CN109798012B - 一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器及其使用方法，属于土木工程技术领域。该自复位式墙片型转动摩擦阻尼器，包括若干个自复位弹簧、若干组转动件、若干套高强螺栓、若干组摩擦片；水平转动件和垂直转动件首尾铰接形成一个矩形，相邻的转动件均通过一套高强螺栓铰接，每两个转动件的铰接处设置有摩擦片；相邻两个矩形通过转动件依次铰接，形成多个连续矩形；自复位弹簧以对角线方向铰接在一个矩形的铰接点上；自复位弹簧的个数≤矩形的个数。其使用是将其和建筑物的上下层框架梁或框架柱之间通过固定铰支座连接。该自摩擦阻尼器，以墙片的方式与主体结构相连，可避免开门、开窗、开洞障碍等问题，具有模数化、成套使用、自动复位等优点。

Description

一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器及其使用方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器及其使用方法。

背景技术

我国地域辽阔，地处环太平洋地震带与欧亚地震带之间，境内地震带广布，属地震多发国家。频发的地震不断地警示我们，地震的不可预测性和毁灭性不仅造成了巨大的财产损失，严重时会剥夺数以万计的生命，而且会导致火灾、核燃料泄漏等次生灾难。建筑作为营造居住环境的重要因素，被赋予了多种多样的功能。抗震和抗风性能是建筑需要解决的首要问题。传统的抗震方法通过提高结构自身的抗侧刚度和变形能力来抵御地震作用，即通过增加结构自身的储备来提高耗散地震能量的能力，方法如增大梁柱截面尺寸，这是一种被动的抗震方法，不利于建筑业的发展。现代的抗震思想引入了耗能减震技术，在建筑内设置支撑或阻尼器消耗地震能量减轻主体结构破坏从而达到抗震的目的。阻尼器，作为一种安装在结构系统上可以耗减能量的装置，在耗能减震、抗震加固等领域起着至关重要的作用，已经成为现代抗震建筑中常用的构件之一。转动摩擦阻尼器作为摩擦阻尼器的一种消能减震形式，因其耗能能力强，构造简单，取材容易，造价低廉，不受量程限制，具有很好地应用前景。

目前阻尼器与主体结构的布置方案多采用交叉型、人字型、V字型等方案，这些布置方案虽然有利于阻尼器支撑发挥其耗能性能，但是，阻尼器占据了门窗洞口的较大空间，对于门窗洞口的采光和自由布置非常不利。

专利CN108678488A中公开了一种墙片型转动摩擦阻尼器，该墙片型转动摩擦阻尼器以窗下墙体的方式与主体结构相连，可避免开窗障碍、开洞障碍等问题，但是根据该墙片型转动摩擦阻尼器的结构图(如图7所示)，其布置形式影响结构自由开门，及受到阻尼器侧向刚度的影响，可能会形成混凝土短柱，引起结构脆性破坏，违背延性抗震设计理念。

发明内容

为了解决现有墙片型转动摩擦阻尼器布置形式影响结构自由开门及易形成混凝土短柱导致结构脆性破坏的问题，同时满足延性抗震设计理念的要求，丰富阻尼器的备选方案，本发明提供了一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器及其使用方法，该自复位式墙片型转动摩擦阻尼器在保证发挥阻尼器耗能性能的前提下，有效利用门窗洞口之间的围护墙体空间，与框架梁相连，阻尼器不外露、不妨碍建筑物的使用功能且能保障建筑造型的美观。

而且本发明的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器，以墙片的方式与主体结构相连，可避免开门、开窗、开洞障碍等问题，具有模数化、成套使用、自动复位等优点。因此，结构布置更加灵活，且适用范围更广。

本发明的一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器，包括若干个自复位弹簧、若干组转动件、若干套高强螺栓、若干组摩擦片；

