CN108457516B - 六圆柱橡胶滑动摆减震底座粘滞型阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种六圆柱橡胶滑动摆减震底座粘滞型阻尼器，包括有圆形钢顶板，位移传动柱一端与圆形钢顶板相连，另一端通过传动柱连接套箍与位移限制钢筒相接；三根位移传动柱沿周向等间距设置，位移限制钢筒包括有阻尼筒和底部抗震支座衔接凹槽，位移限制钢筒内部为阻尼液；底部抗震支座衔接凹槽与底部半球状关节式橡胶摩擦滑块相接，半球状关节式橡胶摩擦滑块粘结在底部抗震支座衔接凹槽内；伸缩弹簧设置在位移限制钢筒的下方，钢角支撑柱与位移传动柱套装在一起，其两端分别与圆形钢顶板和圆形铅铸底盘相连，并可在角支撑域内范围移动。本发明各构件受力均匀、传力明确、体系稳定，复位能力强，可以在地震发生时能迅速做出反应。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑结构振动控制装置，尤其是涉及一种用于建筑结构振动控制的平面内x、y两个方向自由移动的六圆柱橡胶滑动摆减震底座粘滞型阻尼器。
背景技术
液体粘滞型阻尼器一般由缸体、活塞和粘滞性液体组成，缸体内装有粘性液体，这种有粘性的液体是一种高分子材料，而且这种材料有很好的耐燃、耐寒和耐久性，可以经受反复的剪切而不会降低粘度，并能始终保持稳定的阻尼力。活塞上开有小孔，当活塞在缸体内做反复运动时，液体从活塞的小孔流过，对活塞和缸体的相对运动产生阻尼，从而消耗振动能量。
液体粘滞型阻尼器提供的阻尼力取决于活塞相对于容器的运动速度，而不是取决于活塞的位移。在温度、收缩和徐变的作用下，粘滞阻尼器的阻尼力很小；在动力反应下如地震和制动力等，阻尼力随着活塞的运动速度增大而增大。
液体粘滞型阻尼器可以起到有效的减震耗能作用，但是自复位能力较弱，因此结构自身必须具有复位功能。
发明内容
本发明的目的是要提供一种六圆柱橡胶滑动摆减震底座粘滞型阻尼器，该粘滞型阻尼器在平面内x、y两个方向均能够自由移动，在地震发生时能迅速做出反应。结构简单、安装方便、各构件受力明确均匀、体系稳定，结构的复位能力强。
为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案是：
六圆柱橡胶滑动摆减震底座粘滞型阻尼器，包括有圆形钢顶板、位移传动柱、传动柱连接套箍、位移限制钢筒、半球状关节式橡胶摩擦滑块、钢角支撑柱、圆形铅铸底盘、顶板螺栓孔、底板螺栓孔、伸缩弹簧，所述圆形钢顶板与圆形铅铸底盘在投影面上完全对应重合，所述位移传动柱为三根，三根位移传动柱一端与圆形钢顶板相连，另一端通过传动柱连接套箍与位移限制钢筒相接；三根位移传动柱沿周向等间距设置，位移限制钢筒包括有阻尼筒和底部抗震支座衔接凹槽，位移限制钢筒内部为阻尼液；底部抗震支座衔接凹槽与底部半球状关节式橡胶摩擦滑块相接，半球状关节式橡胶摩擦滑块与底部抗震支座衔接凹槽曲率相同，半球状关节式橡胶摩擦滑块粘结在底部抗震支座衔接凹槽内；半球状关节式橡胶摩擦滑块底部为PTFE支撑材料，PTFE支撑材料的曲率与底部抗震支座衔接凹槽内的镀铬弧形曲面完全相同；伸缩弹簧对称设置在位移限制钢筒的下方，其一端与位移限制钢筒底端相连，另一端锚固在圆形铅铸底盘上，钢角支撑柱与位移传动柱套装在一起，其两端分别与圆形钢顶板和圆形铅铸底盘相连，并可在角支撑域内范围移动。
