CN109403496A - 摩擦软钢复合阻尼器及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摩擦软钢复合阻尼器及其装配方法，包括哑铃型构件、圆形摩擦板、软钢棒、高强螺栓，哑铃型构件包括圆柱体，圆柱体上下两端分别设置有与其同轴心的顶板、底板，顶板、底板外侧圆周均布有螺栓孔，圆形摩擦板设置在两个哑铃型构件的底板之间，圆形摩擦板外侧圆周均布有通孔，通孔与底板上的螺栓孔一一对应设置，两个哑铃型构件的顶板通过穿设其上螺栓孔的高强螺栓分别与隔震结构上端及下端连接固定，软钢棒穿设通孔及两个顶板上与通孔对应的螺栓孔，软钢棒两端经螺帽将两个哑铃型构件与圆形摩擦板连接拴紧，本阻尼器，施工方便，便于检修和震后损坏更换，采用软钢屈服耗能与摩擦耗能两种耗能机制，耗能效果显著。

Description

摩擦软钢复合阻尼器及其装配方法

技术领域

本发明涉及一种摩擦软钢复合阻尼器及其装配方法, 属于土木工程结构消能减震技术领域。

背景技术

低屈服点软钢具较好的延性及较强的变形能力，常应用于软钢阻尼器。软钢阻尼器属于金属屈服阻尼器，是一种结构被动控制的消能减震装置，具有“耗能原理明确、滞回性能稳定、构造形式简单、制作成本经济、安装维护方便、耗能能力优良”的特点，在工程界得到越来越广泛的应用。

近年来，国内外已研究开发了多种形式的软钢阻尼器，如加劲阻尼器、圆环形阻尼器、剪切板阻尼器、双功能软钢阻尼器等。但是这类低屈服点软钢阻尼器初始刚度小,承载能力低。虽然可以通过增加阻尼器钢板的数量来增大初始刚度,但在实际工程应用中存在着经济性与可行性问题。

发明内容

本发明提出一种摩擦软钢复合阻尼器及其装配方法。

本发明解决技术问题所采用的方案是，一种摩擦软钢复合阻尼器，包括两个哑铃型构件、一圆形摩擦板、若干软钢棒、若干高强螺栓，所述哑铃型构件包括圆柱体，圆柱体上下两端分别设置有与其同轴心的顶板、底板，顶板、底板直径相同且大于圆柱体直径，顶板、底板外侧圆周均布至少四个螺栓孔，圆形摩擦板设置在两个哑铃型构件的底板之间，圆形摩擦板外侧圆周均布有通孔，通孔与底板上的螺栓孔一一对应设置，两个哑铃型构件的顶板通过穿设其上螺栓孔的高强螺栓分别与隔震结构上端及下端连接固定，软钢棒穿设通孔及两个顶板上与通孔对应的螺栓孔，软钢棒两端经螺帽将两个哑铃型构件与圆形摩擦板连接拴紧。在水平地震荷载作用下，隔震结构发生变形，第一哑铃型构件、圆形摩擦板及第二哑铃型构件之间产生水平相对位移与摩擦力，通过摩擦耗能消散一定的地震作用能量；同时当水平相对位移达到一定值时，软钢棒受到弯剪作用力进入塑性耗能阶段，通过往复滞回变形消耗地震作用于结构的振动能量。

进一步的，所述圆柱体与底板、顶板的连接处均设有加劲肋。

进一步的，加劲肋于圆柱体与底板、顶板的连接处圆周均布至少四个。

进一步的，圆形摩擦板，直径、厚度与底板相同。

进一步的，通孔直径大于螺栓孔直径。

进一步的，哑铃型构件的底板表面、圆形摩擦板的上下表面均做喷砂处理，形成摩擦面。

进一步的，软钢棒两端设置有外螺纹。

进一步的，所述哑铃型构件、圆形摩擦板采用低合金高强度结构钢，所述软钢棒采用低屈服点钢。

一种摩擦软钢复合阻尼器的装配方法，包括以下步骤：

步骤S1：预制摩擦-软钢复合阻尼器；

步骤S2：将哑铃型构件、圆形摩擦板、哑铃型构件从上往下顺序叠放，其中上侧的哑铃型构件的顶板朝上，下侧的哑铃型构件的顶板朝下，圆形摩擦板置于两个哑铃型构件的底板之间，使圆形摩擦板与两个哑铃型构件的底板平齐；