所述的转动件分为水平转动件和垂直转动件；

水平转动件和垂直转动件首尾铰接形成一个矩形，相邻转动件的铰接处形成铰接点，所述的一个矩形中，相邻的转动件均通过一套高强螺栓铰接，每两个转动件的铰接处设置有摩擦片；

相邻两个矩形通过转动件依次铰接，形成多个连续矩形，其中，相邻两个矩形共用一组转动件；

所述的自复位弹簧的一端铰接在一个矩形的铰接点上，自复位弹簧的另一端铰接在其对角线方向铰接点上；其中，自复位弹簧的布置方式可以按照需求，在阻尼器上选择性布置，自复位弹簧的个数≤矩形的个数。

所述的一个矩形中，在同一个铰接点，相邻的转动件之间设置一个摩擦片。

当一个矩形的铰接点设置有自复位弹簧的铰接结构，其余铰接点的对应位置设置有占位垫片；

所述的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器中，当相邻的一个矩形均铰接有自复位弹簧时，两个自复位弹簧呈90°或相互平行。

所述的高强螺栓为能够施加预紧力的高强螺栓。

所述的自复位弹簧为形状记忆合金(shape memory alloys,SMA)或具有自复位性能的材料。

所述的转动件为刚性材料，具体可采用钢板；

所述的摩擦片为具备抗压和耐久性能的材料，其中，摩擦片的抗压性能>高强螺栓的预紧力，摩擦片具体可采用石棉、烧结金属摩擦材料、喷砂处理金属片或陶瓷纤维中的一种。

进一步的，所述自复位弹簧通过自复位弹簧铰接结构组件铰接在一个矩形对角铰接点上，作为优选，其自复位弹簧铰接结构组件包括弹簧铰接连接件、弹簧固定连接件、弹簧用螺栓、弹簧用螺母和耗能垫片；

弹簧铰接连接件与对角线方向的一个矩形铰接处中一处连接，弹簧固定连接件通过弹簧用螺栓与弹簧铰接连接件连接，弹簧固定连接件通过弹簧用螺母和自复位弹簧的一端连接，在弹簧固定连接件和弹簧铰接连接件之间的铰接处设置有耗能垫片。

根据铰接结构，自复位弹簧铰接结构组件具体包括：上弹簧铰接连接件、上弹簧固定连接件、上弹簧用螺栓、上弹簧用螺母、上耗能垫片、下弹簧铰接连接件、下弹簧固定连接件、下弹簧用螺栓、下弹簧用螺母、下耗能垫片；

上弹簧铰接连接件与对角线方向的一个矩形铰接处的一处连接，上弹簧固定连接件通过上弹簧用螺栓与上弹簧铰接连接件连接，上弹簧固定连接件通过上弹簧用螺母和自复位弹簧的一端连接，在上弹簧固定连接件和上弹簧铰接连接件之间的铰接处设置有上耗能垫片；

下弹簧铰接连接件与对角线方向的一个矩形铰接处的另一处连接，下弹簧固定连接件通过下弹簧用螺栓与下弹簧铰接连接件连接，下弹簧固定连接件通过下弹簧用螺母和自复位弹簧的另一端连接，在下弹簧固定连接件和下弹簧铰接连接件之间的铰接处设置有下耗能垫片。

进一步的，所述的一个矩形中，水平转动件包括上水平转动件和下水平转动件，每个水平转动件以一对为一组；

所述的一个矩形中，垂直转动件包括左垂直转动件和右垂直转动件，每个垂直转动件以一对为一组；

上水平转动件、下水平转动件、左垂直转动件和右垂直转动件形成一个矩形。

所述的一个矩形中，上水平转动件一端铰接处设置有自复位弹簧，另一端铰接处设置有占位垫片；

其中，上水平转动件设置有自复位弹簧的一端铰接处的连接关系为：高强螺栓垂直穿过上弹簧铰接连接件，并以上弹簧铰接连接件为中心，在其两侧镜像对称依次设置有垂直转动件的上端、一个摩擦片、上水平转动件的一端、另一个摩擦片和相邻一个矩形转动件的一端，高强螺栓上施加预紧力后实现连接；

