CN104153476B - 一种饱和砂土填充的活塞式阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是解决传统粘滞液体阻尼器材料易老化、造价高和漏油等问题。为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种饱和砂土填充的活塞式阻尼器，其特征在于：包括外套管、组合式活塞和后盖板。所述外套管一端封闭、另一端采用后盖板封堵。所述后盖板上具有通孔。所述外套管连接在建筑物构件Ⅰ上。所述外套管内部填充饱和砂土。所述组合式活塞包括多孔圆板和活塞杆。所述多孔圆板位于所述外套管的内部。所述活塞杆的一端连接建筑物构件Ⅱ，另一端从所述通孔中穿入到所述外套管的内部。所述活塞杆穿入到所述外套管内部的一端连接所述多孔圆板。

Description

一种饱和砂土填充的活塞式阻尼器

技术领域

本发明属于建筑工程减震领域。

背景技术

传统粘滞阻尼器是一种被动耗能减振装置，综合了流体传动控制理论中的压力形成、传递、能量互换及压降原理，达到减震耗能的目的。但是，传统粘滞阻尼器一直存在易老化及腐蚀的不足，阻尼材料受温度影响较大，性能不稳定。

所以研究一种便于制作、持久耐用，天然环保同时耗能效果好的阻尼器有很大的工程意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的是解决传统粘滞液体阻尼器易老化、造价高、漏油等问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种饱和砂土填充的活塞式阻尼器，其特征在于：包括外套管、后盖板、前端盖和组合式活塞。

所述外套管是一个两端敞口的中空圆柱体。所述外套管的一端封闭、另一端采用后盖板封堵，形成阻尼器的腔体。所述外套管的封闭一端采用前盖板封堵。

所述后盖板上具有通孔。所述外套管的封闭端连接在建筑物构件Ⅰ上。所述前盖板与建筑物构件Ⅰ连接。

所述外套管内部填充饱和砂土。

所述组合式活塞包括多孔圆板和活塞杆。所述多孔圆板位于所述外套管的内部。

所述活塞杆的一端连接建筑物构件Ⅱ，另一端从所述后盖板的通孔中穿入到所述外套管的内部。

所述活塞杆穿入到所述外套管内部的一端连接所述多孔圆板。

进一步，所述中空圆柱体的内直径为D。所述多孔圆板是直径为d的圆形金属板。其中，D＞d。

进一步，除所述多孔圆板中心通孔外，其环向具有至少三个通孔。

进一步，所述活塞杆上可连接至少两个多孔圆板。多个多孔圆板的环向通孔可错开一定的角度。

进一步，所述前盖板与外套管的接触处垫有橡胶垫。所述后盖板与外套管的接触处垫有橡胶垫，该橡胶垫的中央具有供活塞杆穿过的通孔。

进一步，所述前盖板上安装万向球铰Ⅰ，所述万向球铰Ⅰ与建筑物构件Ⅰ连接。所述活塞杆上连接有万向球铰Ⅱ，所述万向球铰Ⅱ与建筑物构件Ⅱ连接。

本发明的技术效果是毋庸置疑的。尤其是采用了限定在活塞腔体内的饱和砂土作为阻尼材料，其工作原理与传统粘滞阻尼材料不同。本发明是利用了饱和砂土对其中的多孔圆板产生吸附力来耗能。为适应这种特殊的阻尼材料，本装置设置了至少两个带有至少三个环向通孔的多孔圆板，并通过调节环向通孔的错开角度以满足不同结构的不同耗能需求。此外，本装置还具有制作简单、方便取材、造价低、抗腐蚀性好且不易老化的优点。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图(剖开外套管)；

图2为本发明的剖视图；

图3为组合式活塞结构示意图。

图中：外套管1、组合式活塞3、多孔圆板301、活塞杆302、前盖板4、橡胶垫Ⅰ5、橡胶垫Ⅱ6、后盖板7、端板8、万向球铰Ⅰ9、万向球铰Ⅱ10、径向肋板11、螺栓杆12。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

一种饱和砂土填充的活塞式阻尼器，包括外套管1、组合式活塞3和后盖板7。

所述外套管1为两端敞口的中空管，其一端封闭、另一端采用后盖板7封堵，形成阻尼器的腔体。所述后盖板7上具有通孔。所述外套管1封闭端连接在建筑物构件Ⅰ上。所述外套管1内部填充饱和砂土。

所述组合式活塞3包括多孔圆板301和活塞杆302。所述多孔圆板301位于所述外套管1的内部。

所述活塞杆302的一端连接建筑物构件Ⅱ，另一端从所述通孔中穿入到所述外套管1的内部。值得说明的是，所述建筑物构件Ⅰ和建筑物构件Ⅱ是组成同一个建筑物上的两个构件，在地震发生时，二者会发生相对运动。

所述活塞杆302穿入到所述外套管1内部的一端连接所述多孔圆板301。实施例中，所述活塞杆302是一根圆杆，其两端分别为A端和B端，所述活塞杆302的A端连接建筑物构件Ⅱ，所述活塞杆302的B端从所述通孔中穿入到所述外套管1的内部。所述活塞杆302的B端连接所述多孔圆板301。

