CN108951907B - 一种复合式多向摩擦阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合式多向摩擦阻尼器,由顶板、环形轨道、直轨道、外滑块、内滑块、缓冲材料和摩擦阻尼器组成,摩擦阻尼器一端与下部结构铰接,另一端与滑动地设置于直轨道上的内滑块铰接,环形轨道置于直轨道之上,直轨道两端分别与滑动地设置于环形轨道上的两个外滑块焊接。在风或/和地震等作用下,外滑块在环形轨道上滑动使直轨道旋转,内滑块在直轨道上滑动并带动摩擦阻尼器工作,通过滑块‑轨道摩擦力及摩擦阻尼器摩擦作用来转移和耗散能量,本发明摩擦阻尼器,加宽减振频带,实现多向减振消能,效率高,在土建结构振动控制领域具有典型实用性。

Description

一种复合式多向摩擦阻尼器
技术领域
本发明属于土木结构振动控制领域,具体涉及一种复合式多向摩擦阻尼器。
背景技术
近年来,风振、地震振动控制问题已成为工程界一个十分活跃的研究领域。目前,摩擦阻尼器被动控制技术因其具有构造简单、易于安装及维护成本低等诸多优点,引起工程界的广泛关注,但传统摩擦阻尼器,易受预算和技术限制的影响,仅能实现单方向的减振控制,对于复杂的多维运动而言,难以发挥减振效用。
中国专利CN103410238A公开了一种多向摩擦抗拉阻尼器,包括摩擦长钢板、摩擦方钢板、垫板、侧向挡块、固定端块、加压螺栓,摩擦长钢板和摩擦方钢板交替叠置,叠置的摩擦长钢板和摩擦方钢板分成两部分而正交叠放,叠放层数根据需要的阻尼器性能决定;摩擦长钢板和摩擦方钢板用螺栓连接加压,螺栓大小和压力根据需要的阻尼力和竖向抗拉力决定;正交叠放的两部分摩擦长钢板的侧向由侧向长挡块或侧向短挡块限制钢板侧向变形,侧向长挡块或侧向短挡块与摩擦长钢板接触面焊接;摩擦长钢板两端的相邻两块板中夹入一块垫板后与固定端块链接;固定端块分别与基础和上部结构链接,在基础与上部结构有相对位移时,摩擦长钢板与摩擦方钢板摩擦产生阻尼力,但无法实现多向减振消能,应用范围较窄。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种复合式多向摩擦阻尼器,利用滑块-轨道摩擦力及摩擦阻尼器摩擦作用来转移和耗散结构能量,实现多向减振消能,加宽减振频带,扩大应用范围,满足土建工程的实际需求。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种复合式多向摩擦阻尼器,包括摩擦阻尼器,所述摩擦阻尼器的上部连接于滑块-轨道机构,所述滑块-轨道机构包括环形轨道和与所述环形轨道通过外滑块连接的直轨道,所述直轨道内设有可沿其滑动的内滑块,所述摩擦阻尼器的上端与所述内滑块铰接,所述摩擦阻尼器的下端与下部主体结构铰接,在风或/和地震作用下,所述外滑块沿环形轨道滑动使直轨道旋转,同时内滑块在直轨道内滑动并带动摩擦阻尼器工作,通过滑块-轨道摩擦力及摩擦阻尼器的摩擦作用转移和耗散能量。
进一步地,所述环形轨道上部设有顶板,所述顶板通过固定螺栓附接于上部主体结构。
进一步地,所述直轨道的两端设有限制内滑块位移的缓冲材料。
进一步地,所述缓冲材料可采用海绵、橡胶、泡沫塑料或针织棉。
进一步地,所述顶板、环形轨道、直轨道、外滑块以及内滑块均由钢材制成。
进一步地,所述摩擦阻尼器处于竖直状态时,所述环形轨道、内滑块及摩擦阻尼器同轴布置。
进一步地,所述直轨道的长度与环形轨道的直径相同,所述外滑块焊接于所述直轨道的两端。
进一步地,所述摩擦阻尼器分为可发生相对位移的上、下两部分,其中下部钢杆端头设置摩擦片,在上部预留的滑道内移动以提供摩擦阻尼作用。
本发明复合式多向摩擦阻尼器,具有环形及直线型嵌套轨道系统,外滑块于环形轨道上滑动带动直轨道旋转,内滑块于直轨道上滑动牵引其下附接的摩擦阻尼器工作,通过滑块-轨道摩擦力及摩擦阻尼器摩擦作用来转移和耗散结构能量,可实现多向减振消能,加宽减振频带,扩大应用范围。
与现有技术相比,本发明具体优点为:
1、本发明通过嵌套式轨道系统将单向摩擦阻尼器连接到主结构,由滑块牵引摩擦阻尼器工作,允许阻尼器实现水平各向调谐减振,通过滑块-轨道摩擦力及摩擦阻尼器摩擦作用取得更好的减振效果。
2、本发明的优势在于其修复性,阻尼器分为上部嵌套轨道和下部单向摩擦阻尼器,可在需要时更换单向摩擦阻尼器,而不用在地震过后装置受到破坏而更换整个装置。
附图说明
图1为本发明一种复合式多向摩擦阻尼器的示意图。
图中:1为顶板,2为环形轨道,3为直轨道,4为外滑块,5为内滑块,6为缓冲材料,7为摩擦阻尼器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示,一种复合式多向摩擦阻尼器,包括顶板1、环形轨道2、直轨道3、外滑块4、内滑块5、缓冲材料6和摩擦阻尼器7,其中顶板1置于环形轨道2之上,并与其焊接为一体,通过固定螺栓附接于上部结构;两外滑块4滑动地设置于环形轨道2内,并分别与直轨道3两头焊接;直轨道3设置于环形轨道之下,轨道长为环形轨道2的直径长;内滑块5滑动地设置于直轨道3内,并在直轨道3两侧端部填塞缓冲材料6以限制内滑块5的位移;摩擦阻尼器7分为上、下两部分,原始轴垂直于运动平面,底部与建筑下部结构铰接,顶部与内滑块5铰接;内滑块5运动引起摩擦阻尼器7上下杆件发生相对位移,下杆端头摩擦片在上杆预留孔隙内移动以提供摩擦阻尼作用。在风或/和地震等作用下,外滑块在环形轨道上滑动使直轨道旋转,同时内滑块在直轨道上滑动并带动摩擦阻尼器工作,通过滑块-轨道摩擦力及摩擦阻尼器摩擦作用来转移和耗散能量。与传统摩擦阻尼器相比,本发明通过嵌套式轨道系统将单向摩擦阻尼器连接到主结构,由滑块牵引摩擦阻尼器工作,允许阻尼器实现水平各向调谐减振,通过滑块-轨道摩擦力及摩擦阻尼器摩擦作用取得更好的减振效果。

