CN102444219B

CN102444219B - 软钢屈服与摩擦联合阻尼器

Info

Publication number: CN102444219B
Application number: CN201110320361.0A
Authority: CN
Inventors: 张延年; 郑怡; 汪青杰; 刘阳
Original assignee: Shenyang Jianzhu University
Current assignee: Shenyang Jianzhu University
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2031-10-20
Also published as: CN102444219A

Abstract

本发明是一种软钢屈服与摩擦联合阻尼器，涉及一种建筑结构震动控制装置。它包括T形钢板、单面摩擦板、双面摩擦板、摩擦力调节螺栓、摩擦力调节螺母、摩擦板转动杆、固定转轴、滑动孔、支撑连接转动轴、多孔软钢屈服阻尼器。摩擦板位于T形钢板中部，双面摩擦板一端通过两块单面摩擦板和T形钢板与梁连接，另一端通过摩擦板转动杆和支撑连接板与人字形支撑连接。两个多孔软钢屈服阻尼器关于摩擦板转动杆对称布置，一端与通过T形钢板与梁连接，另一端支撑连接板与人字形支撑连接。软钢屈服与摩擦联合阻尼器具有较大的初始刚度，系统的受力均匀、稳定、节省材料，又保证耗能体系稳固、有效，构造简单，经济实用。

Description

软钢屈服与摩擦联合阻尼器

技术领域

本发明涉及一种建筑结构震动控制装置，特别是涉及一种建筑结构震动控制的建筑用软钢屈服与摩擦联合阻尼器。

背景技术

金属屈服阻尼器(metallic yielding damper)是用软钢或其它软金属材料做成的各种形式的阻尼耗能器。金属屈服后具有良好的滞回性能，利用某些金属具有的弹塑性滞回变形耗能，包括软钢屈服阻尼器、铅阻尼器和形状记忆合金(shape memory alloys，简称SMA)阻尼器等。它对结构进行振动控制的机理是将结构振动的部分能量通过金属的屈服滞回耗能耗散掉，从而达到减小结构反应的目的。

软钢屈服阻尼器是充分利用软钢进入塑性阶段后具有良好的滞回特性。1972年，Kelly和Skinner等美国学者首先开始研究利用软钢的这种性能来控制结构的动力反应，并提出软钢屈服阻尼器的几种形式，包括扭转梁、弯曲梁、U形条耗能器等。随后，其它学者又相继提出许多形式各异的软钢屈服阻尼器，其中比较典型的如X形、三角形板软钢屈服阻尼器、E型钢阻尼器、C型钢阻尼器。经过国内外许多学者的理论分析和实验研究，证实软钢屈服阻尼器具有稳定的滞回特性，良好的低周疲劳性能，长期的可靠性和不受环境、温度影响等特点，是一种很有前途的耗能器。

摩擦阻尼器作为一种耗能装置，因其耗能能力强，荷载大小、频率对其性能影响不大，且构造简单，取材容易，造价低廉，因而具有很好的应用前景。特别是在控制结构近断层地震反应和中高层结构地震反应方面有独特优势。摩擦阻尼器对结构进行振动控制的机理是：阻尼器在主要结构构件屈服前的预定荷载下产生滑移或变形，依靠摩擦或阻尼耗散地震能量，同时，由于结构变形后自振周期加长，减小了地震输入，从而达到降低结构地震反应的目的。摩擦阻尼器的发展始于20世纪70年代末，随后为适应不同类型的建筑结构，国内外学者陆续研制开发了多种摩擦阻尼器，其摩擦力大小易于控制，可方便地通过调节预紧力大小来确定。目前，研究开发的摩擦阻尼器主要有：普通摩擦阻尼器、Pall摩擦阻尼器、Sumitomo摩擦阻尼器、摩擦剪切铰阻尼器、滑移型长孔螺栓节点阻尼器、T形芯板摩擦阻尼器、拟粘滞摩擦阻尼器、多级摩擦阻尼器以及一些摩擦复合耗能器。

将软钢屈服阻尼器安装在人字形支撑上，能够很好的控制风振和地震对结构的地震反应。然而，结构的风振和地震反应过大时，可能由于变形过大而耗能能力明显降低，为保证软钢屈服阻尼器的耗能能力，有必要对其进行必要的改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软钢屈服与摩擦联合阻尼器，主要为了改善软钢屈服阻尼器的变形能力和耗能能力。将软钢屈服与摩擦联合阻尼器安装在人字形支撑顶部，软钢具有一定的初始刚度，在大风和地震作用下，开始软钢屈服耗能，摩擦阻尼器也开始工作，并有效控制软钢的严重变形，保证软钢始终具有良好的耗能能力，而摩擦阻尼器具有良好的耗能能力，二者联合作用，充分发挥二者的优点，有效控制结构的风振和地震反应，保护结构安全。

