CN103266681A - 一种铅剪切阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种铅剪切阻尼器，包括盒盖，其特征在于，盒盖中设置有空隙（11），空隙（11）连通阻尼器外部，驱动杆（3）设置在空隙（11）内并且沿着空隙（11）延伸到阻尼器外部，在盒盖内对称设置有两根剪切杆（4），两根剪切杆（4）均连接在驱动杆（3）上，两根剪切杆（4）的活动端分别设置有剪切铅芯（7）。在地震作用下，驱动杆带动剪切杆运动，实现铅芯剪切变形达到耗能作用，由于变形通过剪切杠杆而被放大，相比一般阻尼器，其耗能性能更高，而形状记忆合金复位弹簧压缩或伸长起到辅助耗能的作用。

Description

一种铅剪切阻尼器

技术领域

本发明涉及一种阻尼器，具体涉及一种可实现耗能放大及自复位的阻尼器。

背景技术

随着抗震理念的深入和近年来世界范围内地震频发，各国对结构进行抗震设计的同时，也开始注重消能减震技术的运用。一般是在非承重结构部位采用具有耗能能力的阻尼器。铅因其滞回饱满，性能稳定的特征，其制造的阻尼器构造简单，加工方便而得到推广和运用。目前国内外已研制出各种铅阻尼器，如铅剪切阻尼器、铅挤压阻尼器、扭转型铅剪切阻尼器等。其中有的已应用在实际工程中并取得了一定的效果，但同时它们中的大部分也存在一些缺点：耗能机制单一；耗能效率不显著；无复位功能。在地震作用下，一般铅剪切阻尼器的强弹塑性变形会产生较大残余位移，导致震中和震后复位及更换较为困难。因此，有必要对现有铅剪切阻尼器加以改造，提出一种新型杠杆放大耗能及自复位功能的铅剪切阻尼器，使其能在地震作用下具有足够的耗能能力，同时，还具有震中和震后自复位功能。

发明内容

为了弥补现有技术的缺陷，本发明专利提供了一种具有杠杆放大耗能及自复位功能的铅剪切阻尼器，能在地震作用下具有足够的耗能能力，并具有震中和震后的自复位功能，可有效增强铅剪切阻尼器在震中和震后的适用性和安全性，更具实用价值。

为了实现上述技术目的，本发明专利的技术方案是，本发明是一种铅剪切阻尼器包括盒盖，盒盖中设置有空隙，空隙连通阻尼器外部，驱动杆设置在空隙内并且沿着空隙延伸到阻尼器外部，在盒盖内对称设置有两根剪切杆，两根剪切杆均连接在驱动杆上，两根剪切杆的活动端分别设置有剪切铅芯。

其还在于，空隙设置在盒盖中部。

其还在于，剪切杆的活动端端头上设置有弧形剪切块，弧形剪切块上还设置有剪切铅块。

其还在于，盒盖内的剪切杆与盒盖之间通过形状记忆合金复位弹簧连接。

其还在于，剪切杆与驱动杆之间通过铰接螺栓连接。

其还在于，盖板或/和弧形剪切块或/和剪切杆上设置有凹槽，剪切铅块固定于盖板或/和弧形剪切块或/和剪切杆的凹槽内。

其还在于，盒盖包括上盒盖和下盒盖。

其还在于，上盒盖与下盒盖之间通过盒盖螺栓连接。

其还在于，上盒盖或/和下盒盖上设置有预留灌铅芯圆孔。

其还在于，剪切杆穿过盒盖内的卡口，剪切杆通过卡口连接螺栓连接卡口。

本发明专利有益效果在于：

通过杠杆放大驱动杆变形位移，从而达到放大耗能，记忆合金复位弹簧则实现了良好复位能力和辅助耗能性能，避免了震中和震后铅剪切复位和更换难的问题，也避免了由于残余位移对结构的不利影响；此外，本发明专利还具有工厂化制作简单和现场安装方便等优点，具有较高的实用价值和经济效益。

下面结合附图对本发明专利作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例的具有杠杆放大耗能及自复位功能的铅剪切阻尼器的示意图；

图2为图1中A-A的剖视图；

图3为图1中B-B的剖视图；

图4为本发明实施例的具有杠杆放大耗能及自复位功能的铅剪切阻尼器在支撑中的一般布置示意图；

其中1为上盒盖，2为下盒盖，3为驱动杆，4为剪切杆，5为形状记忆合金复位弹簧，6为弧形剪切块，7为剪切铅芯，701为剪切铅块，8为盒盖螺栓，9为卡口连接螺栓，10为铰接螺栓，11为空隙，12为预留灌铅芯圆孔。

具体实施方式

下面对本发明专利技术内容的进一步说明，但并非对本发明专利实质内容的限制。

图1为本发明实施例的具有杠杆放大耗能及自复位功能的铅剪切阻尼器的示意图，图2为图1中A-A的剖视图，图3为图1中B-B的剖视图，如图1、2、3所示，铅剪切阻尼器，包括盒盖，盒盖中设置有空隙11，空隙11连通阻尼器外部，驱动杆3设置在空隙11内并且沿着空隙11延伸到阻尼器外部，在盒盖内对称设置有两根剪切杆4，两根剪切杆4均连接在驱动杆3上，两根剪切杆4的活动端分别设置有剪切铅芯7。空隙11设置在盒盖中部。剪切杆4的活动端端头上设置有弧形剪切块6，弧形剪切块6上还设置有剪切铅块701。盒盖内的剪切杆4与盒盖之间通过形状记忆合金复位弹簧5连接。剪切杆4与驱动杆3之间通过铰接螺栓10连接。盖板或/和弧形剪切块6或/和剪切杆4上设置有凹槽，剪切铅块701固定于盖板或/和弧形剪切块6或/和剪切杆4的凹槽内。盒盖包括上盒盖1和下盒盖2。上盒盖1与下盒盖2之间通过盒盖螺栓8连接。上盒盖1或/和下盒盖2上设置有预留灌铅芯圆孔12。剪切杆4穿过盒盖内的卡口，剪切杆4通过卡口连接螺栓连接卡口。

