CN108678492A - 圆筒式摩擦耗能阻尼器 - Google Patents

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张延年
杨森
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    • E04BUILDING
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    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/98Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings

Abstract

本发明提供了一种圆筒式摩擦耗能阻尼器,属于建筑结构振动控制领域。包括连接板、连接板螺孔、固定端板、圆外筒、端板、端部耗能钢板、耗能分隔软钢板、耗能加强拉压板、内圈半圆形耗能钢板、弹性粘结填充材料、拉压连接、泡沫铝耗能材料、外圈半圆形耗能钢板、连接轴和内圈摩擦耗能块;采用端部耗能钢板、耗能分隔软钢板、内圈半圆形耗能钢板、外圈半圆形耗能钢板相互拉压的耗能方式和内圈摩擦耗能块、泡沫铝耗能材料相互摩擦的耗能方式,增加结构协调性,减少应力集中,制作安装简单,能够用于新建建筑工程的抗震设计,也可以用于已有工程的加固维修,在材料选择和结构改进都与现有技术有较大区别,能够减少建筑结构地震反应。

Description

圆筒式摩擦耗能阻尼器
技术领域
本发明属于建筑结构振动控制领域,特别是涉及一种圆筒式摩擦耗能阻尼器。
背景技术
金属屈服阻尼器 (metallic yielding damper) 是用软钢或其它软金属材料做成的各种形式的阻尼耗能器。金属屈服后具有良好的滞回性能,利用某些金属具有的弹塑性滞回变形耗能,包括软钢阻尼器、铅阻尼器和形状记忆合金 (shape memory alloys,简称SMA)阻尼器等。它对结构进行振动控制的机理是将结构振动的部分能量通过金属的屈服滞回耗能耗散掉,从而达到减小结构反应的目的,软钢阻尼器是充分利用软钢进入塑性阶段后具有良好的滞回特性。1972年,Kelly和 Skinner 等美国学者首先开始研究利用软钢的这种性能来控制结构的动力反应,并提出软钢阻尼器的几种形式,包括扭转梁、弯曲梁、U形条耗能器等。随后,其它学者又相继提出许多形式各异的软钢阻尼器,其中比较典型的如X 形、三角形板软钢阻尼器、E 型钢阻尼器、C型钢阻尼器等。经过国内外许多学者的理论分析和实验研究,证实软钢阻尼器具有稳定的滞回特性,良好的低周疲劳性能,长期的可靠性和不受环境、温度影响等特点,是一种很有前途的耗能器,全金属阻尼器具有可恢复变形大、阻尼能力强以及耐久性、抗腐蚀性、抗疲劳性能好、工作温度范围大和维护费用低等优点。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题,本发明提供一种圆筒式摩擦耗能阻尼器,主要是为了开发一种初始刚度较大,材料屈服分散面积大、可恢复变形大、阻尼能力强阻尼器,采用端部耗能钢板、耗能分隔软钢板、内圈半圆形耗能钢板、外圈半圆形耗能钢板相互拉压的耗能方式、内圈摩擦耗能块和泡沫铝耗能材料相互摩擦的耗能方式,可有效避免建筑物出现过强的地震反应。
本发明采用的技术方案为:
