CN108678498A - 一种鼓形挤压耗能阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种鼓形挤压耗能阻尼器。本发明属于建筑结构振动控制领域，有益效果是初始刚度较大，材料屈服分散面积大、可恢复变形大、阻尼能力强，采用三重筒结构拉压的耗能方式和组合耗能钢板相互挤压摩擦的耗能方式，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，设置的耗能缓冲层、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，同时鼓形挤压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，能够减少建筑结构地震反应，对建筑结构起到很好保护作用。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构振动控制领域，特别是涉及一种鼓形挤压耗能阻尼器。
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，本发明提供一种鼓形挤压耗能阻尼器，采用三重筒结构拉压的耗能方式和组合耗能钢板相互挤压摩擦的耗能方式，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。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
鼓形挤压耗能阻尼器，主要包括上板、下板、上板螺孔、下板螺孔、鼓形曲面耗能钢板、圆形耗能钢板、耗能分隔软钢板、协调连接钢筋、弧形耗能钢板、弹性粘结填充材料、泡沫铝耗能材料、耗能缓冲层、半圆形连接耗能钢板和锁紧螺母等，
鼓形挤压耗能阻尼器的结构中，采用三重筒结构，最外侧的鼓形曲面耗能钢板采用鼓形筒，中间的圆形耗能钢板采用圆形筒，最里侧设置有半圆形连接耗能钢板围成的筒结构，三筒同轴，设置有协调连接钢筋，协调连接钢筋均分别穿过鼓形曲面耗能钢板、圆形耗能钢板的中点，并两端采用锁紧螺母锁紧固定，在结构的最上端设置有上板，在结构的最下端设置有下板，在上板的外圈开设若干上板螺孔，在下板的外圈开设若干下板螺孔，在半圆形连接耗能钢板围成的筒结构中设置若干耗能分隔软钢板，相邻的耗能分隔软钢板和耗能分隔软钢板之间设置弧形耗能钢板，弧形耗能钢板从中间至上下两侧的弯曲半径逐渐减小，并且设置有协调连接钢筋，协调连接钢筋均分别穿过耗能分隔软钢板、弧形耗能钢板的中点，并两端采用锁紧螺母锁紧固定，耗能分隔软钢板、弧形耗能钢板两端与半圆形连接耗能钢板固定连接，连接位置与相邻的半圆形连接耗能钢板和半圆形连接耗能钢板的连接位置相同，在弧形耗能钢板内设置泡沫铝耗能材料，在半圆形连接耗能钢板和耗能分隔软钢板和弧形耗能钢板、半圆形连接耗能钢板和耗能分隔软钢板和上板、半圆形连接耗能钢板和耗能分隔软钢板和下板围成的空腔内设置弹性粘结填充材料，在鼓形曲面耗能钢板和圆形耗能钢板、上板和下板和圆形耗能钢板和半圆形连接耗能钢板围成的空腔内设置耗能缓冲层。
鼓形曲面耗能钢板、圆形耗能钢板、耗能分隔软钢板、弧形耗能钢板、半圆形连接耗能钢板采用低屈服点钢板制作而成。
弹性粘结填充材料采用高阻尼橡胶制作而成。
泡沫铝耗能材料采用泡沫铝制作而成。
耗能缓冲层采用聚氨酯泡沫填充而成。
上板、下板分别与鼓形曲面耗能钢板和圆形耗能钢板采用焊接连接。
在上板的外圈等间距开设若干上板螺孔，在下板的外圈等间距开设若干下板螺孔。
本发明的有益效果是初始刚度较大，材料屈服分散面积大、可恢复变形大、阻尼能力强，采用三重筒结构拉压的耗能方式和组合耗能钢板相互挤压摩擦的耗能方式，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，设置的耗能缓冲层、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，同时鼓形挤压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为本发明鼓形挤压耗能阻尼器平面示意图。
图2为图1的A-A剖面图。
图中：1为上板；2为下板；3为上板螺孔；4为下板螺孔；5为鼓形曲面耗能钢板；6为圆形耗能钢板；7为耗能分隔软钢板；8为协调连接钢筋；9为弧形耗能钢板；10为弹性粘结填充材料；11为泡沫铝耗能材料；12为耗能缓冲层；13为半圆形连接耗能钢板；14为锁紧螺母。
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。
一种鼓形挤压耗能阻尼器，如图1~图2所示，主要包括上板1、下板2、上板螺孔3、下板螺孔4、鼓形曲面耗能钢板5、圆形耗能钢板6、耗能分隔软钢板7、协调连接钢筋8、弧形耗能钢板9、弹性粘结填充材料10、泡沫铝耗能材料11、耗能缓冲层12、半圆形连接耗能钢板13和锁紧螺母14等，
