CN107100407B - 一种扇形支撑旋转放大式节点剪切阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种扇形支撑旋转放大式节点剪切阻尼器，属于土木工程技术领域。将建筑结构在外荷载作用下梁柱节点处或结构层间产生的相对较小的位移根据需要进行放大，通过限制放大以后的位移，充分发挥阻尼器中粘弹性材料的耗能特性，达到更理想的耗能效果。即当建筑结构带动侧板转动时，扇形支撑板随之相对转动，在螺栓的带动下，旋转板发生转动，继而带动黏弹性垫片产生剪切变形而耗能。本发明的转角放大倍数可根据建筑结构或建筑构件的实际情况进行调整，安装简单，是一种灵活、高效的耗能元件。

Description

一种扇形支撑旋转放大式节点剪切阻尼器
技术领域
本发明涉及一种扇形支撑旋转放大式节点剪切阻尼器，可以将建筑结构在外荷载作用下梁柱节点处或结构层间产生的相对较小的位移根据需要进行放大，通过限制放大以后的位移，充分发挥阻尼器中粘弹性材料的耗能特性，达到更理想的耗能效果。适用于工程结构的减振控制，属于土木工程技术领域。
背景技术
建筑结构在受到外界的干扰或激励时都会产生响应，这是因为激励使系统获得了能量的输入。同时，系统又能将输入的能量通过某种机理转变为热能或其他能量形式而消耗掉，使输入能量和耗损能量保持平衡，这种系统耗损能量的能力称为阻尼。对庞大的土木工程结构而言,依靠自身的阻尼耗能特性抵抗外来振动并不可靠。随着新型阻尼耗能技术的不断提出，利用结构添加外部元件或内部添加元件的方式实现结构振动控制方式都体现了较好的控制效果。
结构的耗能减震技术是在结构物的某些部位设置耗能装置，通过耗能装置的滞回变形来耗散或吸收由外力、地震作用或风荷载等输入结构中的能量，以减小主体结构的地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控制的目的。耗能减震技术因其减震机理明确、减震效果显著、构造简单、适用范围广、维护方便等优点而备受关注。
耗能减震混凝土框架结构体系的阻尼器在正常使用情况下为结构提供一定的刚度，减小结构的侧向变形，在地震作用时，梁柱节点的转动带动阻尼器产生剪切或挤压滞回变形而耗能，减小结构的整体地震反应，又能改变节点位置内力的传递途径，保护节点免遭破坏，符合抗震设计的“强节点弱构件、强剪弱弯”延性设计理念。
然而，建筑物在外力、地震或风荷载作用下梁柱节点之间产生的相对转角或位移较小，现有的安装在节点位置的阻尼器需要结构具有较大的相对变形时才能充分达到耗能效果，故而往往在实际应用中受到限制。因此，急需研发出一种新型梁柱节点耗能阻尼器，使节点较小的相对转角或位移得以成倍数放大，通过限制放大以后的转角或位移来达到更理想的耗能效果。
发明内容
本发明旨在研制一种位移放大型阻尼器，可以将外荷载作用下，梁柱节点处或结构层间产生的较小的相对位移根据需要进行放大，通过限制放大以后的位移充分发挥阻尼器中黏弹性剪切材料的耗能特性，实现建筑结构消能减震的效果。
本发明的技术方案：
一种扇形支撑旋转放大式节点剪切阻尼器，包括侧板1、底板2、转轴3、扇形支撑板4、旋转板5、圆角矩形滑槽6、螺栓7和黏弹性垫片8；
所述的侧板1和底板2通过转轴3铰接，形成可转动机构；
所述的扇形支撑板4分为内扇形支撑板和外扇形支撑板，均以转轴3为圆心，并且分别垂直固接在侧板1和底板2的中心线上；内扇形支撑板和外扇形支撑板共平面，二者间留有缝隙；两个内扇形支撑板和两个外扇形支撑板，形成的两个平面间夹有旋转板5；
所述的旋转板5为扇形板，其上开有圆角矩形滑槽6，螺栓7穿过扇形支撑板4和旋转板5上的圆角矩形滑槽6，使旋转板5与扇形支撑板4通过螺栓7铰接；旋转板5的外边缘、内边缘与扇形支撑板4相对处，设有黏弹性垫片8，此处，扇形支撑板4、黏弹性垫片8、旋转板5、黏弹性垫片8和扇形支撑板4成“三明治”形状；
当建筑结构带动侧板1转动时，两块扇形支撑板4相对转动，在螺栓7的带动下，旋转板5发生转动，继而带动黏弹性垫片8产生剪切变形而耗能。
通过调整圆角矩形滑槽6的开孔位置，来调整位移放大比值，进而根据建筑结构的实际情况调整耗能效果和耗能放大倍数。
通过调整旋转板5内、外边缘的黏弹性垫片8的位置或面积，来调整位移放大比值，进而根据建筑结构的实际情况调整耗能效果和耗能放大倍数。
阻尼器安装在建筑结构的梁柱节点处或结构的层间，其中，侧板1和底板2通过预留孔洞用高强螺栓和建筑结构连接固定(如图5，图6，图7)。当建筑结构或构件带动侧板1转动β角度时(正负情况相同)，两块扇形支撑板4相对转动而产生转角位移，在螺栓7的带动下，旋转板5发生转动，继而带动黏弹性垫片8产生剪切变形，黏弹性垫片8发生剪切滞回变形而耗能。
本发明的有益效果：
1、本发明可以将建筑结构在外荷载作用下梁柱节点处或结构层间产生的相对较小的位移根据需要进行放大，通过限制放大以后的位移，充分发挥阻尼器中粘弹性材料的耗能能力，达到更理想的耗能效果。当建筑结构带动侧板1转动β角度时(正负情况相同)，两块扇形支撑板4相对转动，在螺栓7的带动下，旋转板5发生转动，继而带动黏弹性垫片8产生剪切变形而耗能。
2、通过调整与旋转板5和扇形支撑板4连接的螺栓7的开孔位置，来调整位移放大比值，进而根据建筑结构的实际情况调整耗能效果和耗能放大倍数。
3、通过调整旋转板5边缘两侧的黏弹性垫片8的位置或面积，来调整位移放大比值，进而根据建筑结构的实际情况调整耗能效果和耗能放大倍数。
4、本发明构造简单、制作和安装方便、运行稳定、耐久性强，便于后期维护，是一种灵活、高效的耗能元件，具有广阔的推广市场和应用前景。
附图说明
图1是本发明的正立面图。
图2是本发明图1的右视图。
图3是本发明图1的A-A剖面图。
图4是本发明图2的B-B剖面图。
图5是本发明第一种放置位置示意图。
图6是本发明第二种放置位置示意图。
图7是本发明第三种放置位置示意图。
图中；1侧板；2底板；3转轴；4扇形支撑板；5旋转板；6圆角矩形滑槽；7螺栓；8黏弹性垫片。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
一种扇形支撑旋转放大式节点剪切阻尼器，包括侧板1、底板2、转轴3、扇形支撑板4、旋转板5、圆角矩形滑槽6、螺栓7和黏弹性垫片8；
所述的侧板1和底板2通过转轴3铰接，形成可转动机构；
所述的扇形支撑板4分为内扇形支撑板和外扇形支撑板，均以转轴3为圆心，并且分别垂直固接在侧板1和底板2的中心线上；内扇形支撑板和外扇形支撑板共平面，二者间留有缝隙；两个内扇形支撑板和两个外扇形支撑板，形成的两个平面间夹有旋转板5；
所述的旋转板5为扇形板，其上开有圆角矩形滑槽6，螺栓7穿过扇形支撑板4和旋转板5上的圆角矩形滑槽6，使旋转板5与扇形支撑板4通过螺栓7铰接；旋转板5的外边缘、内边缘与扇形支撑板4相对处，设有黏弹性垫片8，此处，扇形支撑板4、黏弹性垫片8、旋转板5、黏弹性垫片8和扇形支撑板4成“三明治”形状；
当建筑结构带动侧板1转动时，两块扇形支撑板4相对转动，在螺栓7的带动下，旋转板5发生转动，继而带动黏弹性垫片8产生剪切变形而耗能。
步骤一：阻尼器安装在建筑结构的梁柱节点处或结构的层间。其中，侧板1和底板2通过预留孔洞用高强螺栓和建筑结构的相应部件连接固定(如图5，图6，图7)。
步骤二：当建筑结构或构件带动侧板1转动β角度时(正负情况相同)，两块扇形支撑板4相对转动而产生转角位移，在螺栓7的带动下，旋转板5发生转动，继而带动黏弹性垫片8产生剪切变形，黏弹性垫片8发生剪切滞回变形而耗能。
步骤三：可通过调整与旋转板5和扇形支撑板4连接的螺栓7的开孔位置，来调整位移放大比值，进而根据建筑结构的实际情况调整耗能效果和耗能放大倍数；还可以通过调整旋转板5边缘两侧的黏弹性垫片8的位置或面积，来调整位移放大比值，进而根据建筑结构的实际情况调整耗能效果和耗能放大倍数。