进一步地，所述的钢角支撑柱与圆形铅铸底盘边缘的距离是圆形铅铸底盘半径的1/4长度。
进一步地，所述位移传动柱、传动柱连接套箍、位移限制钢筒三者高度之和等于圆形钢顶板与圆形铅铸底盘之间的距离。
进一步地，所述钢角支撑柱的两端剖平，其高度≥位移传动柱、位移限制钢筒以及伸缩弹簧的高度总和。
进一步地，所述圆形铅铸底盘的厚度≥2cm，底部喷涂阻尼材料。
进一步地，所述圆形钢顶板与圆形铅铸底盘尺寸相同，在圆形钢顶板与圆形铅铸底盘的周边钻取有螺栓孔。
进一步地，所述底部抗震支座衔接凹槽与半球状关节式橡胶摩擦滑块的表面、位移限制钢筒的内壁上喷涂有阻尼材料。
本发明所具有的优点与有益效果是：
本发明六圆柱橡胶滑动摆减震底座粘滞型阻尼器由上下两部件嵌套构成，包括承载、支撑、阻尼耗能三个系统。用于安装在建筑物底部或关键部位，控制建筑物振动。该发明在正常使用情况下，由阻尼器上部建筑物结构的重力提供纵向压力，在压力作用下，阻尼器的活塞式阻尼筒和半球状橡胶底座可以提供初始刚度；当地震发生时，阻尼器的阻尼液在钢筒内被挤压产生阻尼，输入建筑物内的地震能量通过阻尼液被挤压的形式被耗散，从而减小地震对建筑物的破坏。本发明由于底部抗震支座衔接凹槽与底部半球状关节式橡胶摩擦滑块相接，是一个具有球形曲面的滑块和球形铸钢滑动曲面。钢铸曲面与滑块具有相同的曲率半径，可以很好地相切在一起，在竖向荷载作用下，曲面应力均匀。本发明具有结构简单、构造新颖、成本低廉、方便安装、各构件受力均匀、传力明确、体系稳定，结构的复位能力强，可以在平面内各方向自由移动，在地震发生时能迅速做出反应。在位移限制钢筒底部增加的半球状关节式橡胶摩擦滑块和伸缩弹簧能够有效帮助装置复位，本发明是一种耗能性能优越、构造简单、制作方便的耗能减震装置。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详述：
图1为本发明六圆柱橡胶滑动摆减震底座粘滞型阻尼器的整体结构示意图；
图2为圆形钢顶板下部结构示意图；
图3为圆形铅铸底盘结构示意图；
图4为本发明六圆柱橡胶滑动摆减震底座粘滞型阻尼器的纵剖图；
图5为位移传动柱与传动柱连接套箍连接示意图；
图6为位移限制钢筒结构示意图；
图7为半球状关节式橡胶摩擦滑块及PTFE支撑材料结构示意图。
图中： 1为圆形钢顶板；2为位移传动柱；3为传动柱连接套箍；4为位移限制套筒；5为半球状关节式橡胶摩擦滑块；6为钢角支撑柱；7为圆形铅铸底盘；8为顶板螺栓孔；9为底板螺栓孔；10为镀铬弧形曲面；11为PTFE支撑材料；12为角柱支撑域；13为伸缩弹簧；14为阻尼筒；15为底部抗震支座衔接凹槽。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、4、5、6所示，本发明六圆柱橡胶滑动摆减震底座粘滞型阻尼器，包括有圆形钢顶板1、位移传动柱2、传动柱连接套箍3、位移限制钢筒4、半球状关节式橡胶摩擦滑块5、钢角支撑柱6、圆形铅铸底盘7、顶板螺栓孔8、底板螺栓孔9和伸缩弹簧13。其中：圆形钢顶板、圆形铅铸底盘属于承载系统；钢角支撑柱、位移传动柱属于支撑系统；位移限制钢筒、圆形铅铸底盘属于阻尼耗能系统。