上水平转动件设置有占位垫片的一端铰接处的连接关系为：高强螺栓垂直穿过占位垫片，并以占位垫片为中心，在其两侧镜像对称依次设置有垂直转动件的上端、一个摩擦片、上水平转动件的另一端、另一个摩擦片和相邻一个矩形转动件的一端，高强螺栓上施加预紧力后实现连接。

所述的一个矩形中，下水平转动件一端铰接处设置有自复位弹簧，另一端铰接处设置有占位垫片；

其中，下水平转动件设置有自复位弹簧的一端铰接处的连接关系为：高强螺栓垂直穿过下弹簧铰接连接件，并以下弹簧铰接连接件为中心，在其两侧镜像对称依次设置有垂直转动件的下端、一个摩擦片、下水平转动件的一端、另一个摩擦片和相邻一个矩形转动件的一端，高强螺栓上施加预紧力后实现连接；

下水平转动件设置有占位垫片的一端铰接处的连接关系为：高强螺栓垂直穿过占位垫片，并以占位垫片为中心，在其两侧镜像对称依次设置有垂直转动件的下端、一个摩擦片、下水平转动件的另一端、另一个摩擦片和相邻一个矩形转动件的一端，高强螺栓上施加预紧力实现连接。

当一个矩形作为自复位式墙片型转动摩擦阻尼器的一端时，其铰接处的相邻一个矩形转动件采用固定铰支座。

进一步的，当相邻矩形均布置自复位弹簧时，即同一个铰结点处需要布置2个弹簧铰接连接件时，该铰结点的水平转动件的另一端，根据空间几何需求布置相当厚度或相当数量的占位垫片。

本发明的一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器随着加载圈数增加，第1-3圈滞回曲线的面积快速减小，随后滞回曲线面积逐渐增大，滞回曲线线形饱满、对称性好，在转角达到最大值时略有上翘，阻尼器耗能性能良好，满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对位移相关型阻尼器的有关要求。

本发明的一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器的使用方法为：

将自复位式墙片型转动摩擦阻尼器和建筑物的上下层框架梁或框架柱之间通过固定铰支座连接，固定铰支座固定连接在上下层框架梁上或框架柱上。

所述的固定铰支座固定连接在上下层框架梁上或框架柱上，具体为：当梁或柱为混凝土时，固定铰支座预埋在混凝土梁或混凝土柱中；当梁或柱为钢材质时，固定铰支座和钢梁或钢柱焊接。

所述的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器安装在建筑物的上下层框架梁之间或框架柱之间，且根据实际需求安装若干个自复位式墙片型转动摩擦阻尼器。

本发明的一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器及其使用方法中，自复位式墙片型转动摩擦阻尼器减震原理和有益效果在于：

在本发明中，当建筑物受到水平地震作用时，建筑物发生水平方向的位移，由于上下层相对水平位移量的不同，而产生层间位移角，自复位式墙片型转动摩擦阻尼器通过固定在框架上的固定铰支座，发生转动变形，而设置在铰接处的摩擦片的相对转动，可以实现消能减震的目的。地震后，自复位式墙片型转动摩擦阻尼器中的自复位弹簧可以帮助阻尼器恢复变形，并带动建筑物恢复变形。本发明中的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器可以随着建筑物的摆动往复耗能，且可以调节转动件的转动刚度以适应不同需求。本发明中的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器，当可能造成框架柱形成短柱发生脆性破坏时，可以与框架梁相连，同时，由于可以自由的布置在墙体处，不会引起门窗洞口布置障碍。

本发明中的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器采用多个矩形连接，其相比于一个矩形结构，其尺寸变小，并且能够达到单一转动摩擦阻尼器的效果，因为其尺寸较小，方便安装，便于用装饰物或墙体进行遮挡且方便检修。

