CN108678504A - 一种双圆筒式耗能拉压阻尼器 - Google Patents

一种双圆筒式耗能拉压阻尼器 Download PDF

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杨森
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Abstract

本发明提供了一种双圆筒式耗能拉压阻尼器。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，采用双圆筒式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，同时双圆筒式耗能拉压阻尼器的制作安装简单，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，在材料的选择和结构的改进都与现有技术有较大区别，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。

Description

一种双圆筒式耗能拉压阻尼器
技术领域
本发明属于建筑结构振动控制领域，特别是涉及一种双圆筒式耗能拉压阻尼器。
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，本发明提供一种双圆筒式耗能拉压阻尼器，初始刚度较大，材料屈服分散面积大，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，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：
一种双圆筒式耗能拉压阻尼器,主要包括连接板、连接板螺孔、固定端板、圆外筒半圆形耗能钢板、圆外筒端板、圆内筒半圆形耗能钢板、圆内筒端板、耗能缓冲层、弧形耗能钢板、弹性粘结填充材料、拉压连接、泡沫铝耗能材料、协调连接钢筋、锁紧螺母、弧形耗能钢板连接板和耗能分隔软钢板等，
双圆筒式耗能拉压阻尼器的结构中，在圆外筒半圆形耗能钢板和圆外筒端板围成的结构内部设置有圆内筒半圆形耗能钢板和圆内筒端板围成的结构，在圆内筒半圆形耗能钢板和圆内筒端板围成的结构内部设置耗能缓冲层，在圆内筒半圆形耗能钢板和圆内筒端板围成的结构内部设置若干耗能分隔软钢板，耗能分隔软钢板的连接位置与相邻的圆内筒半圆形耗能钢板和圆内筒半圆形耗能钢板的连接位置相同，相邻的圆外筒端板和圆内筒端板采用若干协调连接钢筋进行连接并两端采用锁紧螺母固定，并在相邻的圆外筒端板和圆内筒端板之间设置若干弧形耗能钢板，弧形耗能钢板的两端采用弧形耗能钢板连接板固定连接，弧形耗能钢板从中间到两侧的弯曲半径逐渐减小，在弧形耗能钢板和弧形耗能钢板连接板围成的结构内部设置泡沫铝耗能材料，圆外筒半圆形耗能钢板和圆外筒端板和圆内筒半圆形耗能钢板和圆内筒端板和最外侧弧形耗能钢板和弧形耗能钢板连接板围成的空腔内设置弹性粘结填充材料，设置拉压连接将两侧的圆外筒端板与固定端板连接，固定端板两端为连接板，在连接板上开设若干连接板螺孔。
圆外筒半圆形耗能钢板、圆外筒端板、圆内筒半圆形耗能钢板、圆内筒端板、弧形耗能钢板和耗能分隔软钢板采用低屈服点钢板制作而成。
弧形耗能钢板的两端与弧形耗能钢板连接板采用焊接连接。
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。
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，采用双圆筒式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，同时双圆筒式耗能拉压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为本发明双圆筒式耗能拉压阻尼器正视示意图。
图2为本发明双圆筒式耗能拉压阻尼器侧视示意图。
图3为图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为圆外筒半圆形耗能钢板；5为圆外筒端板；6为圆内筒半圆形耗能钢板；7为圆内筒端板；8为耗能缓冲层；9为弧形耗能钢板；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为协调连接钢筋；14为锁紧螺母；15为弧形耗能钢板连接板；16为耗能分隔软钢板。
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。
一种双圆筒式耗能拉压阻尼器，如图1~图3所示，主要包括连接板1、连接板螺孔2、固定端板3、圆外筒半圆形耗能钢板4、圆外筒端板5、圆内筒半圆形耗能钢板6、圆内筒端板7、耗能缓冲层8、弧形耗能钢板9、弹性粘结填充材料10、拉压连接11、泡沫铝耗能材料12、协调连接钢筋13、锁紧螺母14、弧形耗能钢板连接板15和耗能分隔软钢板16等，
双圆筒式耗能拉压阻尼器的结构中，在圆外筒半圆形耗能钢板4和圆外筒端板5围成的结构内部设置有圆内筒半圆形耗能钢板6和圆内筒端板7围成的结构，在圆内筒半圆形耗能钢板6和圆内筒端板7围成的结构内部设置耗能缓冲层8，在圆内筒半圆形耗能钢板6和圆内筒端板7围成的结构内部设置若干耗能分隔软钢板16，耗能分隔软钢板16的连接位置与相邻的圆内筒半圆形耗能钢板6和圆内筒半圆形耗能钢板6的连接位置相同，相邻的圆外筒端板5和圆内筒端板7采用若干协调连接钢筋13进行连接并两端采用锁紧螺母14固定，并在相邻的圆外筒端板5和圆内筒端板7之间设置若干弧形耗能钢板9，弧形耗能钢板9的两端采用弧形耗能钢板连接板15固定连接，弧形耗能钢板9从中间到两侧的弯曲半径逐渐减小，在弧形耗能钢板9和弧形耗能钢板连接板15围成的结构内部设置泡沫铝耗能材料12，圆外筒半圆形耗能钢板4和圆外筒端板5和圆内筒半圆形耗能钢板6和圆内筒端板7和最外侧弧形耗能钢板9和弧形耗能钢板连接板15围成的空腔内设置弹性粘结填充材料10，设置拉压连接11将两侧的圆外筒端板5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上开设若干连接板螺孔2。
圆外筒半圆形耗能钢板4、圆外筒端板5、圆内筒半圆形耗能钢板6、圆内筒端板7、弧形耗能钢板9和耗能分隔软钢板16采用低屈服点钢板制作而成。
弧形耗能钢板9的两端与弧形耗能钢板连接板15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。
耗能缓冲层8采用聚氨酯泡沫填充而成。
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 (5)

