CN110056235A - 一种位移放大波纹腹板阻尼器 - Google Patents

一种位移放大波纹腹板阻尼器 Download PDF

Info

Publication number
CN110056235A
CN110056235A CN201910207660.XA CN201910207660A CN110056235A CN 110056235 A CN110056235 A CN 110056235A CN 201910207660 A CN201910207660 A CN 201910207660A CN 110056235 A CN110056235 A CN 110056235A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
corrugated web
damper
displacement
rack gear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910207660.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110056235B (zh
Inventor
石文龙
周东洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201910207660.XA priority Critical patent/CN110056235B/zh
Publication of CN110056235A publication Critical patent/CN110056235A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110056235B publication Critical patent/CN110056235B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings

Abstract

本发明涉及一种位移放大波纹腹板阻尼器，包括带有齿条的上连接板，齿轮，双联齿轮，中心轴，带有齿条的下连接板，框架，滑槽横梁，固定底梁，波纹腹板阻尼器；其具有构造设计简单，选用材料和加工成本较低，整体安装施工便捷，牢固耐用等特点，当结构层间变形速度和位移相对较小时，通过联动齿轮转动，能够有效的将变形快速放大，使阻尼器的相对位移变大，增大结构的阻尼，充分发挥阻尼器的耗能减震能力，从而提升结构的整体耗能能力，有效减小了地震反应对建筑结构的伤害。

