩所述缓冲垫以使所述弹性自适应缝隙嵌塞复位装置的总厚度小于待嵌塞缝隙的宽度；

S2.将所述弹性自适应缝隙嵌塞复位装置嵌入缝隙，并放松对所述缓冲垫的压缩，至少部分弹性柱与其内部的弹簧被缝隙侧壁压缩；

S3.在限位气嘴上外接气泵向气道结构内输入高压气体，气体进入吹气腔，将推动件吹起，推动件挤压膨胀槽，膨胀槽向外扩张将弹性柱挤紧，弹性柱的位置在弹性柱孔内被锁死；

S4.对各个电磁铁通电，使相对的两个电磁铁的极性相同，记录每一组电磁铁之间的斥力的实时值作为缝隙节点建筑构件变形监测的初始值，同时记录各个电磁铁磁力的实时值作为终止复位支顶的回溯值；

当缝隙发生位形变化后，所述嵌塞复位方法还包括：

S5.通过调节相对的一组电磁铁的磁力大小与极性来调整两个自适应板之间的间距；

S6.调整各电磁铁的磁力至所述回溯值，观察每一组电磁铁之间的斥力并重复步骤S5，直至每一组电磁铁之间的斥力到达所述初始值。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的弹性自适应缝隙嵌塞复位装置，通过在两个自适应板之间设置缓冲垫，缓冲垫兼顾阻尼与连接两个自适应板的功能，可增加建筑节点的阻尼，提升耗能能力及地震过程中节点抗冲击能力，在使用时，可以通过在整个弹性自适应缝隙嵌塞复位装置的左右两侧对面板施加压力，从而压缩缓冲垫，当整个弹性自适应缝隙嵌塞复位装置的厚度小于待嵌塞的缝隙的宽度时，可以将该弹性自适应缝隙嵌塞复位装置很轻松地嵌塞入缝隙中；当该弹性自适应缝隙嵌塞复位装置嵌塞到缝隙后，放松对面板的压力，也即放松对缓冲垫的压缩，缓冲垫的压缩量被释放，弹性柱与其内部的弹簧根据缝隙两侧壁的平整度被部分压缩，完成对非平整侧壁的自适应调整；之后在限位气嘴上外接气泵向气道结构内输入高压气体，高压气体经气道结构进入吹气腔中，将推动件吹起，推动件挤压膨胀槽或者挤压吹气腔的靠近其第二端的腔壁，膨胀槽向外张开抵紧柱体的内壁，膨胀槽两侧的结构挤压柱体，与柱体的内壁之间具有较大的摩擦力，将弹性柱挤紧，自适应调整的弹性柱的位置在弹性柱孔内被锁死；之后对电磁铁通电，保持相对的一组电磁铁同极性，记录每一组相对的电磁铁间的斥力的实时值作为缝隙节点建筑构件变形监测的初始值，同时记录各个电磁铁磁力的实时值作为终止复位支顶的回溯值。当发生地震时，缓冲垫起到了良好的阻尼作用，提升耗能能力及地震过程中节点抗冲击能力，当地震发生后，缝隙发生位形变化，先控制相对的一组电磁铁的磁力大小与极性，使电磁铁以较大的磁力相斥或相吸，带动自适应板间距调整；之后调整各电磁铁磁力值至回溯值，观测每一组相对的电磁铁间的斥力，如已达到初始值则停止调整，如未达到则继续调整，直至每一组电磁铁之间的斥力到达所述初始值，达到初始值说明缝隙间距回到了变形之前，构件复位。因此，该弹性自适应缝隙嵌塞复位装置不仅具有嵌缝、监测、复位等功能，又对凹凸不平、蜂窝麻面等非平面的复杂缝隙侧壁具有良好的适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例1中提供的弹性自适应缝隙嵌塞复位装置的结构示意图；

