CN109989610A - 一种轴向型减震摩擦阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴向型减震摩擦阻尼器，涉及建筑减隔震技术领域，包括：若干块压板以及比压板数量少一块的摩擦钢板；压板和摩擦钢板均具有板头和板身，板头上均开有销轴孔；每块摩擦钢板的板身设置在两块压板的板身之间，叠层排布；摩擦钢板和压板两者的板头位置相对板身相反；摩擦钢板的板身中部设置有腰形槽；压板的板身宽于摩擦钢板的板身，并在其与摩擦钢板的接触面上安装有条形摩擦材料，若干压板的板身通过若干个预压螺栓紧固连接，并将摩擦钢板的板身夹在其中；若干压板的板身还通过若干个压紧螺栓连接，压紧螺栓从腰形槽中穿过。
Description
技术领域
本专利涉及建筑减隔震技术领域，尤其涉及一种轴向型减震摩擦阻尼器。
背景技术
在地震多发区，高层建筑往往会采用柜架、剪力墙、柜剪等结构来提高抗震能力，但这样要加大梁柱尺寸，满足结构的强度和刚度的要求，势必增加钢筋混凝土用量，而增加了造价。
随着社会经济水平均不断提高，技术水平的不断发展，人们认识到建筑物的减隔震技术是同样可以满足“小震不坏、中震可修，大震不倒”的要求。因此，在诸多减隔震技术中，比较成熟的有防屈曲支撑，建筑物的位移相关型阻尼器、速度相关型阻尼器，复合型消能阻尼器及隔震橡胶支座等。而摩擦消能器造价低、性能高、易生产，易安装，其预压力可调、位移能力大，有良好的吸收消能能力，在摩擦消能位移过程中不产生屈服，还有抗风反应的能力，是一种有一定先进性的减震技术。但现有的摩擦消能器在地震时，中间摩擦钢板会发生跑偏失稳，两侧钢板压力过大，容易产生翘曲等的问题，降低耗能能力，导致消能器性能不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种轴向型减震摩擦阻尼器，通过将压板和摩擦钢板叠层排布并设置预压螺栓和压紧螺栓，克服了现有的摩擦消能器在地震时，中间摩擦钢板会发生跑偏失稳，两侧压板压力过大，容易产生翘曲等的问题。提高了摩擦阻尼器的耗能能力，使其性能更加稳定。
为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种轴向型减震摩擦阻尼器，包括：若干块压板以及比压板数量少一块的摩擦钢板；压板和摩擦钢板均具有板头和板身，板头上均开有销轴孔；每块摩擦钢板的板身设置在两块压板的板身之间，叠层排布；摩擦钢板和压板两者的板头位置相对板身相反。
摩擦钢板的板身中部设置有腰形槽；压板的板身宽于摩擦钢板的板身，并在其与摩擦钢板的接触面上安装有条形摩擦材料，若干压板的板身通过若干个预压螺栓紧固连接，并将摩擦钢板的板身夹在其中；若干压板的板身还通过若干个压紧螺栓连接，压紧螺栓从腰形槽中穿过。
更进一步的技术方案是，压板的板身上还安装有垂直于腰形槽长边的档条，档条的厚度小于摩擦材料，档条12通过焊接或者螺栓连接固定。
更进一步的技术方案是，摩擦材料的侧面密封。
更进一步的技术方案是，压紧螺栓上设置有蝶形垫片或者加强肋板。
更进一步的技术方案是，预压螺栓安装有活动套筒，活动套筒的侧面与摩擦钢板的侧面接触。
更进一步的技术方案是，还包括埋件，埋件包括预埋入墙体的锚筋，与锚筋连接的埋板，与埋板垂直连接的耳板。
更进一步的技术方案是，压板以及摩擦钢板通过销轴与耳板连接。
本发明的发明原理介绍：摩擦钢板数量比压板少一块可以使每块摩擦钢板均夹在两块压板之间，通过摩擦钢板与压板上安装的摩擦材料产生摩擦力。摩擦钢板和压板的板头相对，并通过板头上的销轴孔与固定的埋件连接，摩擦钢板和压板的板头可以随埋件相对或相向运动，并带动摩擦钢板和压板的板身相对运动。其中摩擦钢板的数量优选的为1～3块，压板的数量优选的为2～5块，优选的为1块摩擦钢板使用两块压板将其夹在中间；还包括当不限于2块摩擦钢板分别夹在3块压板中间，形成压板-摩擦钢板-压板-摩擦钢板-压板的结构。