本发明的技术方案如下：

软钢屈服与摩擦联合阻尼器，它包括T形钢板、单面摩擦板、双面摩擦板、摩擦力调节螺栓、摩擦力调节螺母、摩擦板转动杆、固定转轴、滑动孔、支撑连接转动轴、多孔软钢屈服阻尼器、软钢屈服阻尼器内设椭圆孔、支撑连接板、软钢安装垫板、螺栓、螺母、梁、梁加强槽钢、垫板、人字形支撑顶部、人字形支撑顶部加强槽钢和人字形支撑将强垫板等组成。摩擦板位于T形钢板中部，两块单面摩擦板相对布置，两块单面摩擦板之间设置双面摩擦板，在两块单面摩擦板的圆环两端设置摩擦力调节螺栓和摩擦力调节螺母。双面摩擦板一端通过两块摩擦板和T形钢板与梁连接，另一端通过摩擦板转动杆和支撑连接板与人字形支撑连接。单面摩擦板的形状为一段圆环，双面摩擦板的形状为比单面摩擦板更短的一段圆环。两个多孔软钢屈服阻尼器关于摩擦板转动杆对称布置，一端与通过T形钢板与梁连接，另一端支撑连接板与人字形支撑连接，多孔软钢屈服阻尼器为长方形，内部设置多个椭圆孔，椭圆孔等间距并排。

本发明的优点是：软钢屈服与摩擦联合阻尼器具有较大的初始刚度，在风振和地震作用下，能够迅速进入耗能状态，并且在大变形下仍具有较好的耗能能力。整个系统的受力均匀、稳定、节省材料，又保证耗能体系稳固、有效，构造简单，经济实用。既可以用于新建建筑工程的抗震设计，也可以用于已有工程的加固维修。

附图说明

图1为本发明软钢屈服与摩擦联合阻尼器示意图。

图2为本发明采用螺栓连接的软钢屈服与摩擦联合阻尼器固定连接方式。

图中，1为T形钢板；2为单面摩擦板；3为双面摩擦板；4为摩擦力调节螺栓；5为摩擦力调节螺母；6为摩擦板转动杆；7为固定转轴；8为滑动孔；9为支撑连接转动轴；10为多孔软钢屈服阻尼器；11为软钢屈服阻尼器内设椭圆孔；12为支撑连接板；13为软钢安装垫板；14为螺栓；15为螺母；16为梁；17为梁加强槽钢；18为垫板；19为人字形支撑顶部；20为人字形支撑顶部加强槽钢；21为人字形支撑将强垫板。

具体实施方式

下面结合技术方案和参照附图对本发明进行详细说明。

本发明提出的软钢屈服与摩擦联合阻尼器如图1~图2所示。整个装置主要由T形钢板1、单面摩擦板2、双面摩擦板3、摩擦力调节螺栓4、摩擦力调节螺母5、摩擦板转动杆6、固定转轴7、滑动孔8、支撑连接转动轴9、多孔软钢屈服阻尼器10、软钢屈服阻尼器内设椭圆孔11、支撑连接板12、软钢安装垫板13、螺栓14、螺母15、梁16、梁加强槽钢17、垫板18、人字形支撑顶部19、人字形支撑顶部加强槽钢20和人字形支撑将强垫板21等组成。

切割两块钢板，焊接成T形钢板1，并进行钻孔，对单面摩擦板2和双面摩擦板3进行切割，制作摩擦板转动杆6并进行开孔，安装单面摩擦板2和双面摩擦板3和固定转轴7。制作多孔软钢屈服阻尼器10、支撑连接板12和垫板，将摩擦板转动杆6安装在支撑连接板12上，两个多孔软钢屈服阻尼器11关于摩擦板转动杆6对称布置，一端与T形钢板1连接，另一端与支撑连接板12连接。加工梁加强槽钢17、垫板18、人字形支撑顶部加强槽钢20和人字形支撑将强垫板21，通过螺栓将软钢屈服与摩擦联合阻尼器一端安装在梁上，另一端安装在人字形支撑顶部。

Claims

1.一种软钢屈服与摩擦联合阻尼器，它包括 T形钢板、单面摩擦板、双面摩擦板、摩擦力调节螺栓、摩擦力调节螺母、摩擦板转动杆、固定转轴、滑动孔、支撑连接转动轴、多孔软钢屈服阻尼器、多孔软钢屈服阻尼器内设椭圆孔、支撑连接板、软钢安装垫板、螺栓、螺母、梁、梁加强槽钢、垫板、人字形支撑顶部、人字形支撑顶部加强槽钢、人字形支撑加强垫板这些零部件，由它们连接组成软钢屈服与摩擦联合阻尼器，其特征在于：单面摩擦板（2）位于T形钢板（1）中部，两块单面摩擦板（2）相对布置，两块单面摩擦板（2）之间设置双面摩擦板（3），在两块单面摩擦板（2）的圆环两端安装摩擦力调节螺栓（4）和摩擦力调节螺母（5）。

2.根据权利要求1所述的软钢屈服与摩擦联合阻尼器，其特征在于：双面摩擦板（3）一端通过两块单面摩擦板（2）和T形钢板（1）与梁连接，另一端通过摩擦板转动杆（6）和支撑连接板（12）与人字形支撑连接。

3.根据权利要求1所述的软钢屈服与摩擦联合阻尼器，其特征在于：单面摩擦板（2）的形状为一段圆环，双面摩擦板（3）的形状为比单面摩擦板（2）更短的一段圆环。