Description

一种位移放大波纹腹板阻尼器
技术领域
本发明涉及一种位移放大波纹腹板阻尼器。
背景技术
传统结构在大震作用下，主要是依靠某些构件吸收大量地震能量，从而使整个结构进入弹塑性状态甚至屈服、破坏，进而导致整个结构在震后无法修复甚至直接倒塌。结构消能减震技术是一种新的抗震防灾技术，通过在结构中某些变形较大的部位设置减震构件和耗能器，如粘滞阻尼器、软钢阻尼器、摩擦阻尼器等。当遭遇地震荷载和风荷载时，这些消能构件可快速进入耗能状态，通过弹塑性变形，摩擦等来消耗地震传给结构的能量，增加结构阻尼，从而达到保护结构的作用。
目前在结构消能减震技术领域，阻尼器存在的最大问题是不能充分发挥其耗能减震的能力。当阻尼器在工作时其速度和位移与结构连接点的速度和位移相同，当结构连接点的速度和位移相对较小时，阻尼器的弹塑性变形较小，从而不能充分发挥其耗能减震的能力。考虑到建筑结构主体一般不允许发生较大的层间位移变形，为充分发挥阻尼器的消能作用，往往需要放大装置来放大建筑结构的层间变形，从而提升结构的整体耗能能力。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种位移放大波纹腹板阻尼器，其具有构造设计简单，选用材料和加工成本较低，整体安装施工便捷，牢固耐用等特点，当结构层间变形速度和位移相对较小时，通过联动齿轮转动，能够有效的将变形快速放大，使阻尼器的相对位移变大，增大结构的阻尼，充分发挥阻尼器的耗能减震的能力，从而提升结构的整体耗能能力。
为了达到以上的目的，本发明所采用的技术方案是：
一种位移放大波纹腹板阻尼器，包括带有齿条的上连接板，齿轮，双联齿轮，中心轴，带有齿条的下连接板，框架，滑槽横梁，固定底梁，波纹腹板阻尼器；所述固定底梁与下部结构固定连接，所述框架固定在固定底梁的两侧上，所述滑槽横梁与两框架通过中心轴铰接，所述滑槽横梁与上部结构固定连接；所述带有齿条的上连接板、齿轮、双联齿轮、带有齿条的下连接板、框架、滑槽横梁构成了位移放大装置，其中，所述带有齿条的上连接板与滑槽横梁底部固定连接，所述带有齿条的上连接板下部与齿轮啮合连接；所述双联齿轮由同轴转动的第一齿轮和第二齿轮组成，第一齿轮的半径大于第二齿轮的半径，两个双联齿轮分别位于齿轮的两侧，所述齿轮与两侧第二齿轮啮合连接，所述第一齿轮与带有齿条的下连接板啮合连接；所述齿轮和双联齿轮通过中心轴与框架横板孔槽铰接；所述带有齿条的下连接板下部与波纹腹板阻尼器铰接，所述波纹腹板阻尼器底部与固定底梁固定连接；当地震发生时，上部结构发生侧移带动滑槽横梁侧向滑动，通过带动带有齿条的上连接板带动齿轮发生主动转动，在齿轮的带动下两侧第二齿轮发生被动转动，带有齿条的下连接板随着第一齿轮转动带动波纹腹板阻尼器侧移，实现放大层间位移的目的，通过增加波纹腹板阻尼器的相对位移，从而提升波纹腹板阻尼器的耗能能力，减少结构地震反应，从而保护起到结构的作用。
所述双联齿轮的第一齿轮和第二齿轮的半径比值根据地震作用下结构的最大层间位移，以及所连接波纹腹板阻尼器的允许极限位移进行设定。
与现有技术相比，本发明具有如下的优点：
本发明采用齿轮联动方式，经主动齿轮转动带动双联齿轮被动转动，在框架的有效约束下，将上部结构层间位移稳定传给波纹腹板阻尼器；保持第一齿轮与第二齿轮的齿距相同时，通过调整第一齿轮半径与第二齿轮半径的比值来控制放大倍数，因为第一齿轮和第二齿轮的转角相同，双联齿轮转动时，由弧长公式可知弧度不变半径与弧长呈线性关系，即层间的相对位移经过齿轮联动放大与第一齿轮与第二齿轮半径比值的相同倍数。本发明提高了放大效应，避免了阻尼器在微小位移变形中不能够充分发挥了阻尼器的消能能力，有效减小了地震反应对建筑结构的伤害。本发明构造设计简单，选用材料和加工成本较低，整体安装施工便捷，可重复使用。
附图说明
图1为本发明的位移放大装置示意图；
图2为本发明的位移放大装置正视图；
图3为本发明的位移放大装置侧视图；
图4为本发明的位移放大装置内部齿轮设置示意图；
图5为本发明的带有齿条的上连接板示意图；
图6为本发明的双联齿轮示意图；
图7为本发明的带有齿条的下连接板示意图；
图8为本发明的滑槽横梁示意图；
图9为本发明的框架示意图；
图10为本发明的固定底梁示意图；
图11为本发明的波纹腹板阻尼器示意图；
图12为本发明的整体安装示意图；
图1到图12附图标记与各部位名称对应关系如下：
1、带齿条的上连接板，2、齿轮，3、双联齿轮，4、中心轴，5、带有齿条的下连接板，6、框架，7、第一齿轮，8、第二齿轮，9、滑槽横梁，10、固定底梁，11、波纹腹板阻尼器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步说明。
如图1至图12所示，一种位移放大波纹腹板阻尼器，包括带有齿条的上连接板1，齿轮2，双联齿轮3，中心轴4，带有齿条的下连接板5，框架6，滑槽横梁9，固定底梁10，波纹腹板阻尼器11；所述固定底梁10与下部结构固定连接，所述框架6固定在固定底梁10的两侧上，所述滑槽横梁9与两框架6通过中心轴4铰接，所述滑槽横梁9与上部结构固定连接；所述带有齿条的上连接板1、齿轮2、双联齿轮3、带有齿条的下连接板5、框架6、滑槽横梁9构成了位移放大装置，其中，所述带有齿条的上连接板1与滑槽横梁9底部固定连接，所述带有齿条的上连接板1下部与齿轮2啮合连接；所述双联齿轮3由同轴转动的第一齿轮7和第二齿轮8组成，第一齿轮7的半径大于第二齿轮8的半径，所述双联齿轮3的第一齿轮7和第二齿轮8的半径比值根据地震作用下结构的最大层间位移，以及所连接波纹腹板阻尼器11的允许极限位移进行设定。两个双联齿轮3分别位于齿轮2的两侧，所述齿轮2与两侧第二齿轮8啮合连接，所述第一齿轮7与带有齿条的下连接板5啮合连接；所述齿轮2和双联齿轮3通过中心轴4与框架6横板孔槽铰接；所述带有齿条的下连接板5下部与波纹腹板阻尼器11铰接，所述波纹腹板阻尼器11底部与固定底梁10固定连接。
当地震发生时，上部结构发生侧移带动滑槽横梁9侧向滑动，通过带动带有齿条的上连接板1带动齿轮2发生主动转动，在齿轮2的带动下两侧第二齿轮8发生被动转动，带有齿条的下连接板5随着第一齿轮7转动带动波纹腹板阻尼器11侧移，实现放大层间位移的目的，通过增加波纹腹板阻尼器11的相对位移，从而提升波纹腹板阻尼器11的耗能能力，减少结构地震反应，从而保护起到结构的作用。