图2为图1所示的弹性自适应缝隙嵌塞复位装置的爆炸图；

图3为图2中的面板的主视图；

图4为图3中A的放大图；

图5为图3的A-A剖视图；

图6为图5中B的放大图；

图7为图2中面板的侧视图；

图8为图7的B-B剖视图；

图9为图7的C-C剖视图；

图10为图2中自适应板的结构示意图；

图11为图2中自适应板的透视图；

图12为缓冲垫的俯视图；

图13为图12的D-D剖视图。

附图标记说明：

1、缓冲垫；101、底板；102、气孔；2、自适应板；201、面板；2011、底盖；2012、上盖；2013、弹性柱孔；2014、弹簧座；2015、膨胀槽；2016、吹气腔；2017、推动件；2018、限位气嘴；2019、空腔；20110、子气道；20111、支气道；20112、主气道；20113、第一限位槽；20114、第二限位槽；202、弹性柱；2021、柱体；2022、柱帽；2023、环形柱座；203、弹簧；3、电磁铁；4、控制器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

结构缝隙常见于土木工程工业与民用建筑中。缝隙可大致分为两类，一类为应力超限结构破坏导致的裂缝，如结构性裂缝、脆性断裂裂缝、沉降裂缝等；另一类为施工缝隙，由施工需要特别预设的缝隙，如现代结构的防震缝、温度伸缩缝，及传统木结构建筑中榫卯节点间为便于安装预留的缝隙。尽管部分缝隙对于建筑结构是必须的，但缝隙的存在对结构安全造成潜在的安全风险，特别是地震作用下的安全隐患问题，如梁-柱节点，当节点存在缝隙时，节点刚度及承载力将大幅降低。

而现有技术公开的纵缝嵌塞与监测复位装置忽略了缝隙的两侧壁并非绝对平整的问题，无法适用于缝隙侧壁不平整时的嵌塞，因此适用范围较窄。

为此，本实施例提供一种弹性自适应缝隙嵌塞复位装置，该弹性自适应缝隙嵌塞复位装置能够适应于缝隙侧壁不平整时的嵌塞。

在一个实施方式中，如图1至图13所示，弹性自适应缝隙嵌塞复位装置包括：缓冲垫1、自适应板2、电磁铁3和控制器4。

其中，缓冲垫1具有弹性；自适应板2设有两个，且对称分布在缓冲垫1的两侧，自适应板2包括面板201、弹性柱202和弹簧203，面板201包括靠近缓冲垫1的底盖2011以及远离缓冲垫1的上盖2012，上盖2012上阵列设置有多排多列弹性柱孔2013，面板201内阵列分布有与弹性柱孔2013一一对应的弹簧座2014，弹簧座2014的第一端固定设置在底盖2011上，弹簧座2014的第二端位于弹性柱孔2013内且与上盖2012的外表面平齐，弹簧座2014内设置有膨胀槽2015，膨胀槽2015的第一端位于弹簧座2014的第二端处，膨胀槽2015的第二端位于弹簧座2014内，弹簧座2014内设有吹气腔2016，吹气腔2016的第一端延伸至弹簧座2014的第一端处，吹气腔2016的第二端延伸至膨胀槽2015中，吹气腔2016内设有推动件2017，推动件2017能够沿吹气腔2016的长度方向活动，推动件2017适于挤压膨胀槽2015或者挤压吹气腔2016的靠近其第二端的腔壁，底盖2011上设有与吹气腔2016连通的气道结构，气道结构包括伸出面板201的限位气嘴2018，弹性柱202包括柱体2021和柱帽2022，柱体2021为中空结构并设置在弹簧座外，柱帽2022设置在柱体2021的一端，弹簧203设置在柱体2021内，且一端与弹簧座2014的第二端相抵，另一端与柱帽2022相抵；电磁铁3设有多组，每组电磁铁3包括相对设置的两个电磁铁3，且两个电磁铁3分别设置在缓冲垫1的两侧；控制器4分别与每个电磁铁3电连接。