本发明中的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器根据建筑模数化设计要求，进行模数化设计和生产，因此对于任何符合建筑模数要求的建筑物，只需调整矩形的数量就可实现快速适配，并且其组件不受安装位置限制，布置灵活，方便施工，因此本发明特别符合我国建筑产业化战略要求。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器的结构示意图；

图2是本发明实施例1提供的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器的耗能变形示意图；

图3是本发明实施例1提供的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器图1中，M-M区域的俯视图；

图4是本发明实施例1提供的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器图1中，M-M区域的左视图；

图5是本发明实施例1提供的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器图1中，上弹簧连接件5A与弹簧8连接的正视图；

图6是本发明实施例1提供的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器图1中，上弹簧连接件5A与弹簧8连接的左视图。

图7是一种墙片型转动摩擦阻尼器(CN 108678488 A)的结构示意图。

图8是本发明实施例2提供的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器的结构示意图。

图9为本发明的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器的滞回曲线，其中，(a)为试验加载1-100圈的阻尼器滞回曲线；(b)为试验加载101-200圈的阻尼器滞回曲线；

其中，

1为垂直转动件，2为水平转动件，3为相邻矩形的垂直转动件；

1A为一组左垂直转动件，1A1为一组左垂直转动件中的第一个左垂直转动件，1A2为一组左垂直转动件中的第二个左垂直转动件；

1B为一组右垂直转动件，1B1为一组右垂直转动件中的第一个右垂直转动件，1B2为一组右垂直转动件中的第二个右垂直转动件；

2A为一组上水平转动件，2A1为一组上水平转动件中的第一个上水平转动件，2A2为一组上水平转动件中的第二个上水平转动件；

2B为一组下水平转动件，2B1为一组下水平转动件中的第一个下水平转动件，2B2为一组下水平转动件中的第二个下水平转动件；

3A为相邻矩形的左垂直转动件，3A1为相邻矩形的左垂直转动件中的第一个左垂直转动件、3A2为相邻矩形的左垂直转动件中的第二个左垂直转动件；

3B为相邻矩形的右垂直转动件，3B1为相邻矩形的右垂直转动件中的第一个右垂直转动件、3B2为相邻矩形的右垂直转动件中的第二个右垂直转动件；

4为高强螺栓；5A为上弹簧铰接连接件；5B为下弹簧铰接连接件；6为占位垫片；7为摩擦片；8为自复位弹簧；9为弹簧固定连接件；10为弹簧用螺栓；11为弹簧用螺母；12为耗能垫片；13为固定铰支座；14为梁；15为柱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器，其结构示意图见图1，其包括若干个自复位弹簧8、若干组转动件，若干套高强螺栓4，若干组摩擦片7，若干个占位垫片6、若干组自复位弹簧铰接结构组件；

所述的自复位弹簧铰接结构组件包括弹簧铰接连接件、弹簧固定连接件9、弹簧用螺栓10、弹簧用螺母11、耗能垫片12；

其中，

所述的转动件分为垂直转动件1、水平转动件2和相邻矩形的垂直转动件3；其中，每组转动件中，均设置镜像对称的两个部件。

每组垂直转动件1的水平转动件2，相邻转动件之间均设有弹簧铰接连接件或占位垫片6；

垂直转动件1和水平转动件2形成一个矩形，矩形中，每两个转动件均通过一个高强螺栓铰接，同一个铰接点处，每两个转动件部件之间的铰接处均设有摩擦片7；

在一个矩形的基础上，在铰接处和另一组垂直转动件和水平转动件2连续铰接，可形成多个连续矩形，相邻两个矩形之间共用一组水平转动件2；

本实施例的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器中，相邻的一个矩形均铰接有自复位弹簧，两个自复位弹簧呈90°。

