CN108951929A - 内置铅销的扇形转动钢板阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑结构振动控制领域,提供一种内置铅销的扇形转动钢板阻尼器。本发明是由第一扇形耗能体和第二扇形耗能体构成，第一扇形耗能体中设置有双层扇形耗能钢板、黏弹性摩擦耗能垫板，第二扇形耗能体中设置有双层扇形耗能钢板，两个扇形耗能钢板之间设置挤压耗能摩擦软钢板。本发明钢材屈服面积大、耗能效果好，扇形耗能钢板和黏弹性摩擦耗能垫板之间充分剪切摩擦耗能，同时扇形耗能钢板可以对挤压耗能摩擦软钢板进行挤压耗能，扇形耗能钢板上设置的内设圆孔、耗能肋使阻尼器拉压耗能效果更好，同时兼具一定拉压耗能作用，铅销便于更换，可以根据建筑结构的实际情况调整阻尼、耗能效果和耗能放大倍数，能增大建筑结构整体刚度。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构振动控制领域，特别是涉及一种内置铅销的扇形转动钢板阻尼器。
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。
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，所以阻尼器的耗能性质将会是减少结构的振动反应的关键，目前研究开发的阻尼器容易因为耗能特性不足和结构不协调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，一些阻尼器的制造工艺，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，本发明提供一种内置铅销的扇形转动钢板阻尼器，充分发挥转动阻尼耗能作用同时兼具一定拉压耗能作用，正常状态使用能增大建筑结构整体刚度，在遇到地震时，能够减少建筑结构的地震反应。
本发明采用的技术方案：
一种内置铅销的扇形转动钢板阻尼器，包括扇形耗能钢板、耗能肋、内设圆孔、第一扇形耗能体、连接板、连接板螺孔、铅销孔、黏弹性摩擦耗能垫板、预留空隙、挤压耗能摩擦软钢板、第二扇形耗能体和铅销；
内置铅销的扇形转动钢板阻尼器是由第一扇形耗能体和第二扇形耗能体构成，第一扇形耗能体中设置有双层扇形耗能钢板、黏弹性摩擦耗能垫板和连接板，黏弹性摩擦耗能垫板设置在扇形耗能钢板的内侧，两个黏弹性摩擦耗能垫板之间设置预留空隙，扇形耗能钢板和黏弹性摩擦耗能垫板的同一端分别与连接板连接；第二扇形耗能体中设置有扇形耗能钢板、挤压耗能摩擦软钢板和连接板，两个扇形耗能钢板之间设置挤压耗能摩擦软钢板，扇形耗能钢板和挤压耗能摩擦软钢板的同一端分别与连接板连接；连接板的两边沿长度方向设置有若干连接板螺孔，在扇形耗能钢板上沿扇形方向设置有若干束内设圆孔，在扇形耗能钢板最外圈内设圆孔的两边均匀设置铅销孔，在内设圆孔之间设置耗能肋，连接时将第二扇形耗能体的扇形耗能钢板和挤压耗能摩擦软钢板插入第一扇形耗能体的预留空隙中并且第一扇形耗能体的连接板和第二扇形耗能体的连接板垂直设置，第一扇形耗能体和第二扇形耗能体采用铅销进行连接。
进一步地，所述铅销的尺寸依据铅销孔的尺寸进行设置。
进一步地，所述连接板螺孔之间的距离相等。
进一步地，所述挤压耗能摩擦软钢板采用低屈服点钢板制作而成。
进一步地，所述黏弹性摩擦耗能垫板采用高阻尼橡胶制作而成。
进一步地，所述扇形耗能钢板采用低屈服点钢板制作而成。
进一步地，第一扇形耗能体和第二扇形耗能体的形状相同，且形状为/圆形的扇形。
进一步地，每束内设圆孔内的内设圆孔之间的距离相等。