在本实施方式中，通过在两个自适应板2之间设置缓冲垫1，缓冲垫1兼顾阻尼与连接两个自适应板2的功能，可增加建筑节点的阻尼，提升耗能能力及地震过程中节点抗冲击能力，在使用时，可以通过在整个弹性自适应缝隙嵌塞复位装置的左右两侧对面板201施加压力，从而压缩缓冲垫1，当整个弹性自适应缝隙嵌塞复位装置的厚度小于待嵌塞的缝隙的宽度时，可以将该弹性自适应缝隙嵌塞复位装置很轻松地嵌塞入缝隙中；当该弹性自适应缝隙嵌塞复位装置嵌塞到缝隙后，放松对面板201的压力，也即放松对缓冲垫1的压缩，缓冲垫1的压缩量被释放，弹性柱202与其内部的弹簧203根据缝隙两侧壁的平整度被部分压缩，完成对非平整侧壁的自适应调整；之后在限位气嘴2018上外接气泵向气道结构内输入高压气体，高压气体经气道结构进入吹气腔2016中，将推动件2017吹起，推动件2017挤压膨胀槽2015或者挤压吹气腔2016的靠近其第二端的腔壁，膨胀槽2015向外张开抵紧柱体2021的内壁，膨胀槽2015两侧的结构挤压柱体2021，与柱体2021的内壁之间具有较大的摩擦力，将弹性柱202挤紧，自适应调整的弹性柱202的位置在弹性柱孔2013内被锁死；之后对电磁铁3通电，保持相对的一组电磁铁3同极性，记录每一组相对的电磁铁3间的斥力的实时值作为缝隙节点建筑构件变形监测的初始值，同时记录各个电磁铁3磁力的实时值作为终止复位支顶的回溯值。当发生地震时，缓冲垫1起到了良好的阻尼作用，提升耗能能力及地震过程中节点抗冲击能力，当地震发生后，缝隙发生位形变化，先控制相对的一组电磁铁3的磁力大小与极性，使电磁铁3以较大的磁力相斥或相吸，带动自适应板2间距调整；之后调整各电磁铁3磁力值至回溯值，观测每一组相对的电磁铁3间的斥力，如已达到初始值则停止调整，如未达到则继续调整，直至每一组电磁铁3之间的斥力到达初始值，达到初始值说明缝隙间距回到了变形之前，构件复位。因此，该弹性自适应缝隙嵌塞复位装置不仅具有嵌缝、监测、复位等功能，又对凹凸不平、蜂窝麻面等非平面的复杂缝隙侧壁具有良好的适应性。