圆筒式摩擦耗能阻尼器,包括连接板、连接板螺孔、固定端板、圆外筒、端板、端部耗能钢板、耗能分隔软钢板、耗能加强拉压板、内圈半圆形耗能钢板、弹性粘结填充材料、拉压连接、泡沫铝耗能材料、外圈半圆形耗能钢板、连接轴和内圈摩擦耗能块;在圆外筒和端板围成结构内部两侧设置耗能加强拉压板,两个耗能加强拉压板之间设置有端部耗能钢板和外圈半圆形耗能钢板,在端部耗能钢板和外圈半圆形耗能钢板围成的结构内部设置有内圈半圆形耗能钢板和耗能分隔软钢板,耗能分隔软钢板的连接位置与相邻的两个外圈半圆形耗能钢板和两个内圈半圆形耗能钢板的连接位置相同,端部耗能钢板的一侧与耗能加强拉压板固定连接,在端部耗能钢板和内圈半圆形耗能钢板围成的结构内设置连接轴和多个内圈摩擦耗能块,连接轴一端和耗能加强拉压板连接固定,每个内圈摩擦耗能块设置在相邻两个耗能分隔软钢板之间,在端部耗能钢板和内圈半圆形耗能钢板围成的结构内设置泡沫铝耗能材料,在端部耗能钢板和外圈半圆形耗能钢板围成的结构与端部耗能钢板和内圈半圆形耗能钢板围成的结构之间设置弹性粘结填充材料,设置拉压连接将两侧的耗能加强拉压板与固定端板连接,固定端板两端为连接板,在连接板上开设连接板螺孔。
进一步地,端部耗能钢板、耗能分隔软钢板、内圈半圆形耗能钢板和外圈半圆形耗能钢板采用低屈服点钢板制作而成。
进一步地,内圈半圆形耗能钢板和外圈半圆形耗能钢板与端部耗能钢板、耗能分隔软钢板采用焊接连接。
进一步地,弹性粘结填充材料采用高阻尼橡胶制作而成。
进一步地,泡沫铝耗能材料采用泡沫铝制作而成。
进一步地,连接板上的连接板螺孔采用等间距设置。
本发明的有益效果:
本发明的效果和优点是初始刚度较大,材料屈服分散面积大、可恢复变形大、阻尼能力强,采用端部耗能钢板、耗能分隔软钢板、内圈半圆形耗能钢板、外圈半圆形耗能钢板相互拉压的耗能方式、内圈摩擦耗能块和泡沫铝耗能材料相互摩擦的耗能方式,能够相互协调,无明显应力集中现象,发挥各自最大功效,材料利用率高,设置的弹性粘结填充材料、泡沫铝耗能材料耗能效果好,使结构的动能或弹性势能等能量转化成热能等形式耗散掉,同时圆筒式摩擦耗能阻尼器的制作安装简单、使用方便,能够用于新建建筑工程的抗震设计,也可以用于已有工程的加固维修,在材料的选择和结构的改进都与现有技术有较大的区别,能够减少建筑结构的地震反应,对建筑结构起到很好的保护作用。
附图说明
图1为圆筒式摩擦耗能阻尼器正视示意图。
图2为圆筒式摩擦耗能阻尼器侧视示意图。
图3为本发明中图2的A-A剖面图。
图中:1为连接板;2为连接板螺孔;3为固定端板;4为圆外筒;5为端板;6为端部耗能钢板;7为耗能分隔软钢板;8为耗能加强拉压板;9为内圈半圆形耗能钢板;10为弹性粘结填充材料;11为拉压连接;12为泡沫铝耗能材料;13为外圈半圆形耗能钢板;14为连接轴;15为内圈摩擦耗能块。
具体实施方式
为了进一步说明本发明,下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例,如图1-图3所示,圆筒式摩擦耗能阻尼器,包括连接板1、连接板螺孔2、固定端板3、圆外筒4、端板5、端部耗能钢板6、耗能分隔软钢板7、耗能加强拉压板8、内圈半圆形耗能钢板9、弹性粘结填充材料10、拉压连接11、泡沫铝耗能材料12、外圈半圆形耗能钢板13、连接轴14和内圈摩擦耗能块15;在圆外筒4和端板5围成结构内部两侧设置耗能加强拉压板8,两个耗能加强拉压板8之间设置有端部耗能钢板6和外圈半圆形耗能钢板13,在端部耗能钢板6和外圈半圆形耗能钢板13围成的结构内部设置有内圈半圆形耗能钢板9和耗能分隔软钢板7,耗能分隔软钢板7的连接位置与相邻的两个外圈半圆形耗能钢板13和两个内圈半圆形耗能钢板9的连接位置相同,端部耗能钢板6的一侧与耗能加强拉压板8固定连接,在端部耗能钢板6和内圈半圆形耗能钢板9围成的结构内设置连接轴14和多个内圈摩擦耗能块15,连接轴14一端和耗能加强拉压板8连接固定,每个内圈摩擦耗能块15设置在相