CN100398758C - 复合减震器 - Google Patents

Abstract

复合减震器是一种用于土木工程结构抗振(震)的装置，该减震器将内外钢管所围成的腔体分为三部分，中间腔体为流体阻尼器，两端腔体为铅阻尼器。在内钢管的左端固定有左连接钢板(1)，右端固定有限位板(10)，在外钢管右端的内孔中设有内封板(17)，在左腔体隔板(4)与外钢管端头板之间以及右腔体隔板(19)与内封板之间的内钢管上分别固定有左椭球突起(3)和右椭球突起(20)，在椭球突起(3)和(20)外为灌注铅(13)；在外钢管的外壁中部设有密封口(5)和灌注口(7)，在内钢管上焊有运动阀(16)，运动阀(16)中有流体管道(15)，在左腔体隔板与右腔体隔板之间为灌注流体(6)。

Description

复合减震器

技术领域

本发明是一种用于土木工程结构抗振(震)的装置，尤其是一种复合减震器。

背景技术

地震力和风振力是建筑结构所承受的主要控制荷载，也是导致建筑结构发生破坏和倒塌的主要因素，准确地认识结构在动荷载作用下的受力机理和动力响应，并对其实施可靠的抗振(震)保护措施是一个前沿性的研究课题。结构耗能减振控制是一种新型的抗振(震)方式，即利用耗能减振装置消耗外部激励能量，以达到减轻外部激励对主结构的破坏。目前针对风振和地震开发研究的耗能减振装置有粘弹性阻尼器、粘滞流体阻尼器、金属阻尼器、摩擦阻尼器、形状记忆合金阻尼器、磁(电)流变阻尼器等。粘弹性阻尼器造价低廉，耗能能力强，然而其性能受外界环境温度的影响较大。金属阻尼器和摩擦阻尼器制作方便、造价低廉，但其滞回曲线不光滑、较好的回复能力和较高的耗能能力很难达到统一。形状记忆合金阻尼器造价昂贵，且受温度的影响非常大。粘滞流体阻尼器和磁(电)流变阻尼器是利用粘滞流体和磁(电)流变体的运动耗散振动能量，然而该阻尼器主要的缺点包括：(一)粘滞流体和磁(电)流变体易渗漏；(二)大量地使用粘滞流体和磁(电)流变体造价昂贵；(三)粘滞流体阻尼器和磁(电)流变阻尼器不能提供给结构足够的刚度；(四)在灌注粘滞流体和磁(电)流变体的过程中灌注不密实，容易产生气泡，从而导致耗能曲线的颈缩现象。这些阻尼器所存在的缺点严重地制约了各种阻尼器在土木减振工程中的应用。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种价格低廉、制作方便的复合减震器。

技术方案：本发明的复合减震器，由内钢管、外钢管、内钢管焊接椭球突起、外钢管端头板、连接钢板、弹簧、腔体隔板、密封口、灌注流体、运动阀、限位板、灌注铅、密封圈、流体灌注口组成。该减震器将内外钢管所围成的腔体分为三部分，中间腔体为流体阻尼器，两端腔体为铅阻尼器。该减震器中，内钢管位于外钢管中，内钢管的左端伸出外钢管，在内钢管的左端固定有左连接钢板，在外钢管的左端固定有外钢管端头板，外钢管端头板与左连接钢板之间设有左弹簧；在内钢管的右端固定有限位板，在外钢管的右端固定有右连接钢板，限位板与右连接钢板之间设有右弹簧；在外钢管右端的内孔中设有内封板，在外钢管内固定有左腔体隔板和右腔体隔板；在左腔体隔板与外钢管端头板之间的内钢管上固定有一个椭球突起，在左腔体隔板、外钢管端头板、外钢管、内钢管所围成的腔体间有灌注铅；在右腔体隔板与内封板之间的内钢管上固定有一个椭球突起，在右腔体隔板、外钢管内封板、外钢管、内钢管之间的腔体内有灌注铅；在外钢管的外壁中部设有密封口和灌注口，在内钢管上焊有运动阀，运动阀中有流体管道，在左腔体隔板与右腔体隔板之间为灌注流体。

将复合减震器加设于柱间支撑、梁柱节点、桁架下弦杆等可变形部位，当结构因振动而发生变形时，复合减震器也产生变形，此时，内钢管和外钢管产生相对变形，内钢管上的椭球突起在运动过程中挤压铅以及流体经运动阀的管道从一个腔体流向另一个腔体时耗散大量的振动能量。减震器两端的弹簧在振动过程中产生很强的弹性恢复力。当振动导致过大的变形时，内钢管端头的限位板以及内钢管上的椭球突起被挡住，限制了减震器的过大变形，确保减震器不发生破坏。在灌注流体的时候，流体通过灌注口灌入腔体，待密封口出现流体时，将密封口密封，再撤除灌注口的管道，将灌注口密封。为防止流体的渗漏，在内钢管和隔板间设有密封圈，另外两端头腔体均有铅的密封，流体很难发生渗漏。同时，流体和铅的耗能性能受环境温度的影响很小。