进一步地，所述黏弹性摩擦耗能垫板的形状为/圆形的扇形，且半径与第一扇形耗能体和第二扇形耗能体的半径相等。
本发明的有益效果：
本发明的有益效果是钢材屈服面积大、耗能效果好，当第一扇形耗能体和第二扇形耗能体之间发生相对转动时，扇形耗能钢板和黏弹性摩擦耗能垫板之间充分剪切摩擦耗能，设置的黏弹性摩擦耗能垫板阻尼大、变形能力强，可达到理想的转动摩擦阻尼式耗能效果，同时扇形耗能钢板可以对挤压耗能摩擦软钢板进行挤压耗能，扇形耗能钢板上设置的内设圆孔、耗能肋不仅节省材料，而且使阻尼器拉压耗能效果更好，充分发挥转动阻尼耗能作用同时兼具一定拉压耗能作用，设置的铅销耗能效果好，便于更换，可以根据建筑结构的实际情况调整阻尼、耗能效果和耗能放大倍数，同时内置铅销的扇形转动钢板阻尼器的制作安装简单，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。
附图说明
图1为本发明内置铅销的扇形转动钢板阻尼器正面示意图。
图2为本发明内置铅销的扇形转动钢板阻尼器俯视示意图。
图3为第一扇形耗能体正面示意图。
图4为第一扇形耗能体俯视示意图。
图5为第一扇形耗能体右侧面示意图。
图6为第二扇形耗能体正面示意图。
图7为第二扇形耗能体俯视示意图。
图8为第二扇形耗能体左侧面示意图。
图9为扇形耗能钢板立面示意图。
图中：1为扇形耗能钢板；2为耗能肋；3为内设圆孔；4为第一扇形耗能体；5为连接板；6为连接板螺孔；7为铅销孔；8为黏弹性摩擦耗能垫板；9为预留空隙；10为挤压耗能摩擦软钢板；11为第二扇形耗能体；12为铅销。
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。
一种内置铅销的扇形转动钢板阻尼器，如图1~图9所示，包括扇形耗能钢板1、耗能肋2、内设圆孔3、第一扇形耗能体4、连接板5、连接板螺孔6、铅销孔7、黏弹性摩擦耗能垫板8、预留空隙9、挤压耗能摩擦软钢板10、第二扇形耗能体11和铅销12；
内置铅销的扇形转动钢板阻尼器是由第一扇形耗能体4和第二扇形耗能体11构成，第一扇形耗能体4和第二扇形耗能体11的形状相同，且形状为1/4圆形的扇形；第一扇形耗能体4中设置有双层扇形耗能钢板1、黏弹性摩擦耗能垫板8和连接板5，所述扇形耗能钢板1采用低屈服点钢板制作而成，所述黏弹性摩擦耗能垫板8采用高阻尼橡胶制作而成，黏弹性摩擦耗能垫板8的形状为1/4圆形的扇形，且半径与第一扇形耗能体4和第二扇形耗能体11的半径相等；黏弹性摩擦耗能垫板8设置在扇形耗能钢板1的内侧，两个黏弹性摩擦耗能垫板8之间设置预留空隙9，扇形耗能钢板1和黏弹性摩擦耗能垫板8的同一端分别与连接板5连接；第二扇形耗能体11中设置有扇形耗能钢板1、挤压耗能摩擦软钢板10和连接板5，两个扇形耗能钢板1之间设置挤压耗能摩擦软钢板10，所述挤压耗能摩擦软钢板10采用低屈服点钢板制作而成，扇形耗能钢板1和挤压耗能摩擦软钢板10的同一端分别与连接板5连接；连接板5的两边沿长度方向等间距的设置有若干连接板螺孔6，在扇形耗能钢板1上沿扇形方向设置有若干束内设圆孔3，每束内设圆孔3内的内设圆孔3之间的距离相等，在扇形耗能钢板1最外圈内设圆孔3的两边均匀设置铅销孔7，在内设圆孔3之间设置耗能肋2，连接时将第二扇形耗能体11的扇形耗能钢板1和挤压耗能摩擦软钢板10插入第一扇形耗能体4的预留空隙9中并且第一扇形耗能体4的连接板5和第二扇形耗能体11的连接板5垂直设置，第一扇形耗能体4和第二扇形耗能体11采用铅销12进行连接；所述铅销12的尺寸依据铅销孔7的尺寸进行设置。