邻两个耗能分隔软钢板7之间,在端部耗能钢板6和内圈半圆形耗能钢板9围成的结构内设置泡沫铝耗能材料12,在端部耗能钢板6和外圈半圆形耗能钢板13围成的结构与端部耗能钢板6和内圈半圆形耗能钢板9围成的结构之间设置弹性粘结填充材料10,设置拉压连接11将两侧的耗能加强拉压板8与固定端板3连接,固定端板3两端为连接板1,在连接板1上开设连接板螺孔2;端部耗能钢板6、耗能分隔软钢板7、内圈半圆形耗能钢板9和外圈半圆形耗能钢板13采用低屈服点钢板制作而成;内圈半圆形耗能钢板9和外圈半圆形耗能钢板13与端部耗能钢板6、耗能分隔软钢板7采用焊接连接;弹性粘结填充材料10采用高阻尼橡胶制作而成;泡沫铝耗能材料12采用泡沫铝制作而成;连接板1上的连接板螺孔2采用等间距设置。
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,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.圆筒式摩擦耗能阻尼器,其特征在于:包括连接板(1)、连接板螺孔(2)、固定端板(3)、圆外筒(4)、端板(5)、端部耗能钢板(6)、耗能分隔软钢板(7)、耗能加强拉压板(8)、内圈半圆形耗能钢板(9)、弹性粘结填充材料(10)、拉压连接(11)、泡沫铝耗能材料(12)、外圈半圆形耗能钢板(13)、连接轴(14)和内圈摩擦耗能块(15);在圆外筒(4)和端板(5)围成结构内部两侧设置耗能加强拉压板(8),两个耗能加强拉压板(8)之间设置有端部耗能钢板(6)和外圈半圆形耗能钢板(13),在端部耗能钢板(6)和外圈半圆形耗能钢板(13)围成的结构内部设置有内圈半圆形耗能钢板(9)和耗能分隔软钢板(7),耗能分隔软钢板(7)的连接位置与相邻的两个外圈半圆形耗能钢板(13)和两个内圈半圆形耗能钢板(9)的连接位置相同,端部耗能钢板(6)的一侧与耗能加强拉压板(8)固定连接,在端部耗能钢板(6)和内圈半圆形耗能钢板(9)围成的结构内设置连接轴(14)和多个内圈摩擦耗能块(15),连接轴(14)一端和耗能加强拉压板(8)连接固定,每个内圈摩擦耗能块(15)设置在相邻两个耗能分隔软钢板(7)之间,在端部耗能钢板(6)和内圈半圆形耗能钢板(9)围成的结构内设置泡沫铝耗能材料(12),在端部耗能钢板(6)和外圈半圆形耗能钢板(13)围成的结构与端部耗能钢板(6)和内圈半圆形耗能钢板(9)围成的结构之间设置弹性粘结填充材料(10),设置拉压连接(11)将两侧的耗能加强拉压板(8)与固定端板(3)连接,固定端板(3)两端为连接板(1),在连接板(1)上开设连接板螺孔(2)。
2.根据权利要求1所述的圆筒式摩擦耗能阻尼器,其特征在于:端部耗能钢板(6)、耗能分隔软钢板(7)、内圈半圆形耗能钢板(9)和外圈半圆形耗能钢板(13)采用低屈服点钢板制作而成。
3.根据权利要求1所述的圆筒式摩擦耗能阻尼器,其特征在于:内圈半圆形耗能钢板(9)和外圈半圆形耗能钢板(13)与端部耗能钢板(6)、耗能分隔软钢板(7)采用焊接连接。
4.根据权利要求1所述的圆筒式摩擦耗能阻尼器,其特征在于:弹性粘结填充材料(10)采用高阻尼橡胶制作而成。
5.根据权利要求1所述的圆筒式摩擦耗能阻尼器,其特征在于:泡沫铝耗能材料(12)采用泡沫铝制作而成。
6.根据权利要求1所述的圆筒式摩擦耗能阻尼器,其特征在于:连接板(1)上的连接板螺孔(2)采用等间距设置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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