所述圆形钢顶板1与圆形铅铸底盘7在投影面上完全对应重合，所述位移传动柱为三根，三根位移传动柱一端与圆形钢顶板相连，另一端通过传动柱连接套箍3与位移限制钢筒4相连接；三根位移传动柱沿周向等间距设置，位移限制钢筒包括有阻尼筒14和底部抗震支座衔接凹槽15，位移限制钢筒4内壁喷涂阻尼材料，位移限制钢筒4内部为阻尼液；底部抗震支座衔接凹槽15与底部半球状关节式橡胶摩擦滑块5相接，底部抗震支座衔接凹槽15与半球状关节式橡胶摩擦滑块5大小一致，并在底部抗震支座衔接凹槽15与半球状关节式橡胶摩擦滑块5表面喷涂阻尼材料；半球状关节式橡胶摩擦滑块5与底部抗震支座衔接凹槽15曲率相同。半球状关节式橡胶摩擦滑块5粘结在底部抗震支座衔接凹槽15内；半球状关节式橡胶摩擦滑块5底部为PTFE支撑材料11，PTFE支撑材料11的曲率与底部抗震支座衔接凹槽15内的镀铬弧形曲面10完全相同；位移传动柱和半球状关节式橡胶摩擦滑块可以有效的分散震动产生的能量，从而减小结构的地震反应。伸缩弹簧13对称连接在位移限制钢筒4的下方，其一端与位移限制钢筒4底端相连，另一端用螺栓锚固在圆形铅铸底盘7上。位移限制钢筒底端与圆形铅铸底盘的对应位置分别预留螺栓孔以安装伸缩弹簧，伸缩弹簧用于复位位移限制筒。钢角支撑柱6与位移传动柱2套装在一起，其顶端与圆形钢顶板1相连，其底端和圆形铅铸底盘相连，并可在角柱支撑域12范围内移动。
当圆形钢顶板与圆形铅铸底盘发生相对移动时，三根位移传动柱连接着圆形钢顶板并带动位移限制钢筒以及半球状关节式橡胶摩擦滑块在镀铬弧形曲面内发生摩擦移动。同时，圆形钢顶板上的三根钢角支撑柱支撑着圆形钢顶板并在角柱支撑域内相应移动。
三根位移传动柱、三个位移限制钢筒以及本根钢角支撑柱均是等间距设置，其圆心处于同一个圆上。三根钢角支撑柱用于支撑圆形钢顶板，防止顶板在压力作用下因刚度不够而发生变形，保证阻尼器均匀受力。
所述的钢角支撑柱6距离圆形铅铸底盘7边缘的长度约为圆形铅铸底盘半径的1/4长。三根钢角支撑柱6位于同一圆边界线上，三根钢角支撑柱之间等间距设置。如图2 所示，所述的三根位移传动柱1位于三根钢角支撑柱6中间，并处于同一内圆上。
所述位移传动柱2、传动柱连接套箍3、位移限制钢筒4三者高度之和等于圆形钢顶板1与圆形铅铸底盘7之间的距离。
所述钢角支撑柱6的两端剖平，其高度≥位移传动柱2、位移限制钢筒4以及伸缩弹簧13的高度总和。以保证其自由滑动时不受位移限制钢筒4的影响。
如图３所示，所述圆形铅铸底盘7的厚度≥2cm，底部喷涂阻尼材料。所述圆形钢顶板1与圆形铅铸底盘7尺寸相同，在圆形钢顶板1与圆形铅铸底盘7的周边钻取有螺栓孔，便于与建筑结构相连接。
本发明的组装方法如下：