结合图1和图2，位于同一水平方向上的弹性柱202为一排弹性柱202，位于同一竖直方向上的弹性柱202为一列弹性柱202。再结合图，位于同一水平方向上的弹性柱孔2013为一排弹性柱孔2013，位于同一竖直方向上的弹性柱孔2013为一列弹性柱孔2013。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，结合图5和图6，吹气腔2016为圆台形，吹气腔2016的第二端的面积小于吹气腔2016的第一端的面积，对应的，推动件2017为圆台形，推动件2017的小端的面积稍大于吹气腔2016的第二端的面积，推动件2017的大端的面积小于吹气腔2016的第一端的面积，推动件2017的长度小于吹气腔2016的长度。在该实施方式中，由于推动件2017为圆台形，推动件2017的小端面积稍大于吹气腔2016的第二端的面积,推动件2017在被吹起的过程中抵紧吹气腔2016的靠近其第二端的内壁,将吹气腔2016的第二端张开,从而挤压膨胀槽2015，从而使膨胀槽2015向外张开抵紧柱体2021的内壁，将弹性柱202挤紧，同时当推动件2017的大端移动至与吹气腔2016的横截面积相等的位置时，推动件2017的位置被锁死，进一步确保自适应调整的弹性柱202的位置在弹性柱孔2013内被锁死。在一个可替换的实施方式中，可以将吹气腔2016的形状设置为圆柱形，对应的将推动件2017的形状也设置为圆柱形,推动件2017能够嵌入膨胀槽2015中使膨胀槽2015向外扩张，当停止对限位气嘴2018供气后，将限位气嘴2018封闭，依靠气道结构内部的气压使推动件2017保持在锁死位置。在另一个可替换的实施方式中,吹气腔2016的形状还设置为圆台形,而将推动件2017设置为圆锥形,推动件2017的小端可以嵌入膨胀槽2015中,推动件2017的大端的横截面积大于吹气腔2016的第二端的面积。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，底盖2011与上盖2012之间形成空腔2019，弹簧座2014位于空腔2019内，弹性柱202还包括固定设置在柱体2021的远离柱帽2022的一端处的环形柱座2023，环形柱座2023套设在弹簧座2014外且可活动地位于空腔2019的顶壁与底壁之间。在该实施方式中，当弹性自适应缝隙嵌塞复位装置嵌塞到缝隙后，放松对面板201的压力，也即放松对缓冲垫1的压缩，缓冲垫1的压缩量被释放，弹性柱202与其内部的弹簧203根据缝隙两侧壁的平整度被部分压缩，弹性柱202受到缝隙侧壁的压缩沿弹簧座2014的外壁移动，弹性柱202内部的弹簧203被压缩，弹性柱202自身不发生变形。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，如图3和图4所示，膨胀槽2015为十字形槽。在该实施方式中，由于膨胀槽2015为十字形，膨胀槽2015将弹簧座2014的顶部分割成四块扇形结构，当膨胀槽2015的第二端受到挤压时，这四块扇形结构会向外挤压弹性柱202。在一个可替换的实施方式中，膨胀槽2015可以是其他形状，例如包括位于中心的竖直槽，以及将弹簧座2014均匀分割成至少三块扇形结构的至少三个径向槽。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，如图9所示，气道结构包括子气道20110、支气道20111和主气道20112。其中，子气道20110与吹气腔2016连通，子气道20110与底盖2011垂直；支气道20111设有多条，每一条支气道20111与处于同一列的子气道20110连通，支气道20111与底盖2011的朝向缓冲垫1的外表面平行；主气道20112设有一条，主气道20112与多条支气道20111连通，主气道20112与支气道20111垂直且与底盖2011的朝向缓冲垫1的外表面平行，限位气嘴2018与主气道20112相连。在该实施方式中，当自适应板2自适应调整后，在限位气嘴2018上外接气泵向主气道20112内输入高压气体，高压气体经各个支气道20111后进入各个子气道20110中，之后进入吹气腔2016中，将推动件2017吹起，推动件2017挤压膨胀槽2015，膨胀槽2015向外张开抵紧柱体2021的内壁，将弹性柱202挤紧，自适应调整的弹性柱202的位置在弹性柱孔2013内被锁死，通过设置一条主气道20112和多条支气道20111，可对各个吹气腔2016内均匀输入高压气体。当然，在其他可替换的实施方式中，气道结构可设置为其他能对各个吹气腔2016输入高压气体的气道形式。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，结合图2，底盖2011上设置有多个第一限位槽20113，电磁铁3设置在第一限位槽20113中。在该实施方式中，通过在底盖2011上设置第一限位槽20113，便于对电磁铁3的安装固定。具体地，一个底盖2011上第一限位槽20113的数量与电磁铁3的组数相等，第一限位槽20113的截面尺寸与电磁铁3的截面尺寸一致。在一个可替换的实施方式中，可不设置第一限位槽20113，电磁铁3通过粘接的方式固定在底盖2011上。在另一个可替换的实施方式中，电磁铁3还可以是通过粘接的方式固定在缓冲垫1的两端。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，进一步参考图2，底盖2011上还设置有第二限位槽20114，缓冲垫1设置在第二限位槽20114中，第一限位槽20113设置在第二限位槽20114的槽底处，第一限位槽20113的深度与电磁铁3的厚度相等。在该实施方式中，通过在底盖2011上设置第二限位槽20114，便于对缓冲垫1的安装固定，同时通过将第一限位槽20113设置在第二限位槽20114的槽底处，第一限位槽20113的深度与电磁铁3的厚度相等，当电磁铁3固定在第一限位槽20113后，电磁铁3的端面与第二限位槽20114的槽底平齐，不会对缓冲垫1的安装造成干涉。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，电磁铁3设有四组，且分别设置在靠近底盖2011的四个角处。在该实施方式中，通过设置四组电磁铁3，且分别设置在靠近底盖2011的四个角处，可以完成缝隙节点的多点同步变形监测，同时可根据检测值完成基于磁力的节点复位。当然，在其他可替换的实施方式中，电磁铁3的数量可以设置更多。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，控制器4设有两个，且分别设置在两个面板201上，每个控制器4与设置在缓冲垫1的同一侧的多个电磁铁3分别电连接。在该实施方式中，通过设置两个控制器4，便于监测记录每个电磁铁3的磁力值，同时通过将控制器4设置在面板201上，当将嵌弹性自适应缝隙嵌塞复位装置嵌塞到缝隙后，控制器4也随着固定，整个弹性自适应缝隙嵌塞复位装置集成一体。当然，在其他可替换的实施方式中，控制器4可以只设置一个。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，缓冲垫1具有中空腔，缓冲垫1的侧壁上设有与中空腔相通的气孔102，缓冲垫1的侧壁为波纹形。结合图12和图13，缓冲垫1的顶部和底部均由底板101封闭，缓冲垫1的每个侧壁上均开设有气孔102，当缓冲垫1受冲击时排气，缓冲垫1的刚度大于弹簧203的刚度且具有弹性，可通过自身弹性复位吸气，实现气垫效果，可以增加建筑节点的阻尼，提升耗能能力及地震过程中节点抗冲击能力。