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 (9)
1.一种内置铅销的扇形转动钢板阻尼器，包括扇形耗能钢板(1)、耗能肋(2)、内设圆孔(3)、第一扇形耗能体(4)、连接板(5)、连接板螺孔(6)、铅销孔(7)、黏弹性摩擦耗能垫板(8)、预留空隙(9)、挤压耗能摩擦软钢板(10)、第二扇形耗能体(11)和铅销(12)，其特征在于：
内置铅销的扇形转动钢板阻尼器是由第一扇形耗能体(4)和第二扇形耗能体(11)构成，第一扇形耗能体(4)中设置有双层扇形耗能钢板(1)、黏弹性摩擦耗能垫板(8)和连接板(5)，黏弹性摩擦耗能垫板(8)设置在扇形耗能钢板(1)的内侧，两个黏弹性摩擦耗能垫板(8)之间设置预留空隙(9)，扇形耗能钢板(1)和黏弹性摩擦耗能垫板(8)的同一端分别与连接板(5)连接；第二扇形耗能体(11)中设置有扇形耗能钢板(1)、挤压耗能摩擦软钢板(10)和连接板(5)，两个扇形耗能钢板(1)之间设置挤压耗能摩擦软钢板(10)，扇形耗能钢板(1)和挤压耗能摩擦软钢板(10)的同一端分别与连接板(5)连接；连接板(5)的两边沿长度方向设置有若干连接板螺孔(6)，在扇形耗能钢板(1)上沿扇形方向设置有若干束内设圆孔(3)，在扇形耗能钢板(1)最外圈内设圆孔(3)的两边均匀设置铅销孔(7)，在内设圆孔(3)之间设置耗能肋(2)，连接时将第二扇形耗能体(11)的扇形耗能钢板(1)和挤压耗能摩擦软钢板(10)插入第一扇形耗能体(4)的预留空隙(9)中并且第一扇形耗能体(4)的连接板(5)和第二扇形耗能体(11)的连接板(5)垂直设置，第一扇形耗能体(4)和第二扇形耗能体(11)采用铅销(12)进行连接。
2.根据权利要求1所述内置铅销的扇形转动钢板阻尼器，其特征在于：铅销(12)的尺寸依据铅销孔(7)的尺寸进行设置。
3.根据权利要求1所述内置铅销的扇形转动钢板阻尼器，其特征在于：连接板螺孔(6)之间的距离相等。
4.根据权利要求1所述内置铅销的扇形转动钢板阻尼器，其特征在于：挤压耗能摩擦软钢板(10)采用低屈服点钢板制作而成。
5.根据权利要求1所述内置铅销的扇形转动钢板阻尼器，其特征在于：黏弹性摩擦耗能垫板(8)采用高阻尼橡胶制作而成。
6.根据权利要求1所述内置铅销的扇形转动钢板阻尼器，其特征在于：扇形耗能钢板(1)采用低屈服点钢板制作而成。
7.根据权利要求1所述内置铅销的扇形转动钢板阻尼器，其特征在于：第一扇形耗能体(4)和第二扇形耗能体(11)的形状相同，且形状为1/4圆形的扇形。
8.根据权利要求1所述内置铅销的扇形转动钢板阻尼器，其特征在于：每束内设圆孔(3)内的内设圆孔(3)之间的距离相等。
9.根据权利要求1所述内置铅销的扇形转动钢板阻尼器，其特征在于：黏弹性摩擦耗能垫板(8)的形状为1/4圆形的扇形，且半径与第一扇形耗能体(4)和第二扇形耗能体(11)的半径相等。
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| CN110805347A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-02-18 | 大连交通大学 | 一种用于建筑结构抗震的节点型橡胶金属阻尼器 |
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2018
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