根据实际工程要求设计阻尼器尺寸。各构件尺寸可以做相应的调整。各部件制作完成后，其中钢角支撑柱6、位移传动柱2、角柱支撑域12、圆形铅铸底盘7进行打磨剖光处理。再将位移传动柱2、钢角支撑柱6、圆形钢顶板1、圆形铅铸底盘7进行焊接。其中位移传动柱2与位移限制钢筒4中间用位移限制套箍连接。
在下部圆形铅铸底盘7上的镀铬弧形曲面10内喷涂阻尼材料，在其他部件组装完毕后，将上部的圆形钢顶板1固定于建筑物底部或关键部位，并用螺栓锚固，即完成安装。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.六圆柱橡胶滑动摆减震底座粘滞型阻尼器，其特征在于：包括有圆形钢顶板（1）、位移传动柱（2）、传动柱连接套箍（3）、位移限制钢筒（4）、半球状关节式橡胶摩擦滑块（5）、钢角支撑柱（6）、圆形铅铸底盘（7）、顶板螺栓孔（8）、底板螺栓孔（9）、伸缩弹簧（13），所述圆形钢顶板（1）与圆形铅铸底盘（7）在投影面上完全对应重合，所述位移传动柱（2）为三根，三根位移传动柱（2）一端与圆形钢顶板相连，另一端通过传动柱连接套箍（3）与位移限制钢筒（4）相接；三根位移传动柱（2）沿周向等间距设置，位移限制钢筒包括有阻尼筒（14）和底部抗震支座衔接凹槽（15），位移限制钢筒（4）内部为阻尼液；底部抗震支座衔接凹槽（15）与底部半球状关节式橡胶摩擦滑块（5）相接，半球状关节式橡胶摩擦滑块（5）与底部抗震支座衔接凹槽（15）曲率相同，半球状关节式橡胶摩擦滑块（5）粘结在底部抗震支座衔接凹槽（15）内；半球状关节式橡胶摩擦滑块（5）底部为PTFE支撑材料（11），PTFE支撑材料（11）的曲率与底部抗震支座衔接凹槽（15）内的镀铬弧形曲面（10）完全相同；伸缩弹簧（13）对称设置在位移限制钢筒（4）的下方，其一端与位移限制钢筒（4）底端相连，另一端锚固在圆形铅铸底盘（7）上，钢角支撑柱（6）与位移传动柱（2）套装在一起，钢角支撑柱（6）两端分别与圆形钢顶板（1）和圆形铅铸底盘相连，并可在角柱支撑域（12）内移动；
所述的钢角支撑柱（6）与圆形铅铸底盘（7）边缘的距离是圆形铅铸底盘半径的1/4长度；
所述位移传动柱（2）、传动柱连接套箍（3）、位移限制钢筒（4）三者高度之和等于圆形钢顶板（1）与圆形铅铸底盘（7）之间的距离。
2.根据权利要求1所述的六圆柱橡胶滑动摆减震底座粘滞型阻尼器，其特征在于：所述钢角支撑柱（6）的两端剖平，其高度≥位移传动柱（2）、位移限制钢筒（4）以及伸缩弹簧（13）的高度总和。
3.根据权利要求1所述的六圆柱橡胶滑动摆减震底座粘滞型阻尼器，其特征在于：所述圆形铅铸底盘（7）的厚度≥2cm，底部喷涂阻尼材料。
4.根据权利要求1所述的六圆柱橡胶滑动摆减震底座粘滞型阻尼器，其特征在于：所述圆形钢顶板（1）与圆形铅铸底盘（7）尺寸相同，在圆形钢顶板（1）与圆形铅铸底盘（7）的周边钻取有螺栓孔。
5.根据权利要求1所述的六圆柱橡胶滑动摆减震底座粘滞型阻尼器，其特征在于：所述底部抗震支座衔接凹槽（15）与半球状关节式橡胶摩擦滑块（5）的表面、位移限制钢筒（4）的内壁上喷涂有阻尼材料。
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