CN108915331A - 一种多向减震阻尼器 - Google Patents

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张延年
杨森
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    • E04H9/022—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings and comprising laminated structures of alternating elastomeric and rigid layers

Abstract

本发明提供了一种多向减震阻尼器，属于建筑结构振动控制领域。多向减震阻尼器的主体是由端部耗能钢板、侧部支撑耗能钢板、水平剪切耗能格栅板围成，在围成结构的内部空腔设置泡沫铝耗能材料，在围成结构的内部靠近侧部支撑耗能钢板和水平剪切耗能格栅板的位置均设置发泡铝耗能板，在围成结构内的中部设置圆形软钢耗能内筒，在圆形软钢耗能内筒的两侧对称设置若干弧形耗能钢板，弧形耗能钢板的上下两端分别与端部耗能钢板固定连接。本发明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，拥有良好的抗震性能、延性和滞回耗能能力。

Description

一种多向减震阻尼器
技术领域
本发明属于建筑结构振动控制领域，特别是涉及一种多向减震阻尼器。
背景技术
地震灾害具有突发性和毁灭性，严重威胁着人类生命、财产的安全。世界上每年发生破坏性地震近千次，一次大地震可引起上千亿美元的经济损失，导致几十万人死亡或严重伤残。我国地处世界上两个最活跃的地震带上，是遭受地震灾害最严重的国家之一，地震造成的人员伤亡居世界首位，经济损失也十分巨大。地震中建筑物的大量破坏与倒塌，是造成地震灾害的直接原因。地震发生时，地面振动引起结构的地震反应。对于基础固接于地面的建筑结构物，其反应沿着高度从下到上逐层放大。由于结构物某部位的地震反应 ( 加速度、速度或位移 ) 过大，使主体承重结构严重破坏甚至倒塌；或虽然主体结构未破坏，但建筑饰面、装修或其它非结构配件等毁坏而导致严重损失；或室内昂贵仪器、设备破坏导致严重的损失或次生灾害。为了避免上述灾害的发生，人们必须对结构体系的地震反应进行控制，并消除结构体系的“放大器”作用，结构消能减振技术是把结构的某些非承重构件( 如剪力墙、连接件等) 设计成消能杆件，或在结构的某些部位 ( 层间空间、节点、连接缝等 )安装消能装置。在小风或小震时，这些消能杆件( 或消能装置) 和结构本身具有足够的侧向刚度以满足使用要求，结构处于弹性状态；当出现大震或大风时，随着结构侧向变形的增大，消能构件或消能装置率先开始工作，产生较大阻尼，大量消耗输入结构的地震或风振能量，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，迅速衰减结构的地震或风振反应 ( 位移、速度、加速度等 )，使主体结构避免出现明显的非弹性状态，保护主体结构及构件在强震或大风中免遭破坏。因为地震等原因传输给建筑结构的外部能量，是结构产生振动的根源，所以在结构中设置耗能装置，增加耗能量，将会减少结构的振动反应。目前研究开发的防屈曲耗能构件的约束混凝土容易被压碎而失去了约束与防屈曲作用，致使其耗能能力大幅降低。因此，一些耗能构件制造工艺，耗能性能等仍需要进一步改进。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种多向减震阻尼器，采用多方向减震缓冲耗能的结构设计，使建筑拥有良好的抗震性能、延性和滞回耗能能力。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种多向减震阻尼器，包括连接板、连接板螺孔、固定端板、端部耗能钢板、侧部支撑耗能钢板、发泡铝耗能板、圆形软钢耗能内筒、协调连接钢筋、弧形耗能钢板、泡沫铝耗能材料、耗能肋、内设椭圆孔、水平剪切耗能格栅板、锁紧螺母、水平剪切耗能肋和格栅条孔，多向减震阻尼器的主体是由端部耗能钢板、侧部支撑耗能钢板、水平剪切耗能格栅板围成，在围成结构的内部空腔设置泡沫铝耗能材料，在围成结构的内部靠近侧部支撑耗能钢板和水平剪切耗能格栅板的位置均设置发泡铝耗能板，在围成结构内的中部设置圆形软钢耗能内筒，在圆形软钢耗能内筒的两侧对称设置若干弧形耗能钢板，弧形耗能钢板的上下两端分别与端部耗能钢板固定连接，弧形耗能钢板从中间至左右两侧的弯曲半径逐渐减小，协调连接钢筋分别穿过侧部支撑耗能钢板、发泡铝耗能板、圆形软钢耗能内筒、弧形耗能钢板的中点，协调连接钢筋的两端采用锁紧螺母锁紧固定在侧部支撑耗能钢板上，侧部支撑耗能钢板上设置若干内设椭圆孔，并且在相邻的内设椭圆孔和内设椭圆孔之间设置耗能肋；水平剪切耗能格栅板上设置若干格栅条孔，并且在相邻的格栅条孔和格栅条孔之间设置水平剪切耗能肋；多向减震阻尼器的上下端分别设置连接板，连接板通过固定端板和端部耗能钢板连接，连接板的两侧开设若干连接板螺孔。