Claims (2)

1.一种位移放大波纹腹板阻尼器，其特征在于，包括带有齿条的上连接板（1），齿轮（2），双联齿轮（3），中心轴（4），带有齿条的下连接板（5），框架（6），滑槽横梁（9），固定底梁（10），波纹腹板阻尼器（11）；所述固定底梁（10）与下部结构固定连接，所述框架（6）固定在固定底梁（10）的两侧上，所述滑槽横梁（9）与两框架（6）通过中心轴（4）铰接，所述滑槽横梁（9）与上部结构固定连接；所述带有齿条的上连接板（1）、齿轮（2）、双联齿轮（3）、带有齿条的下连接板（5）、框架（6）、滑槽横梁（9）构成了位移放大装置，其中，所述带有齿条的上连接板（1）与滑槽横梁（9）底部固定连接，所述带有齿条的上连接板（1）下部与齿轮（2）啮合连接；所述双联齿轮（3）由同轴转动的第一齿轮（7）和第二齿轮（8）组成，第一齿轮（7）的半径大于第二齿轮（8）的半径，两个双联齿轮（3）分别位于齿轮（2）的两侧，所述齿轮（2）与两侧第二齿轮（8）啮合连接，所述第一齿轮（7）与带有齿条的下连接板（5）啮合连接；所述齿轮（2）和双联齿轮（3）通过中心轴（4）与框架（6）横板孔槽铰接；所述带有齿条的下连接板（5）下部与波纹腹板阻尼器（11）铰接，所述波纹腹板阻尼器（11）底部与固定底梁（10）固定连接；当地震发生时，上部结构发生侧移带动滑槽横梁（9）侧向滑动，通过带动带有齿条的上连接板（1）带动齿轮（2）发生主动转动，在齿轮（2）的带动下两侧第二齿轮（8）发生被动转动，带有齿条的下连接板（5）随着第一齿轮（7）转动带动波纹腹板阻尼器（11）侧移，实现放大层间位移的目的，通过增加波纹腹板阻尼器（11）的相对位移，从而提升波纹腹板阻尼器（11）的耗能能力。
2.根据权利要求1所述的位移放大波纹腹板阻尼器，其特征在于，所述双联齿轮（3）的第一齿轮（7）和第二齿轮（8）的半径比值根据地震作用下结构的最大层间位移，以及所连接波纹腹板阻尼器（11）的允许极限位移进行设定。
CN201910207660.XA 2019-03-19 2019-03-19 一种位移放大波纹腹板阻尼器 Active CN110056235B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910207660.XA CN110056235B (zh) 2019-03-19 2019-03-19 一种位移放大波纹腹板阻尼器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910207660.XA CN110056235B (zh) 2019-03-19 2019-03-19 一种位移放大波纹腹板阻尼器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110056235A true CN110056235A (zh) 2019-07-26
CN110056235B CN110056235B (zh) 2021-08-10