值得说明的是，在地震发生时，建筑物结构发生震动。所述外套管1内部填充的饱和砂土液化，形成具有很强粘滞力的悬浊液。而晃动中的建筑物又会带动组合式活塞3运动，即所述多孔圆板301会在饱和砂土中移动。砂土对多孔圆板301产生较强的吸附力，达到了减震的效果。

实施例2：

本实施例主要结构同实施例1，优选地，所述外套管1是一个两端敞口的中空圆柱体(图1剖开外套管，以展示外套管内部的结构)。所述中空圆柱体的一端采用前盖板4封堵、另一端采用后盖板7封堵。所述前盖板4和后盖板7由螺栓杆12连接成为整体。所述前盖板4与建筑物构件Ⅰ连接。

优选地，所述中空圆柱体的内直径为D。所述多孔圆板301是直径为d的圆形金属板。多孔圆板301的轴向平行于外套管1的轴向。其中，D＞d，更为优选地，d比D小1～2mm左右。

本实施例中，所述多孔圆板301上具有至少三个通孔，这些通孔被称为阻尼孔。优选地，多孔圆板301半径R＝120mm～250mm，多孔圆板301上的通孔半径r＝(1/3～1/6)R。

本实施例中，所述多孔圆板301的数量可以为多个。参见附图，该组合式活塞3上具有两个多孔圆板301。两个多孔圆板301将填充饱和砂土的外套管1内部分成三个腔室。在地震作用下，结构发生振动，导致组合式活塞3相对于外套管1发生相对运动，砂土对组合式活塞3产生更强的吸附力。间距k，不宜过大或过小，否则就达不到预想的效果。优选地，k＝(1～5)r。优选地，组装时，两个多孔圆板301上的通孔错开一定的角度，使得装置的阻尼力更大，即可以通过调节错开角度改变其阻尼特性，实现不同的减震需求。

本实施例中，外套管1与前盖板4、后盖板7之间，以及后盖板7与活塞杆302之间，应当具有很好的密封性。所述前盖板4与外套管1的接触处垫有橡胶垫Ⅰ5。所述后盖板7与外套管1的接触处垫有橡胶垫Ⅱ6。所述橡胶垫Ⅱ6的中央具有供活塞杆302穿过的通孔。橡胶垫Ⅱ6的通孔的直径略小于活塞杆302的直径，优选地，该通孔直径比活塞杆302的直径小1～2mm。优选地，橡胶垫I5和橡胶垫II6的厚度为10mm～15mm，以达到防冲击的目的。进一步，采用螺杆12连接前盖板4和后盖板7，形成密封的阻尼器腔体。

实施例中，所述前盖板4上安装万向球铰Ⅰ9，所述万向球铰Ⅰ9与建筑物构件Ⅰ连接。所述活塞杆302上安装万向球铰Ⅱ10，所述万向球铰Ⅱ10与建筑物构件Ⅱ连接。进一步，所述活塞杆302连接端板8，所述端板8上安装万向球铰Ⅱ10。活塞杆302与端板8的连接处还设置有径向肋板11。

Claims (5)

1.一种饱和砂土填充的活塞式阻尼器，其特征在于：包括外套管(1)、后盖板(7)、前盖板(4)和组合式活塞(3)；

所述外套管(1)是一个两端敞口的中空圆柱体；所述外套管(1)的一端封闭、另一端采用后盖板(7)封堵，形成阻尼器的腔体；所述外套管(1)的封闭一端采用前盖板(4)封堵；

所述后盖板(7)上具有通孔；所述外套管(1)的封闭端连接在建筑物构件Ⅰ上；所述前盖板(4)与建筑物构件Ⅰ连接；

所述外套管(1)内部填充饱和砂土；

所述组合式活塞(3)包括多孔圆板(301)和活塞杆(302)；所述多孔圆板(301)位于所述外套管(1)的内部；

所述活塞杆(302)的一端连接建筑物构件Ⅱ，另一端从所述后盖板(7)的通孔中穿入到所述外套管(1)的内部；

所述活塞杆(302)穿入到所述外套管(1)内部的一端连接所述多孔圆板(301)。

2.根据权利要求1所述的一种饱和砂土填充的活塞式阻尼器，其特征在于：所述中空圆柱体的内直径为D；所述多孔圆板(301)是直径为d的圆形金属板；其中，D＞d。

3.根据权利要求1所述的一种饱和砂土填充的活塞式阻尼器，其特征在于：所述多孔圆板(301)上具有至少三个通孔。

4.根据权利要求1所述的一种饱和砂土填充的活塞式阻尼器，其特征在于：所述前盖板(4)与外套管(1)的接触处垫有橡胶垫Ⅰ(5)；所述后盖板(7)与外套管(1)的接触处垫有橡胶垫Ⅱ(6)；所述橡胶垫Ⅱ(6)的中央具有供活塞杆(302)穿过的通孔。

5.根据权利要求1所述的一种饱和砂土填充的活塞式阻尼器，其特征在于：所述前盖板(4)上安装万向球铰Ⅰ(9)，所述万向球铰Ⅰ(9)与建筑物构件Ⅰ连接；所述活塞杆(302)上安装万向球铰Ⅱ(10)，所述万向球铰Ⅱ(10)与建筑物构件Ⅱ连接。