具体在一个实施方式中，缓冲垫1由芳族聚酰胺增强材料制成。

实施例2

本实施例提供一种嵌塞复位方法，应用于上述实施例中提供的弹性自适应缝隙嵌塞复位装置，嵌塞复位方法包括以下步骤：

S1.压缩缓冲垫1以使弹性自适应缝隙嵌塞复位装置的总厚度小于待嵌塞缝隙的宽度。具体地，可以通过在整个弹性自适应缝隙嵌塞复位装置的左右两侧对面板201施加压力，从而压缩缓冲垫1，当整个弹性自适应缝隙嵌塞复位装置的厚度小于待嵌塞的缝隙的宽度时，可以将该弹性自适应缝隙嵌塞复位装置很轻松地嵌塞入缝隙中。

S2.将弹性自适应缝隙嵌塞复位装置嵌入缝隙，并放松对缓冲垫1的压缩，至少部分弹性柱202与其内部的弹簧203被缝隙侧壁压缩。具体地，当该弹性自适应缝隙嵌塞复位装置嵌塞到缝隙后，放松对面板201的压力，也即放松对缓冲垫1的压缩，缓冲垫1的压缩量被释放，弹性柱202与其内部的弹簧203根据缝隙两侧壁的平整度被部分压缩，完成对非平整侧壁的自适应调整。

S3.在限位气嘴2018上外接气泵向气道结构内输入高压气体，气体进入吹气腔2016，将推动件2017吹起，推动件2017挤压膨胀槽2015，膨胀槽2015向外扩张将弹性柱202挤紧，弹性柱202的位置在弹性柱孔2013内被锁死。具体地，推动件2017挤压膨胀槽2015，膨胀槽2015向外张开抵紧柱体2021的内壁，膨胀槽2015两侧的结构挤压柱体2021，与柱体2021的内壁之间具有较大的摩擦力，将弹性柱202挤紧，自适应调整的弹性柱202的位置在弹性柱孔2013内被锁死。

S4.对各个电磁铁3通电，使相对的两个电磁铁3的极性相同，记录每一组电磁铁3之间的斥力的实时值作为缝隙节点建筑构件变形监测的初始值，同时记录各个电磁铁3磁力的实时值作为终止复位支顶的回溯值。具体地，控制器4可以通过控制对电磁铁3通入的电流的方向来控制电磁铁3的极性，可以在第一限位槽20113或者是电磁铁3与底盖2011相接触的面上设置压力传感器，控制器4与压力传感器通信连接，通过监测压力传感器的值来监控斥力值，当电磁铁3的电流大小不变，两个电磁铁3之间的间距也不发生变化时，斥力值保持不变。