所述的自复位弹簧通过自复位弹簧铰接结构组件铰接在一个矩形的对角铰接点上；

一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器的使用方法为：

自复位式墙片型转动摩擦阻尼器的多个连续矩形中，靠近上、下横梁14一侧的铰接处与横梁14上设置的固定铰支座通过高强螺栓铰接，固定铰支座与水平转动件2之间的铰接处可设置摩擦片7。

本实施例中，根据建筑结构，设置有两组自复位式墙片型转动摩擦阻尼器。

当所述的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器没有受到外力作用时，除水平转动件2与建筑物的横梁平行，其他转动件均与建筑物的横梁垂直。

本实施例的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器安装在建筑物的上下横梁之间一跨内，图1为安装了本实施例中自复位式墙片型转动摩擦阻尼器的建筑物横截面示意图；

所述的垂直转动件1包括一组左垂直转动件1A和一组右垂直转动件1B；

一组左垂直转动件1A包括一组左垂直转动件中的第一个左垂直转动件1A1和一组左垂直转动件中的第二个左垂直转动件1A2；

一组右垂直转动件1B包括一组右垂直转动件中的第一个右垂直转动件1B1和一组右垂直转动件中的第二个右垂直转动件1B2；

所述的水平转动件2包括一组上水平转动件2A和一组下水平转动件2B；

一组上水平转动件2A包括一组上水平转动件中的第一个上水平转动件2A1和一组上水平转动件中的第二个上水平转动件2A2；

一组下水平转动件2B包括一组下水平转动件中的第一个下水平转动件2B1和一组下水平转动件中的第二个下水平转动件2B2；

所述的相邻矩形的垂直转动件3包括一组相邻矩形的左垂直转动件3A和一组相邻矩形的右垂直转动件3B；

一组相邻矩形的左垂直转动件3A包括一组相邻矩形的左垂直转动件中的第一个左垂直转动件3A1和一组相邻矩形的左垂直转动件中的第二个左垂直转动件3A2；

一组相邻矩形的右垂直转动件3B包括一组相邻矩形的右垂直转动件中的第一个右垂直转动件3B1和一组相邻矩形的右垂直转动件中的第二个右垂直转动件3B2；

所述的弹簧铰接连接件5包括一组上弹簧铰接连接件5A和一组下弹簧铰接连接件5B；在上弹簧铰接连接件5A和下弹簧铰接连接件5B之间设有自复位弹簧8；

本实施例中，所述的转动件的材料为钢板。

所述的摩擦片7为具有抗压性和耐久性的材料，本实施例为石棉。

所述自复位弹簧8的材料为形状记忆合金(shape memory alloys,SMA)。

如图2所示，且参见图1，建筑物受到震动力时，本实施例模拟中的震动力包括地震或风施加给建筑物的力，建筑物会在震动力的作用下产生层间位移角，发生转动位移，可以通过固定铰支座13将震动力传递给转动件，转动件在震动力的作用下发生转动变形，每两个转动件铰接在一起，且铰接处设有摩擦片，因此转动件在发生转动变形的过程中，会消耗震动能量。

本发明中的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器可以随着建筑物的摆动往复耗能，且可以调节转动件的转动刚度以适应不同需求；在震动停止后，自复位弹簧8的恢复力通过弹簧铰接连接件5、和弹簧固定连接件9传递转动件，再通过垂直转动件1、相邻矩形的垂直转动件3、固定铰支座13将恢复力传递给建筑物，帮助建筑物和阻尼器消除侧向位移，恢复至初始位置。

本实施例中的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器，有效利用门窗柱之间的空间与主体结构相连，不与柱相连，可避免形成混凝土短柱导致结构发生脆性破坏，可避免开门、开窗、开洞障碍等问题。本实施例中的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器尺寸较小，方便安装，可以用墙体或装饰物进行遮挡。本实施例中的墙片型转动摩擦阻尼器尺寸可以设置为固定模数，成套使用。