1.一种双圆筒式耗能拉压阻尼器，包括连接板(1)、连接板螺孔(2)、固定端板(3)、圆外筒半圆形耗能钢板(4)、圆外筒端板(5)、圆内筒半圆形耗能钢板(6)、圆内筒端板(7)、耗能缓冲层(8)、弧形耗能钢板(9)、弹性粘结填充材料(10)、拉压连接(11)、泡沫铝耗能材料(12)、协调连接钢筋(13)、锁紧螺母(14)、弧形耗能钢板连接板(15)和耗能分隔软钢板(16)，其特征在于：
双圆筒式耗能拉压阻尼器的结构中，在圆外筒半圆形耗能钢板(4)和圆外筒端板(5)围成的结构内部设置有圆内筒半圆形耗能钢板(6)和圆内筒端板(7)围成的结构，在圆内筒半圆形耗能钢板(6)和圆内筒端板(7)围成的结构内部设置耗能缓冲层(8)，在圆内筒半圆形耗能钢板(6)和圆内筒端板(7)围成的结构内部设置耗能分隔软钢板(16)，耗能分隔软钢板(16)的连接位置与相邻的圆内筒半圆形耗能钢板(6)和圆内筒半圆形耗能钢板(6)的连接位置相同，相邻的圆外筒端板(5)和圆内筒端板(7)采用协调连接钢筋(13)进行连接，协调连接钢筋(13)两端采用锁紧螺母(14)固定，并在相邻的圆外筒端板(5)和圆内筒端板(7)之间设置弧形耗能钢板(9)，弧形耗能钢板(9)的两端采用弧形耗能钢板连接板(15)固定连接，弧形耗能钢板(9)从中间到两侧的弯曲半径逐渐减小，在弧形耗能钢板(9)和弧形耗能钢板连接板(15)围成的结构内部设置泡沫铝耗能材料(12)，圆外筒半圆形耗能钢板(4)和圆外筒端板(5)和圆内筒半圆形耗能钢板(6)和圆内筒端板(7)和最外侧弧形耗能钢板(9)和弧形耗能钢板连接板(15)围成的空腔内设置弹性粘结填充材料(10)，设置拉压连接(11)将两侧的圆外筒端板(5)与固定端板(3)连接，固定端板(3)一侧为连接板(1)，在连接板(1)上开设连接板螺孔(2)。
2.权利要求1所述一种双圆筒式耗能拉压阻尼器，其特征在于：圆外筒半圆形耗能钢板(4)、圆外筒端板(5)、圆内筒半圆形耗能钢板(6)、圆内筒端板(7)、弧形耗能钢板(9)和耗能分隔软钢板(16)采用低屈服点钢板制作而成。
3.权利要求1所述一种双圆筒式耗能拉压阻尼器，其特征在于：弧形耗能钢板(9)的两端与弧形耗能钢板连接板(15)采用焊接连接。
4.权利要求1所述一种双圆筒式耗能拉压阻尼器，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.权利要求1所述一种双圆筒式耗能拉压阻尼器，其特征在于：泡沫铝耗能材料(12)采用泡沫铝制作而成。
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