Claims (7)

1.一种复合式多向摩擦阻尼器,包括摩擦阻尼器(7),其特征在于,所述摩擦阻尼器(7)的上部连接于滑块-轨道机构,所述滑块-轨道机构包括环形轨道(2)和与所述环形轨道(2)通过外滑块(4)连接的直轨道(3),所述直轨道(3)内设有可沿其滑动的内滑块(5),所述摩擦阻尼器(7)的上端与所述内滑块(5)铰接,所述摩擦阻尼器(7)的下端与下部主体结构铰接,所述直轨道(3)的长度与环形轨道(2)的直径相同,所述外滑块(4)焊接于所述直轨道(3)的两端;
在风或/和地震作用下,所述外滑块(4)沿环形轨道(2)滑动使直轨道(3)旋转,同时内滑块(5)在直轨道(3)内滑动并带动摩擦阻尼器(7)工作,通过滑块-轨道摩擦力及摩擦阻尼器的摩擦作用转移和耗散能量。
2.根据权利要求1所述的一种复合式多向摩擦阻尼器,其特征在于,所述环形轨道(2)上部设有顶板(1),所述顶板(1)通过固定螺栓附接于上部主体结构。
3.根据权利要求1所述的一种复合式多向摩擦阻尼器,其特征在于,所述直轨道(3)的两端设有限制内滑块(5)位移的缓冲材料(6)。
4.根据权利要求3所述的一种复合式多向摩擦阻尼器,其特征在于,所述缓冲材料(6)可采用海绵、橡胶、泡沫塑料或针织棉。
5.根据权利要求2所述的一种复合式多向摩擦阻尼器,其特征在于,所述顶板(1)、环形轨道(2)、直轨道(3)、外滑块(4)以及内滑块(5)均由钢材制成。
6.根据权利要求1所述的一种复合式多向摩擦阻尼器,其特征在于,所述摩擦阻尼器(7)处于竖直状态时,所述环形轨道(2)、内滑块(5)及摩擦阻尼器(7)同轴布置。
7.根据权利要求1所述的一种复合式多向摩擦阻尼器,其特征在于,所述摩擦阻尼器(7)分为可发生相对位移的上、下两部分,其中下部钢杆端头设置摩擦片,在上部预留的滑道内移动以提供摩擦阻尼作用。
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