CN102936928B - 一种旋转管型阻尼器 - Google Patents

Abstract

一种旋转管形阻尼器，属建筑结构消能减震领域，包括耗能圆管，耗能圆管的管壁上沿其环向开设有多个相对于圆管轴向倾斜的长孔，长孔所在环向部位构成耗能圆管的耗能段；可以在耗能圆管的内部配置内套管和/或外部配置外套管；同时可以在耗能圆管的转动段与套管之间设有耗能材料，耗能圆管在伸长或缩短时，耗能段材料发生屈服，耗能圆管和套管之间的耗能材料发生相动变形或运动，可消耗能量，进而减小与之相连结构的振动，本发明解决了现有旋转筒型阻尼器运动转化装置（丝杠）构造复杂和不耗能的缺点，耗能段既可放大耗能圆管轴向的位移，又可消耗能量，且构造简单。

Description

一种旋转管型阻尼器

技术领域

本发明涉及一种用于建筑结构消能减震的阻尼器，尤其涉及一种旋转管型阻尼器。

背景技术

结构消能减震是在建筑结构中加入阻尼器，以消耗输入结构的地震能量，从而减小结构的地震响应。阻尼器也称消能装置，包括黏滞阻尼器、滞回阻尼器和摩擦阻尼器等。因为建筑结构一般不充许发生较大的层间变形，为有效发挥阻尼器的消能作用，往往需要放大装置来放大建筑结构的层间变形。这些放大装置包括肘节式支撑、剪刀型支撑等。特别地，1998年日本专利（公开号：特开平10-184757）公开了一种旋转筒型阻尼器，通过丝杠把支撑的直线运动转化为一种旋转运动，放大了结构的层间位移。但是，其中不足：运动转化装置不耗能；运动转化装置螺旋副构造复杂。

发明内容

为了克服上述旋转筒型阻尼器的不足，本发明的目的在于提供一种运动转化部分可消耗能量的旋转管型阻尼器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种圆管型阻尼器，包括耗能圆管1，在耗能圆管1的管壁上沿其环向开设有多个相对于圆管轴向倾斜的长孔2，长孔2所在环向部位构成耗能圆管1的耗能段12。

所述长孔2为直槽形、8字形或椭圆形。

所述长孔2开口处经过圆角处理。

在耗能圆管1上的同一个环向上，各个长孔2的走向一致，相邻长孔2之间间距一致。

所述长孔2在耗能圆管1上有一圈，耗能圆管1的其中一端与球轴承5连接，长孔2与球轴承5之间为耗能圆管1的转动段13。

所述长孔2在耗能圆管1上有两圈，两圈长孔2互相对称，两圈长孔2之间为耗能圆管1的转动段13。

所述耗能圆管1的内部配置内套管61和/或外部配置外套管62。

所述套管6与耗能圆管1之间设有支撑装置。

所述耗能圆管1的转动段13与套管6之间设有粘弹性材料或摩擦材料

所述耗能圆管1为可屈服耗能的材料。

与现有技术相比，本发明的优点是：由于耗能圆管的耗能段可以发生很大的变形，进而发生屈服，因此可消耗输入其中的能量；同时构造简单，便于批量制造。

附图说明

图1a为本发明第一实施例的轴侧图。

图1b为本发明第一实施例的上视图。

图1c为图1b的A-A剖面图。

图1d为图1b的B-B剖面图。

图1e为图1b的C-C剖面图。

图2a为本发明第二实施例的轴侧图。

图2b为本发明第二实施例的上视图。

图2c为图2b的A-A剖面图。

图2d为图2b的B-B剖面图。

图2e为图2b的C-C剖面图。

图3为本发明的第三实施例。

图4为本发明的第四实施例。

图5为本发明的第五实施例。

图6a为本发明第六实施例的轴侧图。

图6b为本发明第六实施例的上视图。

图6c为图6b的A-A剖面图。

图6d为本发明第六实施例的分解图。

图6e为本发明第六实施例的分解图。

图6f为本发明第六实施例的分解图。

图7a为本发明第七实施例的轴侧图。

图7b为本发明第七实施例的上视图。

图7c为图7b的A-A剖面图。

图7d为本发明第七实施例的分解图。

图8a为本发明第八实施例的上视图。

图8b为图8a的A-A剖面图。

图8c为本发明第八实施例的分解图。

图9a为本发明第九实施例的上视图。

图9b为图8a的A-A剖面图。

具体实施方式

本发明提出的一种旋转管型阻尼器，可以安装在建筑结构框架之间，给建筑物提供一定的刚度和耗能能力。

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1a-图1e为本发明的第一实施例，由耗能圆管1、耗能圆管1一端设置的左接头31以及另一端设置的右接头32组成，其中耗能圆管1的管壁上沿其环向开设有多个相对于管径倾斜的长孔2，长孔2有两圈，互相对称，每一圈所在部位构成耗能圆管1的耗能段12，两圈长孔2之间为耗能圆管1的转动段13，左端的一圈长孔2与左接头31之间，以及右端的一圈长孔2与右接头32之间，为耗能圆管1的连接段11。