在本实施例中，四个转动件(1A、1B、2A、2B)形成的四边形为矩形。本实施例中，矩形为正方形，一组左垂直转动件1A、一组右垂直转动件1B、一组上水平转动件2A、一组下水平转动件2B和相邻矩形的左垂直转动件3A、相邻矩形的右垂直转动件3B的长度相同，可以根据实际情况合理设计。

一组上水平转动件2A与上弹簧铰接连接件5A、一组左垂直转动件1A、相邻矩形的左垂直连接件3A、占位垫片6、一组右垂直转动件1B、相邻矩形的右垂直转动件3B、摩擦片7的连接形式，即图1中M-M区域的俯视图，如图3所示，通过一个高强螺栓4依次穿过相邻矩形的左垂直转动件中的第一个左垂直转动件3A1的一端、摩擦片7、一组上水平转动件中的第一个上水平转动件2A1的一端、摩擦片7、一组左垂直转动件中的第一个左垂直转动件1A1的一端、上弹簧连接件5A、一组左垂直转动件中的第二个左垂直转动件1A2的一端、摩擦片7、一组上水平转动件中的第二个上水平转动件2A2的一端、摩擦片7、相邻矩形的左垂直转动件中的第二个左垂直转动件3A2的一端，并施加预紧力；

通过一个高强螺栓4依次穿过相邻矩形的右垂直转动件中的第一个右垂直转动件3B1的一端、摩擦片7、一组上水平转动件中的第一个上水平转动件2A1的另一端、摩擦片7、一组右垂直转动件中的第一个右垂直转动件1B1的一端、占位垫片6、一组右垂直转动件中的第二个右垂直转动件1B2的一端、摩擦片7、一组上水平转动件中的第二个上水平转动件2A2的另一端、摩擦片7、相邻矩形的右垂直转动件中的第二个右垂直转动件3B2的一端，并施加预紧力。

一组左垂直转动件1A与上弹簧铰接连接件5A、一组上水平转动件2A、摩擦片7、相邻矩形的左垂直转动件3A、占位垫片6、一组下水平转动件2B、摩擦片7、固定铰支座13的连接形式，即图1中M-M区域的左视图，如图4所示，通过一个高强螺栓4依次穿过相邻矩形的左垂直转动件中的第一个左垂直转动件3A1的一端、摩擦片7、一组上水平转动件中的第一个上水平转动件2A1的一端、摩擦片7、一组左垂直转动件中的第一个左垂直转动件1A1的一端、上弹簧铰接连接件5A、一组左垂直转动件中的第二个左垂直转动件1A2的一端、摩擦片7、一组上水平转动件中的第二个上水平转动件2A2的一端、摩擦片7、相邻矩形的左垂直转动件中的第二个左垂直转动件3A2的一端，并施加预紧力；

通过一个高强螺栓4依次穿过一组固定铰支座13的一肢、摩擦片7、一组下水平转动件中的第一个下水平转动件2B1的一端、摩擦片7、一组左垂直转动件中的第一个左垂直转动件1A1的另一端、占位垫片6、一组左垂直转动件中的第二个左垂直转动件1A2的另一端、摩擦片7、一组下水平转动件中的第二个下水平转动件2B2的一端、摩擦片7、固定铰支座13的另一肢，并施加预紧力。

自复位弹簧8通过自复位弹簧铰接结构组件铰接在一个矩形的对角铰接点处；

其中，自复位弹簧铰接结构组件包括弹簧铰接连接件、弹簧固定连接件、弹簧用螺栓、弹簧用螺母和耗能垫片；

弹簧铰接连接件与对角铰接处的其中一处连接，弹簧固定连接件9通过弹簧用螺栓10和弹簧铰接连接件连接，弹簧固定连接件9通过弹簧用螺母11和自复位弹簧8的一端连接，在弹簧固定连接件9和弹簧铰接连接件之间的铰接处设置有耗能垫片12。