其中，所述端部耗能钢板、侧部支撑耗能钢板、圆形软钢耗能内筒、弧形耗能钢板、水平剪切耗能格栅板均采用低屈服点钢板制作而成。
其中，所述发泡铝耗能板采用发泡铝制作而成。
其中，所述端部耗能钢板、侧部支撑耗能钢板、水平剪切耗能格栅板之间采用焊接连接。
其中，在所述连接板的两侧等间距开设若干连接板螺孔。
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，采用多方向减震缓冲耗能的结构设计，在受到水平剪切作用时，设置的端部耗能钢板受到往复的剪切作用能够带动圆形软钢耗能内筒、弧形耗能钢板和泡沫铝耗能材料相互挤压耗能，同时端部耗能钢板能够带动水平剪切耗能格栅板进行水平剪切耗能，在竖直方向上震动时，设置的圆形软钢耗能内筒、弧形耗能钢板不仅能通过自身的弯曲变形耗能而且发生相对位移时和泡沫铝耗能材料摩擦挤压耗能，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，发生大震时，设置的侧部支撑耗能钢板可以做有力的侧部支撑，避免整体结构被破坏，而且其上设置的内设椭圆孔、耗能肋可使结构的耗能更充分，在正常状态下使用时能够增大建筑结构的整体刚度，在遇到地震时，能够减少建筑结构的地震反应，使其拥有良好的抗震性能、延性和滞回耗能能力。
附图说明
下面结合附图对本发明中的多向减震阻尼器作进一步说明：
图1为本发明多向减震阻尼器正视示意图。
图2为本发明多向减震阻尼器俯视示意图。
图3为图2的A-A剖面示意图。
图4为本发明多向减震阻尼器侧视示意图。
图中：1为连接板；2为连接板螺孔；3为固定端板；4为端部耗能钢板；5为侧部支撑耗能钢板；6为发泡铝耗能板；7为圆形软钢耗能内筒；8为协调连接钢筋；9为弧形耗能钢板；10为泡沫铝耗能材料；11为耗能肋；12为内设椭圆孔；13为水平剪切耗能格栅板；14为锁紧螺母；15为水平剪切耗能肋；16为格栅条孔。
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。
一种多向减震阻尼器，如图1~图4所示，包括连接板1、连接板螺孔2、固定端板3、端部耗能钢板4、侧部支撑耗能钢板5、发泡铝耗能板6、圆形软钢耗能内筒7、协调连接钢筋8、弧形耗能钢板9、泡沫铝耗能材料10、耗能肋11、内设椭圆孔12、水平剪切耗能格栅板13、锁紧螺母14、水平剪切耗能肋15和格栅条孔16，多向减震阻尼器的结构中，结构的主体是由端部耗能钢板4、侧部支撑耗能钢板5和水平剪切耗能格栅板13围成，在围成结构内的空腔设置泡沫铝耗能材料10，泡沫铝耗能材料10填充在围成结构的空腔内，在围成的结构内部靠近侧部支撑耗能钢板5和水平剪切耗能格栅板13的位置设置发泡铝耗能板6，在围成结构内的中部设置圆形软钢耗能内筒7，在圆形软钢耗能内筒7两侧对称设置若干弧形耗能钢板9，弧形耗能钢板9的上下两端分别与端部耗能钢板4固定连接，弧形耗能钢板9从中间至左右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均分别穿过侧部支撑耗能钢板5、发泡铝耗能板6、圆形软钢耗能内筒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，在侧部支撑耗能钢板5中设置若干内设椭圆孔12，并且在相邻的内设椭圆孔12和内设椭圆孔12之间设置耗能肋11，在水平剪切耗能格栅板13中设置若干格栅条孔16，并且在相邻的格栅条孔16和格栅条孔16之间设置水平剪切耗能肋15，在整体结构的上下端分别设置连接板1，其通过固定端板3和端部耗能钢板4连接，在连接板1的两侧开设若干连接板螺孔2。
端部耗能钢板4、侧部支撑耗能钢板5、圆形软钢耗能内筒7、弧形耗能钢板9、水平剪切耗能格栅板13均采用低屈服点钢板制作而成。发泡铝耗能板6采用发泡铝制作而成。端部耗能钢板4、侧部支撑耗能钢板5、水平剪切耗能格栅板13之间采用焊接连接。在连接板1的两侧等间距开设若干连接板螺孔2。
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)