鼓形挤压耗能阻尼器的结构中，采用三重筒结构，最外侧的鼓形曲面耗能钢板5采用鼓形筒，中间的圆形耗能钢板6采用圆形筒，最里侧设置有半圆形连接耗能钢板13围成的筒结构，三筒同轴，设置有协调连接钢筋8，协调连接钢筋8均分别穿过鼓形曲面耗能钢板5、圆形耗能钢板6的中点，并两端采用锁紧螺母14锁紧固定，在结构的最上端设置有上板1，在结构的最下端设置有下板2，在上板1的外圈开设若干上板螺孔3，在下板2的外圈开设若干下板螺孔4，在半圆形连接耗能钢板13围成的筒结构中设置若干耗能分隔软钢板7，相邻的耗能分隔软钢板7和耗能分隔软钢板7之间设置弧形耗能钢板9，弧形耗能钢板9从中间至上下两侧的弯曲半径逐渐减小，并且设置有协调连接钢筋8，协调连接钢筋8均分别穿过耗能分隔软钢板7、弧形耗能钢板9的中点，并两端采用锁紧螺母14锁紧固定，耗能分隔软钢板7、弧形耗能钢板9两端与半圆形连接耗能钢板13固定连接，连接位置与相邻的半圆形连接耗能钢板13和半圆形连接耗能钢板13的连接位置相同，在弧形耗能钢板9内设置泡沫铝耗能材料11，在半圆形连接耗能钢板13和耗能分隔软钢板7和弧形耗能钢板9、半圆形连接耗能钢板13和耗能分隔软钢板7和上板1、半圆形连接耗能钢板13和耗能分隔软钢板7和下板2围成的空腔内设置弹性粘结填充材料10，在鼓形曲面耗能钢板5和圆形耗能钢板6、上板1和下板2和圆形耗能钢板6和半圆形连接耗能钢板13围成的空腔内设置耗能缓冲层12。
鼓形曲面耗能钢板5、圆形耗能钢板6、耗能分隔软钢板7、弧形耗能钢板9、半圆形连接耗能钢板13采用低屈服点钢板制作而成。
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11采用泡沫铝制作而成。
耗能缓冲层12采用聚氨酯泡沫填充而成。
上板1、下板2分别与鼓形曲面耗能钢板5和圆形耗能钢板6采用焊接连接。
在上板1的外圈等间距开设若干上板螺孔3，在下板2的外圈等间距开设若干下板螺孔4。
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 (7)
1.一种鼓形挤压耗能阻尼器，包括上板(1)、下板(2)、上板螺孔(3)、下板螺孔(4)、鼓形曲面耗能钢板(5)、圆形耗能钢板(6)、耗能分隔软钢板(7)、协调连接钢筋(8)、弧形耗能钢板(9)、弹性粘结填充材料(10)、泡沫铝耗能材料(11)、耗能缓冲层(12)、半圆形连接耗能钢板(13)和锁紧螺母(14)，其特征在于：
鼓形挤压耗能阻尼器的结构中，采用三重筒结构，最外侧的鼓形曲面耗能钢板(5)采用鼓形筒，中间的圆形耗能钢板(6)采用圆形筒，最里侧设置有半圆形连接耗能钢板(13)围成的筒结构，三筒同轴，设置有协调连接钢筋(8)，协调连接钢筋(8)穿过鼓形曲面耗能钢板(5)、圆形耗能钢板(6)的中点，协调连接钢筋(8)两端采用锁紧螺母(14)锁紧固定，在结构的最上端设置有上板(1)，在结构的最下端设置有下板(2)，在上板(1)的外圈开设上板螺孔(3)，在下板(2)的外圈开设下板螺孔(4)，在半圆形连接耗能钢板(13)围成的筒结构中设置耗能分隔软钢板(7)，相邻的耗能分隔软钢板(7)和耗能分隔软钢板(7)之间设置弧形耗能钢板(9)，弧形耗能钢板(9)从中间至上下两侧的弯曲半径逐渐减小，并且中间设置有协调连接钢筋(8)，耗能分隔软钢板(7)、弧形耗能钢板(9)两端与半圆形连接耗能钢板(13)固定连接，相邻的半圆形连接耗能钢板(13)和半圆形连接耗能钢板(13)的连接位置相同，在弧形耗能钢板(9)内设置泡沫铝耗能材料(11)，在半圆形连接耗能钢板(13)和耗能分隔软钢板(7)和弧形耗能钢板(9)、半圆形连接耗能钢板(13)和耗能分隔软钢板(7)和上板(1)、半圆形连接耗能钢板(13)和耗能分隔软钢板(7)和下板(2)围成的空腔内设置弹性粘结填充材料(10)，在鼓形曲面耗能钢板(5)和圆形耗能钢板(6)、上板(1)和下板(2)和圆形耗能钢板(6)和半圆形连接耗能钢板(13)围成的空腔内设置耗能缓冲层(12)。
2.权利要求1所述一种鼓形挤压耗能阻尼器，其特征在于：鼓形曲面耗能钢板(5)、圆形耗能钢板(6)、耗能分隔软钢板(7)、弧形耗能钢板(9)、半圆形连接耗能钢板(13)采用低屈服点钢板制作而成。
3.权利要求1所述一种鼓形挤压耗能阻尼器，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。
4.权利要求1所述一种鼓形挤压耗能阻尼器，其特征在于：泡沫铝耗能材料(11)采用泡沫铝制作而成。
5.权利要求1所述一种鼓形挤压耗能阻尼器，其特征在于：耗能缓冲层(12)采用聚氨酯泡沫填充而成。
6.权利要求1所述一种鼓形挤压耗能阻尼器，其特征在于：上板(1)、下板(2)分别与鼓形曲面耗能钢板(5)和圆形耗能钢板(6)采用焊接连接。
7.权利要求1所述一种鼓形挤压耗能阻尼器，其特征在于：在上板(1)的外圈等间距开设上板螺孔(3)，在下板(2)的外圈等间距开设下板螺孔(4)。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112502306A (zh) * | 2020-09-03 | 2021-03-16 | 中南大学 | 一种复合型阻尼器 |
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