本发明提供采用具有杠杆放大耗能及自复位功能的铅剪切阻尼器，在地震作用下，驱动杆3带动剪切杆4运动，实现铅芯剪切变形达到耗能作用，由于变形通过剪切杠杆而被放大，相比一般阻尼器，其耗能性能更高，而形状记忆合金复位弹簧5压缩或伸长起到辅助耗能的作用，并且形状记忆合金复位弹簧5通过初始预压力或预拉力实现阻尼器在震中和震后的复位，从而避免了震中和震后铅芯阻尼器复位慢和更换难的问题，也避免了由于残余位移对结构的不利影响，并提高了整体耗能。

利用杠杆放大变形位移，提高耗能性能，杠杆放大系数可根据实际结构情况进行调整确定。

驱动杆3和剪切杆4端部通过螺栓实现铰接连接，剪切杆4放大端有凸出部分，可增大剪切耗能。

弧形剪切块和上下盒盖2弧度契合，中间留有空隙11，弧长由变形大小控制。

自复位功能是通过在驱动杆3和上下盒盖2之间安装的形状记忆合金复位弹簧5实现的，调整初始预压力或预拉力大小即可调整自复位功能的强弱。

本发明专利技术适用于结构的耗能减震，如图1所示。对于结构部分，首先对结构进行受力分析，确定阻尼器的受力大小，从而选择合适的杠杆比例系数和形状记忆合计复位弹簧刚度，使初始预压力或预拉力超过铅块屈服强度与外摩擦力之和，确保阻尼器能够在地震或其他荷载作用下发挥耗能减震作用且能自复位。对于铅剪切耗能部分，剪切铅芯7固定于上下盒盖1、2、弧形剪切块6和剪切杆4的多个凹槽内，上下盒盖1、2和弧形剪切块6的凹槽长度约剪切铅块701长度的1/2。形状记忆合金复位弹簧5一端焊接于盒盖1、2上，一端焊接于驱动杆3上，弹簧长度根据结构受力变形大小决定，保证驱动杆3受力变形后在行程范围内。驱动杆3、剪切杆4和弧形剪切块6可采用HRB335钢板，预制成型，将弧形剪切块6和剪切杆4焊接在一起。

图1杠杆放大耗能及自复位功能的铅剪切阻尼器的制作方法：

1、弧形剪切块6和剪切杆4焊为一体，放于下盒盖2中；

2、剪切铅块701固定在下盖板2与弧形剪切块6之间的凹槽内；

3、驱动杆3和剪切杆4在端部用铰接螺栓10铰接在一起；

4、形状记忆合金复位弹簧5一端与驱动杆3焊接，一端与下盒盖2焊接，焊接过程中要注意给驱动杆施加初始预压力，焊牢稳定后方可撤销；

5、合上上盒盖1，拧卡口连接螺栓9和盒盖螺栓8；

6、上盒盖1预留有预留灌铅芯圆孔12，加压灌注剪切铅芯7，

灌注完成后焊接密封预留灌铅芯圆孔12；拧紧卡口连接螺栓9和

盒盖螺栓8。

图4为本新发明阻尼器在支撑中的一般布置示意图，其通过螺栓连接于固定板上，布置于墙角一端。其剪切杆3于支撑杆固接，铰接于墙角另一端。

Claims (10)

1.一种铅剪切阻尼器，包括盒盖，其特征在于，盒盖中设置有空隙（11），空隙（11）连通阻尼器外部，驱动杆（3）设置在空隙（11）内并且沿着空隙（11）延伸到阻尼器外部，在盒盖内对称设置有两根剪切杆（4），两根剪切杆（4）均连接在驱动杆（3）上，两根剪切杆（4）的活动端分别设置有剪切铅芯（7）。

2.根据权利要求1所述的铅剪切阻尼器，其特征在于，空隙（11）设置在盒盖中部。

3.根据权利要求2所述的铅剪切阻尼器，其特征在于，剪切杆（4）的活动端端头上设置有弧形剪切块（6），弧形剪切块（6）上还设置有剪切铅块（701）。

4.根据权利要求3所述的铅剪切阻尼器，其特征在于，盒盖内的剪切杆（4）与盒盖之间通过形状记忆合金复位弹簧（5）连接。

5.根据权利要求4所述的铅剪切阻尼器，其特征在于，剪切杆（4）与驱动杆（3）之间通过铰接螺栓（10）连接。

6.根据权利要求5所述的铅剪切阻尼器，其特征在于，盖板或/和弧形剪切块（6）或/和剪切杆（4）上设置有凹槽，剪切铅块（701）固定于盖板或/和弧形剪切块（6）或/和剪切杆（4）的凹槽内。

7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的铅剪切阻尼器，其特征在于，盒盖包括上盒盖（1）和下盒盖（2）。

8.根据权利要求7所述的铅剪切阻尼器，其特征在于，上盒盖（1）与下盒盖（2）之间通过盒盖螺栓（8）连接。

9.根据权利要求8所述的铅剪切阻尼器，其特征在于，上盒盖（1）或/和下盒盖（2）上设置有预留灌铅芯圆孔（12）。

10.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的铅剪切阻尼器，其特征在于，剪切杆（4）穿过盒盖内的卡口，剪切杆（4）通过卡口连接螺栓连接卡口。

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