步骤S3：取软钢棒，依次穿过的上侧哑铃型构件的底板上的螺栓孔、圆形摩擦板上的通孔、下侧哑铃型构件的底板上的螺栓孔，随后将软钢棒两端并用螺帽栓紧；

步骤S4：在隔震结构上预留螺栓孔；

步骤S5：将高强螺栓穿过上侧的哑铃型构件的顶板上的螺栓孔与隔震结构上部螺栓孔，并用螺帽栓紧连接；

步骤S6：将高强螺栓穿过下侧的哑铃型构件的顶板上的螺栓孔与隔震结构下部螺栓孔，并用螺帽栓紧连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单、设计合理，制作成本低，施工方便，便于检修和震后损坏更换，采用软钢屈服耗能与摩擦耗能两种耗能机制，耗能效果显著，通过多根软钢棒达到多个耗能元件协同耗能的效果，且震后可直接更换已屈服或破坏的软钢棒。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1为摩擦软钢复合阻尼器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的哑铃型构件的结构示意图；

图3为图2的A-A剖面示意图；

图4为圆形摩擦板的结构示意图；

图5为软钢棒结构示意图。

1-上侧的哑铃型构件；1’-下侧的哑铃型构件；2-软钢棒；3-圆形摩擦板；4-底板；5-顶板；6-圆柱体；7-顶板上的螺栓孔；8-底板上的螺栓孔；9-加劲肋；10-通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1-5所示，一种摩擦软钢复合阻尼器，包括两个哑铃型构件、一圆形摩擦板3、若干软钢棒2、若干高强螺栓，所述哑铃型构件包括圆柱体6，圆柱体6上下两端分别设置有与其同轴心的顶板5、底板4，顶板5、底板4直径相同且大于圆柱体6直径，顶板5、底板4外侧圆周均布有螺栓孔，圆形摩擦板3设置在两个哑铃型构件的底板4之间，圆形摩擦板3外侧圆周均布有通孔10，通孔10与底板4上的螺栓孔一一对应设置，两个哑铃型构件的顶板5通过穿设其上螺栓孔的高强螺栓分别与隔震结构上端及下端连接固定，软钢棒2穿设通孔10及两个顶板5上与通孔10对应的螺栓孔，软钢棒2两端经螺帽将两个哑铃型构件与圆形摩擦板3连接拴紧。

本摩擦软钢复合阻尼器采用软钢屈服耗能与摩擦耗能两种耗能机制，在水平地震荷载作用下，隔震结构发生变形，上侧的哑铃型构件1、圆形摩擦板3及下侧的哑铃型构件1’之间产生水平相对位移与摩擦力，通过摩擦耗能消散一定的地震作用能量；同时当水平相对位移达到一定值时，软钢棒2受到弯剪作用力进入塑性耗能阶段，通过往复滞回变形消耗地震作用于结构的振动能量。

在本实施例中，所述圆柱体6与底板4、顶板5的连接处均设有加劲肋9。

在本实施例中，加劲肋9于圆柱体6与底板4、顶板5的连接处圆周均布至少四个。

在本实施例中，圆形摩擦板3，直径、厚度与底板4相同。

在本实施例中，通孔10直径大于螺栓孔直径。

在本实施例中，哑铃型构件的底板4表面、圆形摩擦板3的上下表面均做喷砂处理，形成摩擦面。

在本实施例中，软钢棒2两端设置有外螺纹。

在本实施例中，所述哑铃型构件、圆形摩擦板3采用低合金高强度结构钢，所述软钢棒2采用如宝钢BLY100、BLY160、BLY225等低屈服点钢，。

一种摩擦软钢复合阻尼器的装配方法，包括以下步骤：

步骤S1：预制摩擦-软钢复合阻尼器；

步骤S2：将哑铃型构件、圆形摩擦板3、哑铃型构件从上往下顺序叠放，其中上侧的哑铃型构件1的顶板5朝上，下侧的哑铃型构件1’的顶板5朝下，圆形摩擦板3置于两个哑铃型构件的底板4之间，使圆形摩擦板3与两个哑铃型构件的底板4平齐；