压板的板身宽于摩擦钢板的板身，摩擦钢板的板身设置在压板板身的中部，压板板身的两侧安装预压螺栓将压板压紧，预压螺栓不与摩擦钢板接触。摩擦钢板中部设置有长条状的腰形槽，穿过腰形槽安装有若干个压紧螺栓，压紧螺栓同时将压板压紧，并限制摩擦钢板的运动，防止摩擦钢板跑偏，提高其稳定性以及耗能能力。在两侧的预压螺栓上安装活动套筒，在安装时活动套筒与压板之间留有一定间隙，使活动套筒可以绕螺栓旋转并与摩擦钢板的侧面接触，当摩擦钢板相对压板运动时活动套筒与摩擦钢板的侧面相对滑动，防止摩擦钢板对预压螺栓产生过大的压力而导致螺栓产生形变使压应力不均匀。活动套筒可以提高本发明的阻尼器的稳定性以及使用寿命。在一种改进中活动套筒侧面涂有弹性材料，弹性材料与摩擦钢板接触。
摩擦钢板可采用不锈钢材料；或者普通钢材，表面做防腐处理。压板上面安装有摩擦材料，其中摩擦材料可以是在压板的板身上硫化耐磨橡胶层，或者通过螺栓、粘接等连接方式固定其他铜合金、非金属耐磨材料。当通过螺栓连接不牢靠时，亦可设置档条，焊接或通过螺栓固定档条，抵紧在摩擦材料的两端，使摩擦材料不与挡板发生相对滑动，特别是不会发生在阻尼器的挡板和摩擦钢板相对运动方向上的滑动。档条的厚度小于摩擦材料，不会与摩擦钢板接触摩擦。摩擦材料的两个面分别与摩擦钢板和压板接触，侧面使用密封材料进行密封，可以有效的防止摩擦材料老化，隔绝水分、油污、灰尘等进入摩擦阻尼器内部，能够使得产品更耐久。其中密封材料可以是密封胶或者其他能够防水防油污的涂层。
压紧螺栓与最外侧的压板之间可以设置垫片。其中垫片可以是碟形弹簧垫片、宽垫片这样配合单个螺栓使用的垫片，垫片可以使压板受力均匀，防止压板翘曲。还可以安装加强肋板，或者单独使用加强肋板，当然也可以直接在压板上焊接加强筋。其中加强肋板或压板与压板及摩擦钢板相对运动的方向垂直，这样可以使压应力更加均匀，防止压板翘曲。加强筋可以进一步防止压板翘曲。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：摩擦钢板不易发生跑偏失稳。两侧压板不易产生翘曲。施工安装简单。
附图说明
图1是根据本发明实施方式1的的结构示意图；
图2是根据本发明实施方式1的主视图；
图3是根据本发明实施方式1的左视图；
图4是根据本发明实施方式1的压板与摩擦材料连接的示意图；
图5示根据本发明实施方式1的安装示意图；
图6是根据本发明实施方式2的结构示意图；
图7是根据本发明实施方式2的俯视图；
图8是根据本发明实施方式2的按照A-A面的截面图。
附图标记：
1：压板；2：摩擦钢板；3：预压螺栓；4：压紧螺栓；5：蝶形垫片；6：活动套筒；7：埋件；8：墙体；9：销轴；11：摩擦材料；12；档条；21：腰形槽；51：加强肋板；71：锚筋；72：埋板；73：耳板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1
如图1至图3所示一种轴向型减震摩擦阻尼器，包括：两块压板1以及一块摩擦钢板2；压板1和摩擦钢板2均具有较小的方形板头和较大的板身，板头上均开有销轴孔；摩擦钢板2的板身设置在两块压板1的板身之间，叠层排布；摩擦钢板2和压板1两者的板头位置相对板身相反。
摩擦钢板2的板身中部设置有腰形槽21；如图4所示，压板1的板身宽于摩擦钢板2的板身，并在其与摩擦钢板的接触面上焊接有两个垂直于腰形槽21长边的条形档条12，在两个档条之间安装有两个条形摩擦材料11并通过紧固螺钉固定在压板1的板身上，两个条形摩擦材料11的间距与腰形槽21的宽度相同，在安装压紧螺栓是不会穿过摩擦材料11，档条12的厚度小于摩擦材料11。两块压板1的板身通过六个预压螺栓3紧固连接，六个预压螺栓分为两排设置在压板1的板身的两侧不与摩擦钢板2接触，并将摩擦钢板2的板身夹在其中；两块压板1的板身还通过三个压紧螺栓4连接，压紧螺栓4从腰形槽21中穿过。六个预压螺栓3和三个压紧螺栓4上均安装有蝶形垫片5。硫化耐磨橡胶的侧面使用密封胶密封。预压螺栓34采用10.9级高强度螺栓。预压螺栓3及压紧螺栓4均为高强度紧固螺栓，螺母采用专用防松动螺母并配有弹簧垫片，防止松动。在安装时使用扭矩扳手将预压螺栓3及压紧螺栓4拧紧，保证螺栓扭矩均匀。
