CN106870628B - 一种钢构阻尼隔震减震器 - Google Patents

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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/046—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means using combinations of springs of different kinds

Abstract

本发明是一种钢构阻尼隔震减震器，该隔减震器包括上阻尼板(1)、下阻尼板(2)、外压簧(3)、外层钢筒(4)、内园锥形阻尼材料(5)、外园锥形滑动钢柱(6)；其中，在下阻尼板(2)上设有外层钢筒(4)，在外层钢筒(4)内设有内园锥形阻尼材料(5)；在上阻尼板(1)的下面设有外园锥形滑动钢柱(6)，该外园锥形滑动钢柱(6)位于内园锥形阻尼材料(5)内，该外园锥形滑动钢柱(6)的外壁与内园锥形阻尼材料(5)的内壁相吻合；在外层钢筒(4)与上阻尼板(1)之间连接有外压簧(3)。充分利用粘弹性阻尼器和弹簧减震器各自的优点，具有较好的宽幅适用性和优良的阻尼减震的工作性能。

Description

一种钢构阻尼隔震减震器
技术领域
本发明涉及一种钢构阻尼隔震减震耗能的复合型隔震减震器，属于建筑物或大型钢构物防震减震设备制造的技术领域。
背景技术
大型钢结构建筑物采用振动控制减轻地震灾害等方面的研究越来越多，结构振动控制技术是指在结构中安装隔振或减振构件，当结构因外界激励而发生振动时，隔减振元件隔离或耗散振动能量，以保护主体结构不受损坏。
弹簧减震器工作温域较宽，受环境影响较小，同时能提供较大的初始刚度和出力，可对结构位移进行限制；在较大变形及载荷作用下发生弹性变形，具有较好的滞回耗能能力。
粘弹性阻尼器是最为常见和最受关注的减震装置之一，在较小相对变形下就可达到较好的振动控制效果。但粘弹性阻尼器的耗能性能受环境温度和激励频率影响，同时在要求较大阻尼力时往往需要很大的尺寸，加工时需要较大模具和硫化机，硫化时中心温度不易控制，这严重约束了其大面积工程应用。
如果能充分利用粘弹性阻尼器和弹簧减震器各自的优点，选用合理的构造形式，便可以得到一种性能更加优良的具有阻尼隔减震的装置。
发明内容
技术问题：本发明要解决的问题是提供一种钢构阻尼隔震减震器，充分利用粘弹性阻尼器和弹簧减震器各自的优点，具有较好的宽幅适用性和优良的阻尼减震的工作性能。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了一种钢构阻尼隔震减震器，该隔减震器包括上阻尼板、下阻尼板、外压簧、外层钢筒、内园锥形阻尼材料、外园锥形滑动钢柱；其中，在下阻尼板上设有外层钢筒，在外层钢筒内设有内园锥形阻尼材料；在上阻尼板的下面设有外园锥形滑动钢柱，该外园锥形滑动钢柱位于内园锥形阻尼材料内，该外园锥形滑动钢柱的外壁与内园锥形阻尼材料的内壁相吻合；在外层钢筒与上阻尼板之间连接有外压簧。
其中:
所述的上阻尼板包括上连接钢板、上阻尼材料、上固定钢板，上阻尼材料位于上连接钢板与上固定钢板之间，三者连接成一个整体。
所述的下阻尼板包括下连接钢板、下阻尼材料、下固定钢板，下阻尼材料位于下连接钢板与下固定钢板之间，三者连接成一个整体。
所述的内园锥形阻尼材料、外园锥形滑动钢柱的锥度为5-20度。
所述的外园锥形滑动钢柱的之间为空心柱，在该空心柱内设有一个中心压簧。
所述的内园锥形阻尼材料、上阻尼材料、下阻尼材料为粘弹性材料。
具有竖向振动下剪切耗能。
有益效果：本发明的一种钢构阻尼隔震减震器将金属耗能装置和粘弹性阻尼器很好的结合起来，小震或者小风的情况下，外压簧工作，粘弹性材料发生剪切变形耗散能量；随着激励增大，结构振幅逐步增加到一定程度时，结构向下运动与中心压簧接触，外压簧与中心压簧共同工作，刚度增加，变形和损伤受到抑制；大震或者强风等条件下，结构变形较大，中心压簧、外压簧与上、下阻尼板的粘弹性阻尼器共同作用，对上钢板的竖向运动进行进一步限制；特大震或者特强风等条件下，结构变形特大，中心压簧、外压簧、上、下阻尼板的粘弹性阻尼器共同作用，外园锥形滑动钢柱位于内园锥形阻尼材料内对上钢板的竖向运动进行进一步限制，随着向下位移的增加，阻尼的作用就越大，使粘弹性材料得到一定的保护，压簧能够在较大的温度区间内工作；在各种振动环境下均具有较好的隔减振效果。
附图说明
图1为本发明的剖面结构示意图。
图中有：上阻尼板1，上连接钢板1-1，上阻尼材料1-2，上固定钢板1-3，下阻尼板2，下连接钢板2-3，下阻尼材料2-2，下固定钢板2-1，外压簧3，外层钢筒4，内园锥形阻尼材料5，外园锥形滑动钢柱6，中心压簧7。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示，本发明的钢构阻尼隔震减震器包括上阻尼板1、下阻尼板2、外压簧3、外层钢筒4、内园锥形阻尼材料5、外园锥形滑动钢柱6；其中，在下阻尼板2上设有外层钢筒4，在外层钢筒4内设有内园锥形阻尼材料5；在上阻尼板1的下面设有外园锥形滑动钢柱6，该外园锥形滑动钢柱6位于内园锥形阻尼材料5内，该外园锥形滑动钢柱6的外壁与内园锥形阻尼材料5的内壁相吻合；在外层钢筒4与上阻尼板1之间连接有外压簧3。
所述的上阻尼板1包括上连接钢板1-1、上阻尼材料1-2、上固定钢板1-3，上阻尼材料1-2位于上连接钢板1-1与上固定钢板1-3之间，三者连接成一个整体。
所述的下阻尼板1包括下连接钢板(-3、下阻尼材料2-2、下固定钢板2-1，下阻尼材料2-2位于下连接钢板2-3与下固定钢板2-1之间，三者连接成一个整体。
所述的内园锥形阻尼材料5、外园锥形滑动钢柱6的锥度为5-20度。
所述的外园锥形滑动钢柱6的之间为空心柱，在该空心柱内设有一个中心压簧7。
所述的内园锥形阻尼材料5、上阻尼材料1-2、下阻尼材料2-2为粘弹性材料。
本发明的耗能能力可通过选用不同种类的粘弹性材料，改变内园锥形阻尼材料5、外园锥形滑动钢柱6的锥度，限制外园锥形滑动钢柱6竖向相对运动。
钢材和粘弹性材料的种类可根据建筑钢材规范和高分子材料手册选取。利用粘弹性材料的剪切变形耗散能量，竖向激励下，外压簧3，内园锥形阻尼材料5，外园锥形滑动钢柱6，中心压簧7利用金属弹簧的竖向塑性变形耗散能量，粘弹性材料剪切耗能。低碳钢具有优良的变形和恢复能力，在塑性状态下发生竖向弯曲屈服耗能。
由于本发明采用了分级启动各弹簧的工作，使得该隔减震装置可用于大小不同的地震、风振等各种不同条件下的消能减振，可与梁、斜撑、墙体或节点等结构相配合。