其中，一组上弹簧铰接连接件5A与弹簧固定连接件9、自复位弹簧8的连接形式，如图5、图6所示，自复位弹簧8穿弹簧固定连接件9的底部，用弹簧用螺母11固定；通过一个弹簧用螺栓10依次穿过一个弹簧固定连接件9的一肢、第一耗能垫片12、上弹簧铰接连接件5A的一端、第二耗能垫片12、一个弹簧固定连接件9的另一肢，并用弹簧用螺栓10固定。

本实施例中的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器中一个摩擦铰的滞回曲线如图9所示，其中摩擦片材料为未经处理的Q235光面钢板。本试验采用25吨电液伺服加载系统进行加载，加载制度为±8mm，预紧力为235kN。图9(a)为试验加载1-100圈的阻尼器滞回曲线，随着加载圈数增加，第1-3圈滞回曲线的面积快速减小，随后滞回曲线面积逐渐增大，滞回曲线线形饱满、对称性好，在转角达到最大值时略有上翘，阻尼器耗能性能良好。这说明该阻尼器性能满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对位移相关型消能器的有关要求。在上一阶段试验完成后，加载装置停机，试验装置静置12小时以上，然后进行第101-200圈的试验加载。图9(b)为试验加载101-200圈的阻尼器滞回曲线，第101圈的起滑临界转动弯矩大于第1圈的起滑临界转动弯矩，第102-200圈的阻尼器滞回曲线的面积基本不变，滞回曲线线形饱满、对称性好，在转角达到最大值时略有上翘。这说明该阻尼器在经历过大震后仍具有非常优秀的耗能性能。

实施例2

一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器，同实施例1，不同之处在于，其采用平行布置，相邻矩形的转动件为水平转动件，其结构示意图见图8；

一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器的使用方法为：

将自复位式墙片型转动摩擦阻尼器和建筑物的左右层框架柱15之间通过固定铰支座连接，固定铰支座固定连接在左右层框架柱15上。

本实施例中，柱15为混凝土时，固定铰支座预埋在混凝土柱中。

实施例3

一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器，同实施例1，不同之处在于，多个连续矩形中，间隔2个矩形，设置有一个自复位弹簧8，各个自复位弹簧相互平行。

一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器的使用方法，同实施例1，不同之处为：

横梁为钢材质，固定铰支座和横梁焊接连接。

实施例4

一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器，同实施例1，不同之处在于，矩形为长方形时，一组左垂直转动件1A和一组右垂直转动件1B的长度相同，一组上水平转动件2A和一组下水平转动件2B的长度相同，相邻矩形的左垂直转动件3A和相邻矩形的右垂直转动件3B的长度相同。

Claims (7)

1.一种自复位式墙片型转动摩擦阻尼器，其特征在于，该自复位式墙片型转动摩擦阻尼器包括若干个自复位弹簧、若干组转动件、若干套高强螺栓、若干组摩擦片；

所述的转动件分为水平转动件和垂直转动件；

水平转动件和垂直转动件首尾铰接形成一个矩形，相邻转动件的铰接处形成铰接点，所述的一个矩形中，相邻的转动件均通过一套高强螺栓铰接，每两个转动件的铰接处设置有摩擦片；

相邻两个矩形通过转动件依次铰接，形成多个连续矩形，其中，相邻两个矩形共用一组转动件；

所述的自复位弹簧的一端铰接在一个矩形铰接点上，自复位弹簧的另一端铰接在其对角线方向铰接点上；其中，自复位弹簧的布置方式可以按照需求，在阻尼器上选择性布置，自复位弹簧的个数≤矩形的个数；