如图5所示，在安装时还包括埋件7，埋件7包括预埋入墙体8的锚筋71，与锚筋71连接的埋板72，与埋板72垂直连接的耳板73。两块压板1的销轴孔通过销轴9与耳板73连接；摩擦钢板2的销轴孔通过第二销轴9与第二耳板73连接。
本实施例的工作过程是：通过高强度紧固螺栓螺栓旋入压板1上的螺栓孔内，产生的紧固力使压板1下的摩擦材料11和摩擦钢板2压紧而产生摩擦力。通过挡条和螺钉固定摩擦材料11，使摩擦压片不跑偏失稳。建筑物在受荷载或遇小地震时，其剪切力低于起滑阻尼力时，压板1与摩擦材料11之间不产生相对位移，可以为建筑结构提供一定刚度。在大震作用时，摩擦钢板2、摩擦材料11克服起滑阻尼力后产生相对位移，相对位移的限值通过腰形槽达到。较大的位移能力一方面将地震输入的能力耗散，另一方面使建筑物水平刚度变小，其耗能的滞回曲线饱满，耗能能力较大，性能比较稳定，避免大震时建筑物大的变形而破坏，当超过一定位移时，腰形槽21起到限位作用。
实施例2
如图6所示，对实施例1的改进为，设置了三块压板1和两块摩擦钢板2，其设置放置为压板-摩擦钢板-压板-摩擦钢板-压板。其中安装在两块摩擦钢板2中间的压板1的两个与摩擦钢板2的接触面均安装有摩擦材料11。
实施例3
如图7和图8所示，对实施例2的改进是，预压螺栓3上安装有活动套筒6，活动套筒6的侧面与摩擦钢板2的侧面接触。压紧螺栓4上安装的垫片为长条形板状，垫片5上设置有垂直于垫片的肋条。在振动较为强烈时，摩擦钢板2会与压板1之间产生相对运动，活动套筒6能够对摩擦钢板2的运动方向进行一定的限制，防止摩擦钢板2对预压螺栓3产生过强的压力。从而提高装置的稳定性以及使用寿命。而加强肋板51比普通垫片面积更大，可以进一步防止压板翘起，使外侧压板1受力均匀，防止外侧压板1受力不均而产生翘曲。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (7)
1.一种轴向型减震摩擦阻尼器，其特征在于，包括：若干块压板(1)以及比所述压板(1)数量少一块的摩擦钢板(2)；所述压板(1)和摩擦钢板(2)均具有板头和板身，所述板头上均开有销轴孔；所述每块摩擦钢板(2)的板身设置在两块所述压板(1)的板身之间，叠层排布；所述摩擦钢板(2)和压板(1)两者的板头位置相对板身相反；
所述摩擦钢板(2)的板身中部设置有腰形槽(21)；所述压板(1)的板身宽于所述摩擦钢板(2)的板身，并在其与所述摩擦钢板(2)的接触面上安装有条形摩擦材料(11)，所述若干压板(1)的板身通过若干个预压螺栓(3)紧固连接，并将所述摩擦钢板(2)的板身夹在其中；所述若干压板(1)的板身还通过若干个压紧螺栓(4)连接，所述压紧螺栓(4)从所述腰形槽(21)中穿过。
2.根据权利要求1所述的轴向型减震摩擦阻尼器，其特征在于，所述压板(1)的板身上还安装有垂直于所述腰形槽(21)长边的档条(12)，所述档条(12)的厚度小于所述摩擦材料(11)。
3.根据权利要求2所述的轴向型减震摩擦阻尼器，其特征在于，所述摩擦材料(11)的侧面密封。
4.根据权利要求3所述的轴向型减震摩擦阻尼器，其特征在于，所述压紧螺栓(4)上设置有蝶形垫片(5)或者加强肋板(51)。
5.根据权利要求4所述的轴向型减震摩擦阻尼器，其特征在于，所述预压螺栓(3)安装有活动套筒(6)，所述活动套筒(6)的侧面与所述摩擦钢板(2)的侧面接触。
6.根据权利要求5所述的轴向型减震摩擦阻尼器，其特征在于，还包括成对安装的埋件(7)，所述埋件(7)包括预埋入墙体(8)的锚筋(71)，与锚筋(71)连接的埋板(72)，与埋板(72)垂直连接的耳板(73)。
7.根据权利要求6所述的轴向型减震摩擦阻尼器，其特征在于，所述压板(1)以及所述摩擦钢板(2)的板头通过销轴(9)与所述耳板(73)连接。
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