Claims (3)

1.一种扇形支撑旋转放大式节点剪切阻尼器，其特征在于，所述的扇形支撑旋转放大式节点剪切阻尼器包括侧板(1)、底板(2)、转轴(3)、扇形支撑板(4)、旋转板(5)、圆角矩形滑槽(6)、螺栓(7)和黏弹性垫片(8)；
所述的侧板(1)和底板(2)通过转轴(3)铰接，形成可转动机构；
所述的扇形支撑板(4)分为内扇形支撑板和外扇形支撑板，均以转轴(3)为圆心，并且分别垂直固接在侧板(1)和底板(2)的中心线上；内扇形支撑板和外扇形支撑板共平面，二者间留有缝隙；两个内扇形支撑板和两个外扇形支撑板，形成的两个平面间夹有旋转板(5)；
所述的旋转板(5)为扇形板，其上开有圆角矩形滑槽(6)，螺栓(7)穿过扇形支撑板(4)和旋转板(5)上的圆角矩形滑槽(6)，使旋转板(5)与扇形支撑板(4)通过螺栓(7)铰接；旋转板(5)的外边缘、内边缘与扇形支撑板(4)相对处，设有黏弹性垫片(8)，此处，扇形支撑板(4)、黏弹性垫片(8)、旋转板(5)、黏弹性垫片(8)和扇形支撑板(4)成“三明治”形状；
当建筑结构带动侧板(1)转动时，两块扇形支撑板(4)相对转动，在螺栓(7)的带动下，旋转板(5)发生转动，继而带动黏弹性垫片(8)产生剪切变形而耗能。
2.根据权利要求1所述的扇形支撑旋转放大式节点剪切阻尼器，其特征在于，通过调整圆角矩形滑槽(6)的开孔位置，来调整位移放大比值，进而根据建筑结构的实际情况调整耗能效果和耗能放大倍数。
3.根据权利要求1或2所述的扇形支撑旋转放大式节点剪切阻尼器，其特征在于，通过调整旋转板(5)内、外边缘的黏弹性垫片(8)的位置或面积，来调整位移放大比值，进而根据建筑结构的实际情况调整耗能效果和耗能放大倍数。
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