当缝隙发生位形变化后，嵌塞复位方法还包括：

S5.通过调节相对的一组电磁铁3的磁力大小与极性来调整两个自适应板2之间的间距。具体地，通过控制对电磁铁3通入的电流的大小与方向来调节电磁铁3的磁力大小与极性，此时可以使电磁铁3以较大的磁力相斥或相吸，带动两自适应板2之间的间距快速调整，结合图1和图2，当弹性自适应缝隙嵌塞复位装置嵌塞入缝隙后，限位气嘴2018位于缝隙的外侧，定义弹性自适应缝隙嵌塞复位装置设有限位气嘴2018的一端为伸出端，则嵌入到缝隙中的一端为嵌入端，当构件发生水平扭转时，则靠近嵌入端的每组相对的两个电磁铁3之间的间距变大时，靠近伸出端的每组相对的电磁铁3之间的间距会缩小，在复位时，使靠近嵌入端的每组相对的电磁铁3以较大的磁力相吸，同时使靠近伸出端的每组相对的电磁铁3以较大的磁力相斥，从而动两个自适应板2之间的间距快速调整，自适应板2在移动的过程中支顶构件复位。

S6.调整各电磁铁3的磁力至回溯值，直至每一组电磁铁3之间的斥力到达初始值。具体地，调整各电磁铁3的磁力至回溯值，观测每一组相对的电磁铁3间的斥力，如已达到初始值则停止调整，如未达到初始值则继续重复S5步骤，直至每一组电磁铁3之间的斥力到达初始值为止。当各个电磁铁3的磁力调整至回溯值，且每一组电磁铁3之间的斥力到达初始值，说明构件已经复位到位。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种弹性自适应缝隙嵌塞复位装置，其特征在于，包括：

缓冲垫（1）；

自适应板（2），设有两个，且对称分布在所述缓冲垫（1）的两侧，所述自适应板（2）包括面板（201）、弹性柱（202）和弹簧（203），所述面板（201）包括靠近所述缓冲垫（1）的底盖（2011）以及远离所述缓冲垫（1）的上盖（2012），所述上盖（2012）上阵列设置有多排多列弹性柱孔（2013），所述面板（201）内阵列分布有与所述弹性柱孔（2013）一一对应的弹簧座（2014），所述弹簧座（2014）的第一端固定设置在所述底盖（2011）上，所述弹簧座（2014）的第二端位于所述弹性柱孔（2013）内且与所述上盖（2012）的外表面平齐，所述弹簧座（2014）内设置有膨胀槽（2015），所述膨胀槽（2015）的第一端位于所述弹簧座（2014）的第二端处，所述膨胀槽（2015）的第二端位于所述弹簧座（2014）内，所述弹簧座（2014）内设有吹气腔（2016），所述吹气腔（2016）的第一端延伸至所述弹簧座（2014）的第一端处，所述吹气腔（2016）的第二端延伸至所述膨胀槽（2015）中，所述吹气腔（2016）内设有推动件（2017），所述推动件（2017）能够沿所述吹气腔（2016）的长度方向活动，所述推动件（2017）适于挤压所述膨胀槽（2015）或者挤压所述吹气腔（2016）的靠近其第二端的腔壁，所述底盖（2011）上设有与所述吹气腔（2016）连通的气道结构，所述气道结构包括伸出所述面板（201）的限位气嘴（2018），所述弹性柱（202）包括柱体（2021）和柱帽（2022），所述柱体（2021）为中空结构并设置在所述弹簧座（2014）外，所述柱帽（2022）设置在所述柱体（2021）的一端，所述弹簧（203）设置在所述柱体（2021）内，且一端与所述弹簧座（2014）的第二端相抵，另一端与所述柱帽（2022）相抵；

电磁铁（3），设有多组，每组所述电磁铁（3）包括相对设置的两个电磁铁（3），且两个所述电磁铁（3）分别设置在所述缓冲垫（1）的两侧；

控制器（4），分别与每个所述电磁铁（3）电连接。

2.根据权利要求1所述的弹性自适应缝隙嵌塞复位装置，其特征在于，所述吹气腔（2016）为圆台形，所述吹气腔（2016）的第二端的面积小于所述吹气腔（2016）的第一端的面积，对应的，所述推动件（2017）为圆台形，所述推动件（2017）的小端的面积稍大于所述吹气腔（2016）的第二端的面积，所述推动件（2017）的大端的面积小于所述吹气腔（2016）的第一端的面积，所述推动件（2017）的长度小于所述吹气腔（2016）的长度。