其中，耗能段12上的长孔2为直槽形孔，耗能圆管1为钢材或其他可屈服消耗能量的金属；通过左接头31以及右接头32把阻尼器连接到建筑结构框架之间。

由于耗能段12开了倾斜的长孔2，耗能圆管1在轴向拉伸或压缩作用下，转动段13会转动，耗能段12发拉弯扭或压弯扭变形，耗能段12材料屈服，进而消耗输入结构的能量，从而可减小结构的振动。

图2a-图2e为本发明的第二实施例，由耗能圆管1、球轴承5、耗能圆管1一端设置的左接头31以及另一端设置的右接头32组成，其中球轴承5的外圈与左接头31相连，内圈与耗能圆管1相连接；耗能圆管1的右端与右接头32相连接。其中耗能圆管1的管壁上沿其环向开设有多个相对于管径倾斜的长孔2，长孔2有一圈，其所在部位构成耗能圆管1的耗能段12，长孔2所在部位与球轴承5之间为耗能圆管1的转动段13，长孔2所在部位与右接头32之间为耗能圆管1的连接段11。

该阻尼器在拉伸或压缩时，转动段13发生转动，耗能段12变形，进而屈服耗能。

图3为本发明的第三实施例，与第一实施例的区别是倾斜的长孔2开口处经过圆角处理。圆角可减小开口处的应力集中。

图4为本发明的第四实施例，与第三实施例的区别是倾斜的长孔为8字形。

图5为本发明的第五实施例，与第三实施例的区别是倾斜的长孔为椭圆形。

图6a-图6f为本发明的第六实施例，由耗能圆管1、配置在耗能圆管1外部的外套管62、配置在耗能圆管1内部的内套管61、连接于耗能圆管1两端的连接头3，以及设置在内套管61与耗能圆管1之间、外套管62与耗能圆管1之间的支撑装置组成。

该支撑装置包括：固定支撑环71、可转动支撑环72、固定支撑块731和可动支撑块732。如图6e所示，固定支撑环71、固定支撑块732固定在内套管61或外套管62上，可转动支撑环72与可动支撑块732固定于耗能圆管1上。

内套管61或外套管62通过该支撑装置为耗能圆管1提供侧向支撑，以使耗能圆管1的轴线保持直线，防止耗能圆管1的转动段13的轴线偏移，引起该阻尼器性能的退化；固定于耗能圆管1的可转动支撑环72支撑环与固定于内套管61或外套管62的固定支撑环71限制了套管的轴向运动。耗能圆管1两端缩短或伸长时，可转动支撑环72和耗能圆管1的转动段13发生转动，耗能段12压弯扭或拉弯扭变形，材料屈服消耗输入其中的能量。

图7a-图7d为本发明的第七实施例，由耗能圆管1、外套管62、内套管61、球轴承5、左连接头31、右连接头32和支撑装置组成。该支撑装置包括固定支撑环71和连接块74，其中固定支撑环71设置在套管与耗能圆管1之间，并固定在外套管62或内套管61上；球轴承5外圈与左连接头31连接；外套管62与球轴承5外圈连接；耗能圆管1与球轴承5内圈连接；内套管61通过连接块74连接于左接头31；耗能圆管1右端与右接头32连接。

图8为本发明的第八实施例，与第六实施例相比，本实施例无内套管61。

图9a-图9b为本发明的第九实施例，本发明与第六实施例的区别是，在耗能圆管1的转动段13与套管之间填充耗能材料8，耗能材料8可以是粘弹性材料，如橡胶等；也可以是摩擦材料。本发明的耗能圆管1拉伸或缩短时，耗能段12的材料屈服消耗能量，转动段13与套管发生相对运动，其中的耗能材料8变形或摩擦消耗能量。耗能材料对转动的阻力也可提高耗能圆管的轴向刚度。

Claims (8)

1.一种旋转管型阻尼器，包括耗能圆管(1)，其特征在于，耗能圆管(1)包括连接段(11)和转动段(13)，在耗能圆管(1)的管壁上沿其环向开设有多个相对于圆管轴向倾斜的长孔(2)，长孔(2)所在环向部位构成耗能圆管(1)的耗能段(12)，即所述长孔(2)开在耗能段(12)管壁上，所述长孔(2)在耗能圆管(1)上有一圈，耗能圆管(1)的其中一端与球轴承(5)连接，长孔(2)与球轴承(5)之间为耗能圆管(1)的转动段(13)。

2.根据权利要求1所述的阻尼器，其特征在于，所述长孔(2)为直槽形、8字形或椭圆形。

3.根据权利要求1所述的阻尼器，其特征在于，所述长孔(2)开口处经过圆角处理。

4.根据权利要求1所述的阻尼器，其特征在于，在耗能圆管(1)上的同一个环向上，各个长孔(2)的走向一致，相邻长孔(2)之间间距一致。

5.根据权利要求1所述的阻尼器，其特征在于，所述耗能圆管(1)的内部配置内套管(61)和/或外部配置外套管(62)。

6.根据权利要求5所述的阻尼器，其特征在于，所述套管(6)与耗能圆管(1)之间设有支撑装置。

7.根据权利要求5所述的阻尼器，其特征在于，所述耗能圆管(1)的转动段(13)与套管(6)之间设有粘弹性材料或摩擦材料。

8.根据权利要求1所述的阻尼器，其特征在于，所述耗能圆管(1)为可屈服耗能的材料。