步骤S3：取软钢棒2，依次穿过的上侧哑铃型构件的底板上的螺栓孔8、圆形摩擦板3上的通孔10、下侧哑铃型构件的底板上的螺栓孔8，随后将软钢棒2两端并用螺帽栓紧；

步骤S4：在隔震结构上预留螺栓孔；

步骤S5：将高强螺栓穿过上侧的哑铃型构件1的顶板上的螺栓孔7与隔震结构上部螺栓孔，并用螺帽栓紧连接；

步骤S6：将高强螺栓穿过下侧的哑铃型构件1’的顶板上的螺栓孔7与隔震结构下部螺栓孔，并用螺帽栓紧连接。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种摩擦软钢复合阻尼器，其特征在于：包括两个哑铃型构件、一圆形摩擦板、若干软钢棒、若干高强螺栓，所述哑铃型构件包括圆柱体，圆柱体上下两端设置有与其同轴心的顶板、底板，顶板、底板直径相同且大于圆柱体直径，顶板、底板外侧圆周均布有螺栓孔，圆形摩擦板设置在两个哑铃型构件的底板之间，圆形摩擦板外侧圆周均布有通孔，通孔与底板上的螺栓孔一一对应设置，两个哑铃型构件的顶板通过穿设其上螺栓孔的高强螺栓分别与隔震结构上端及下端连接固定，软钢棒穿设通孔及两个顶板上与通孔对应的螺栓孔，软钢棒两端经螺帽将两个哑铃型构件与圆形摩擦板连接拴紧。

2.根据权利要求1所述的摩擦软钢复合阻尼器，其特征在于：所述圆柱体与底板、顶板的连接处均设有加劲肋。

3.根据权利要求2所述的摩擦软钢复合阻尼器，其特征在于：加劲肋于圆柱体与底板、顶板的连接处圆周均布至少四个。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的摩擦软钢复合阻尼器，其特征在于：圆形摩擦板，直径、厚度与底板相同。

5.根据权利要求4所述的摩擦软钢复合阻尼器，其特征在于：通孔直径大于螺栓孔直径。

6.根据权利要求4所述的摩擦软钢复合阻尼器，其特征在于：哑铃型构件的底板表面、圆形摩擦板的上下表面均做喷砂处理，形成摩擦面。

7.根据权利要求4所述的摩擦软钢复合阻尼器，其特征在于：软钢棒两端设置有外螺纹。

8.根据权利要求4所述的摩擦软钢复合阻尼器，其特征在于：所述哑铃型构件、圆形摩擦板采用低合金高强度结构钢，所述软钢棒采用低屈服点钢。

9.一种摩擦软钢复合阻尼器的装配方法，采用如权利要求1所述的摩擦软钢复合阻尼器，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：预制摩擦-软钢复合阻尼器；

步骤S2：将哑铃型构件、圆形摩擦板、哑铃型构件从上往下顺序叠放，其中上侧的哑铃型构件的顶板朝上，下侧的哑铃型构件的顶板朝下，圆形摩擦板置于两个哑铃型构件的底板之间，使圆形摩擦板与两个哑铃型构件的底板平齐；

步骤S3：取软钢棒，依次穿过的上侧哑铃型构件的底板上的螺栓孔、圆形摩擦板上的通孔、下侧哑铃型构件的底板上的螺栓孔，随后将软钢棒两端并用螺帽栓紧；

步骤S4：在隔震结构上预留螺栓孔；

步骤S5：将高强螺栓穿过上侧的哑铃型构件的顶板上的螺栓孔与隔震结构上部螺栓孔，并用螺帽栓紧连接；

步骤S6：将高强螺栓穿过下侧的哑铃型构件的顶板上的螺栓孔与隔震结构下部螺栓孔，并用螺帽栓紧连接。