3.根据权利要求1所述的弹性自适应缝隙嵌塞复位装置，其特征在于，所述底盖（2011）与所述上盖（2012）之间形成空腔（2019），所述弹簧座（2014）位于所述空腔（2019）内，所述弹性柱（202）还包括固定设置在所述柱体（2021）的远离所述柱帽（2022）的一端处的环形柱座（2023），所述环形柱座（2023）套设在所述弹簧座（2014）外且可活动地位于所述空腔（2019）的顶壁与底壁之间。

4.根据权利要求1所述的弹性自适应缝隙嵌塞复位装置，其特征在于，所述膨胀槽（2015）为十字形槽。

5.根据权利要求1所述的弹性自适应缝隙嵌塞复位装置，其特征在于，所述气道结构包括：

子气道（20110），与所述吹气腔（2016）连通，所述子气道（20110）与所述底盖（2011）垂直；

支气道（20111），设有多条，每一条所述支气道（20111）与处于同一列的所述子气道（20110）连通，所述支气道（20111）与所述底盖（2011）的朝向所述缓冲垫（1）的外表面平行；

主气道（20112），设有一条，所述主气道（20112）与多条所述支气道（20111）连通，所述主气道（20112）与所述支气道（20111）垂直且与所述底盖（2011）的朝向所述缓冲垫（1）的外表面平行，所述限位气嘴（2018）与所述主气道（20112）相连。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的弹性自适应缝隙嵌塞复位装置，其特征在于，所述底盖（2011）上设置有多个第一限位槽（20113），所述电磁铁（3）设置在所述第一限位槽（20113）中。

7.根据权利要求6所述的弹性自适应缝隙嵌塞复位装置，其特征在于，所述底盖（2011）上还设置有第二限位槽（20114），所述缓冲垫（1）设置在所述第二限位槽（20114）中，所述第一限位槽（20113）设置在所述第二限位槽（20114）的槽底处，所述第一限位槽（20113）的深度与所述电磁铁（3）的厚度相等。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的弹性自适应缝隙嵌塞复位装置，其特征在于，所述电磁铁（3）设有四组，且分别设置在靠近所述底盖（2011）的四个角处；

和/或，所述控制器（4）设有两个，且分别设置在两个所述面板（201）上，每个所述控制器（4）与设置在所述缓冲垫（1）的同一侧的多个所述电磁铁（3）分别电连接。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的弹性自适应缝隙嵌塞复位装置，其特征在于，所述缓冲垫（1）具有中空腔，所述缓冲垫（1）的侧壁上设有与所述中空腔相通的气孔（102），所述缓冲垫（1）的侧壁为波纹形。

10.一种嵌塞复位方法，其特征在于，应用于权利要求1-9中任一项所述的弹性自适应缝隙嵌塞复位装置，所述嵌塞复位方法包括：

S1.压缩所述缓冲垫（1）以使所述弹性自适应缝隙嵌塞复位装置的总厚度小于待嵌塞缝隙的宽度；

S2.将所述弹性自适应缝隙嵌塞复位装置嵌入缝隙，并放松对所述缓冲垫（1）的压缩，至少部分弹性柱（202）与其内部的弹簧（203）被缝隙侧壁压缩；

S3.在限位气嘴（2018）上外接气泵向气道结构内输入高压气体，气体进入吹气腔（2016），将推动件（2017）吹起，推动件（2017）挤压膨胀槽（2015），膨胀槽（2015）向外扩张将弹性柱（202）挤紧，弹性柱（202）的位置在弹性柱孔（2013）内被锁死；

S4.对各个电磁铁（3）通电，使相对的两个电磁铁（3）的极性相同，记录每一组电磁铁（3）之间的斥力的实时值作为缝隙节点建筑构件变形监测的初始值，同时记录各个电磁铁（3）磁力的实时值作为终止复位支顶的回溯值；

当缝隙发生位形变化后，所述嵌塞复位方法还包括：

S5.通过调节相对的一组电磁铁（3）的磁力大小与极性来调整两个自适应板（2）之间的间距；

S6.调整各电磁铁（3）的磁力至所述回溯值，观察每一组电磁铁（3）之间的斥力并重复步骤S5，直至每一组电磁铁（3）之间的斥力到达所述初始值。

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