由此可以看出，该复合减震器受力明确、制作方便，具有很强的耗能能力和一定的刚度，能有效地减小土木建筑结构的振动反应。

有益效果：本发明的复合减震器具有以下优点：(一)耗能曲线饱满，具有很强的耗能性能；(二)不仅具有很强的耗能性能，而且能够提供给结构一定的刚度；(三)不受环境温度的影响；(四)有效地解决粘滞流体和磁(电)流变体的渗漏问题；(五)有效地解决粘滞流体和磁(电)流变体的灌注不密实问题；(六)在振动过程中具备自限位能力；(七)结构较为简单、制作方便、造价低廉。它可广泛地用于高层建筑、桥梁结构和塔桅结构等土木工程结构的抗风和抗震工程中。

附图说明

图1为本发明的剖面结构示意图。图中有：左连接钢板1、外钢管端头板2、左椭球突起3、左腔体隔板4、右腔体隔板19、左椭球突起20、密封口5、灌注流体6、灌注口7、内钢管8、外钢管9、限位板10、右连接钢板11、左弹簧12、灌注铅13、密封圈14、流体管道15、运动阀16、内封板17、右弹簧18、右腔体隔板19、椭球突起20。

具体实施方式

本发明的复合减震器中，内钢管8位于外钢管9中，内钢管8的左端伸出外钢管9，在内钢管8的左端固定有左连接钢板1，在外钢管9的左端固定有外钢管端头板2，外钢管端头板2与左连接钢板1之间设有左弹簧12；在内钢管8的右端固定有限位板10，在外钢管9的右端固定有右连接钢板11，限位板10与右连接钢板11之间设有右弹簧18；在外钢管9右端的内孔中设有内封板17，在外钢管9内固定有腔体隔板；在左腔体隔板4与外钢管端头板2之间的内钢管8上固定有一个椭球突起3，在左腔体隔板4、外钢管端头板2、外钢管9与内钢管8所围成的腔体内灌注有铅13；在右腔体隔板19与内封板17之间的内钢管8上固定有一个椭球突起20，在右腔体隔板19、外钢管内封板17、外钢管9与内钢管8所围成的腔体内灌注有铅13；在外钢管9的外壁中部设有密封口5和灌注口7，在内钢管8上焊有运动阀16，运动阀16中有流体管道15，在左右腔体隔板之间灌注流体6。

将内外钢管的腔体分为三部分，中间腔体为流体阻尼器，两端腔体为铅阻尼器。当内钢管8和外钢管9产生相对变形时，内钢管8上的椭球突起3和20在运动过程中挤压灌注铅13以及灌注流体6经运动阀16的管道15从一个腔体流向另一个腔体时耗散大量的振动能量。减震器两端的弹簧12和18在振动过程中产生很强的弹性恢复力，一般为5KN～30KN，提供给结构一定的刚度。当振动导致过大的变形时，内钢管8端头的限位板10以及内钢管上的椭球突起3被挡住，限制了减震器的过大变形，确保减震器不发生破坏。在灌注流体的时候，流体6可为硅油，流体6通过灌注口7灌入腔体，待密封口5出现流体时，将密封口5密封，再撤除灌注口7的管道，将灌注口7密封。为防止流体6的渗漏，在内钢管8和隔板4间设有密封圈14，另外两端头腔体均有铅13的密封，流体6很难发生渗漏。左连接钢板1和右连接钢板11可与土木建筑结构螺栓连接或焊接。同时，流体6和铅13的耗能性能受环境温度的影响很小。

Claims (1)

1.一种复合减震器，其特征在于该减震器将内外钢管所围成的腔体分为三部分，中间腔体为流体阻尼器，两端腔体为铅阻尼器；该减震器中，内钢管(8)位于外钢管(9)中，内钢管(8)的左端伸出外钢管(9)，在内钢管(8)的左端固定有左连接钢板(1)，在外钢管(9)的左端固定有外钢管端头板(2)，外钢管端头板(2)与左连接钢板(1)之间设有左弹簧(12)；在内钢管(8)的右端固定有限位板(10)，在外钢管(9)的右端固定有右连接钢板(11)，限位板(10)与右连接钢板(11)之间设有右弹簧(18)；在外钢管(9)右端的内孔中设有内封板(17)，在外钢管(9)内固定有左腔体隔板(4)和右腔体隔板(19)；在左腔体隔板(4)与外钢管端头板(2)之间的内钢管(8)上固定有一个椭球突起(3)，在左腔体隔板(4)、外钢管端头板(2)、外钢管(9)、内钢管(8)所围成的腔体间有灌注铅(13)；在右腔体隔板(19)与内封板(17)之间的内钢管(8)上固定有一个椭球突起(20)，在右腔体隔板(19)、外钢管内封板(17)、外钢管(9)、内钢管(8)之间的腔体内有灌注铅(13)；在外钢管(9)的外壁中部设有密封口(5)和灌注口(7)，在内钢管(8)上焊有运动阀(16)，运动阀(16)中有流体管道(15)，在左腔体隔板(4)与右腔体隔板(19)之间为灌注流体(6)；内钢管上的椭球突起在运动过程中挤压铅以及流体经运动阀的管道从一个腔体流向另一个腔体时耗散大量的振动能量。

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