Claims (2)

1.一种钢构阻尼隔震减震器，其特征在于：该隔震减震器包括上阻尼板(1)、下阻尼板(2)、外压簧(3)、外层钢筒(4)、内圆 锥形阻尼材料(5)、外圆 锥形滑动钢柱(6)；其中，在下阻尼板(2)上设有外层钢筒(4)，在外层钢筒(4)内设有内圆 锥形阻尼材料(5)；在上阻尼板(1)的下面设有外圆 锥形滑动钢柱(6)，该外圆 锥形滑动钢柱(6)位于内圆 锥形阻尼材料(5)内，该外圆 锥形滑动钢柱(6)的外壁与内圆 锥形阻尼材料(5)的内壁相吻合；在外层钢筒(4)与上阻尼板(1)之间连接有外压簧(3)；
所述的内圆 锥形阻尼材料(5)、外圆 锥形滑动钢柱(6)的锥度为5-20度；
所述的外圆 锥形滑动钢柱(6)的之间为空心柱，在该空心柱内设有一个中心压簧(7)；
所述的上阻尼板(1)包括上连接钢板(1-1)、上阻尼材料(1-2)、上固定钢板(1-3)，上阻尼材料(1-2)位于上连接钢板(1-1)与上固定钢板(1-3)之间，三者连接成一个整体；
所述的下阻尼板(2 )包括下连接钢板(2-3)、下阻尼材料(2-2)、下固定钢板(2-1)，下阻尼材料(2-2)位于下连接钢板(2-3)与下固定钢板(2-1)之间，三者连接成一个整体。
2.根据权利要求1所述的钢构阻尼隔震减震器，其特征在于：所述的内圆 锥形阻尼材料(5)、上阻尼材料(1-2)、下阻尼材料(2-2)为粘弹性材料。
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