所述的一个矩形中，水平转动件包括上水平转动件和下水平转动件，每个水平转动件以一对为一组；

所述的一个矩形中，垂直转动件包括左垂直转动件和右垂直转动件，每个垂直转动件以一对为一组；

上水平转动件、下水平转动件、左垂直转动件和右垂直转动件形成一个矩形；

所述的一个矩形中，上水平转动件一端铰接处设置有自复位弹簧，另一端铰接处设置有占位垫片；

其中，上水平转动件设置有自复位弹簧的一端铰接处的连接关系为：高强螺栓垂直穿过上弹簧铰接连接件，并以上弹簧铰接连接件为中心，在其两侧镜像对称依次设置有垂直转动件的上端、一个摩擦片、上水平转动件的一端、另一个摩擦片和相邻一个矩形转动件的一端，高强螺栓上施加预紧力后实现连接；

上水平转动件设置有占位垫片的一端铰接处的连接关系为：高强螺栓垂直穿过占位垫片，并以占位垫片为中心，在其两侧镜像对称依次设置有垂直转动件的上端、一个摩擦片、上水平转动件的另一端、另一个摩擦片和相邻一个矩形转动件的一端，高强螺栓上施加预紧力后实现连接；

所述的一个矩形中，下水平转动件一端铰接处设置有自复位弹簧，另一端铰接处设置有占位垫片；

其中，下水平转动件设置有自复位弹簧的一端铰接处的连接关系为：高强螺栓垂直穿过下弹簧铰接连接件，并以下弹簧铰接连接件为中心，在其两侧镜像对称依次设置有垂直转动件的下端、一个摩擦片、下水平转动件的一端、另一个摩擦片和相邻一个矩形转动件的一端，高强螺栓上施加预紧力后实现连接；

下水平转动件设置有占位垫片的一端铰接处的连接关系为：高强螺栓垂直穿过占位垫片，并以占位垫片为中心，在其两侧镜像对称依次设置有垂直转动件的下端、一个摩擦片、下水平转动件的另一端、另一个摩擦片和相邻一个矩形转动件的一端，高强螺栓上施加预紧力后实现连接。

2.如权利要求1所述的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器，其特征在于，所述的一个矩形中，在同一个铰接点，相邻的转动件之间设置一个摩擦片；当一个矩形的铰接点设置有自复位弹簧的铰接结构，其余铰接点的对应位置设置有占位垫片。

3.如权利要求1所述的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器，其特征在于，所述的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器中，当相邻的一个矩形均铰接有自复位弹簧时，两个自复位弹簧呈90°或相互平行。

4.如权利要求1所述的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器，其特征在于，所述的高强螺栓为能够施加预紧力的高强螺栓；所述的自复位弹簧为形状记忆合金或具有自复位性能的材料；所述的转动件为刚性材料，具体可采用钢板；所述的摩擦片为具备抗压和耐久性能的材料，其中，摩擦片的抗压性能>高强螺栓的预紧力，摩擦片具体为石棉、烧结金属摩擦材料、喷砂处理金属片或陶瓷纤维中的一种。

5.如权利要求1所述的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器，其特征在于，所述自复位弹簧通过自复位弹簧铰接结构组件铰接在一个矩形对角铰接点上，所述的自复位弹簧铰接结构组件包括弹簧铰接连接件、弹簧固定连接件、弹簧用螺栓、弹簧用螺母和耗能垫片；

弹簧铰接连接件与对角线方向的一个矩形铰接处中一处连接，弹簧固定连接件通过弹簧用螺栓与弹簧铰接连接件连接，弹簧固定连接件通过弹簧用螺母和自复位弹簧的一端连接，在弹簧固定连接件和弹簧铰接连接件之间的铰接处设置有耗能垫片。

6.如权利要求1所述的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器，其特征在于，当一个矩形作为自复位式墙片型转动摩擦阻尼器的一端时，其铰接处的相邻一个矩形转动件采用固定铰支座。

7.权利要求1所述的自复位式墙片型转动摩擦阻尼器的使用方法，其特征在于，将自复位式墙片型转动摩擦阻尼器和建筑物的上下层框架梁或框架柱之间通过固定铰支座连接，固定铰支座固定连接在上下层框架梁上或框架柱上；其中，自复位式墙片型转动摩擦阻尼器的安装个数根据实际需求确定。