1.一种多向减震阻尼器，包括连接板(1)、连接板螺孔(2)、固定端板(3)、端部耗能钢板(4)、侧部支撑耗能钢板(5)、发泡铝耗能板(6)、圆形软钢耗能内筒(7)、协调连接钢筋(8)、弧形耗能钢板(9)、泡沫铝耗能材料(10)、耗能肋(11)、内设椭圆孔(12)、水平剪切耗能格栅板(13)、锁紧螺母(14)、水平剪切耗能肋(15)和格栅条孔(16)，其特征在于：多向减震阻尼器的主体是由端部耗能钢板(4)、侧部支撑耗能钢板(5)、水平剪切耗能格栅板(13)围成，在围成结构的内部空腔设置泡沫铝耗能材料(10)，在围成结构的内部靠近侧部支撑耗能钢板(5)和水平剪切耗能格栅板(13)的位置均设置发泡铝耗能板(6)，在围成结构内的中部设置圆形软钢耗能内筒(7)，在圆形软钢耗能内筒(7)的两侧对称设置若干弧形耗能钢板(9)，弧形耗能钢板(9)的上下两端分别与端部耗能钢板(4)固定连接，弧形耗能钢板(9)从中间至左右两侧的弯曲半径逐渐减小，协调连接钢筋(8)分别穿过侧部支撑耗能钢板(5)、发泡铝耗能板(6)、圆形软钢耗能内筒(7)、弧形耗能钢板(9)的中点，协调连接钢筋(8)的两端采用锁紧螺母(14)锁紧固定在侧部支撑耗能钢板(5)上，侧部支撑耗能钢板(5)上设置若干内设椭圆孔(12)，并且在相邻的内设椭圆孔(12)和内设椭圆孔(12)之间设置耗能肋(11)；水平剪切耗能格栅板(13)上设置若干格栅条孔(16)，并且在相邻的格栅条孔(16)和格栅条孔(16)之间设置水平剪切耗能肋(15)；多向减震阻尼器的上下端分别设置连接板(1)，连接板(1)通过固定端板(3)和端部耗能钢板(4)连接，连接板(1)的两侧开设若干连接板螺孔(2)。
2.根据权利要求1所述一种多向减震阻尼器，其特征在于：所述端部耗能钢板(4)、侧部支撑耗能钢板(5)、圆形软钢耗能内筒(7)、弧形耗能钢板(9)、水平剪切耗能格栅板(13)均采用低屈服点钢板制作而成。
3.根据权利要求1所述一种多向减震阻尼器，其特征在于：所述发泡铝耗能板(6)采用发泡铝制作而成。
4.根据权利要求1所述一种多向减震阻尼器，其特征在于：所述端部耗能钢板(4)、侧部支撑耗能钢板(5)、水平剪切耗能格栅板(13)之间采用焊接连接。
5.根据权利要求1所述一种多向减震阻尼器，其特征在于：在所述连接板(1)的两侧等间距开设若干连接板螺孔(2)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109707062A (zh) * 2018-12-05 2019-05-03 浙江交通职业技术学院 一种组合耗能式剪切型阻尼器及其制作工艺
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