Family

ID=67317095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910207660.XA Active CN110056235B (zh) 2019-03-19 2019-03-19 一种位移放大波纹腹板阻尼器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110056235B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111441233A (zh) * 2020-03-08 2020-07-24 武汉理工大学 电压驱动的桥梁结构摩擦耗能装置
CN112392314A (zh) * 2020-10-29 2021-02-23 郑勇 一种预制装配式建筑
CN112523376A (zh) * 2020-11-06 2021-03-19 北京工业大学 利用齿轮放大位移及滑轮开启拉索的自复位复合耗能支撑
CN114922496A (zh) * 2022-06-24 2022-08-19 燕山大学 一种位移放大分阶段耗能自复位梁柱节点

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012102541A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Sumitomo Forestry Co Ltd 制振装置及びそれを用いた木造建物の制振構造
CN204385942U (zh) * 2014-12-31 2015-06-10 长安大学 一种外接式阻尼器位移放大装置
CN107130700A (zh) * 2017-04-21 2017-09-05 同济大学 一种阻尼器速度位移的双向放大装置
CN206477462U (zh) * 2016-12-30 2017-09-08 上海建工集团股份有限公司 一种剪切波纹腹板阻尼器
CN107859195A (zh) * 2017-09-21 2018-03-30 同济大学 一种水平位移放大装置
CN108643666A (zh) * 2018-03-24 2018-10-12 北京工业大学 一种高效空间利用型端部直撑二次位移放大装置的阻尼器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012102541A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Sumitomo Forestry Co Ltd 制振装置及びそれを用いた木造建物の制振構造
CN204385942U (zh) * 2014-12-31 2015-06-10 长安大学 一种外接式阻尼器位移放大装置
CN206477462U (zh) * 2016-12-30 2017-09-08 上海建工集团股份有限公司 一种剪切波纹腹板阻尼器
CN107130700A (zh) * 2017-04-21 2017-09-05 同济大学 一种阻尼器速度位移的双向放大装置
CN107859195A (zh) * 2017-09-21 2018-03-30 同济大学 一种水平位移放大装置
CN108643666A (zh) * 2018-03-24 2018-10-12 北京工业大学 一种高效空间利用型端部直撑二次位移放大装置的阻尼器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111441233A (zh) * 2020-03-08 2020-07-24 武汉理工大学 电压驱动的桥梁结构摩擦耗能装置
CN111441233B (zh) * 2020-03-08 2021-06-11 武汉理工大学 电压驱动的桥梁结构摩擦耗能装置
CN112392314A (zh) * 2020-10-29 2021-02-23 郑勇 一种预制装配式建筑
CN112523376A (zh) * 2020-11-06 2021-03-19 北京工业大学 利用齿轮放大位移及滑轮开启拉索的自复位复合耗能支撑
CN114922496A (zh) * 2022-06-24 2022-08-19 燕山大学 一种位移放大分阶段耗能自复位梁柱节点

Also Published As

Publication number Publication date
CN110056235B (zh) 2021-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110056235A (zh) 一种位移放大波纹腹板阻尼器
CN107859195A (zh) 一种水平位移放大装置
CN203096993U (zh) 一种具有大震保护功能的协同耗能防屈曲支撑构件
CN108643666A (zh) 一种高效空间利用型端部直撑二次位移放大装置的阻尼器
CN106149871B (zh) 一种木框架-耗能支撑抗侧力结构体系
CN106088382A (zh) 一种摩擦‑软钢复合型阻尼器
CN102287016A (zh) 摆式摩擦墙
CN109811923A (zh) 一种具有响应放大效果的齿轮式形状记忆合金阻尼器
WO2019029316A1 (zh) 用于消能部件的连接装置及消能减震结构
CN202719590U (zh) 悬吊式锅炉装置
CN107916815A (zh) 机械传动式摩擦耗能减震器
CN108842613B (zh) 一种桥梁护栏伸缩装置
CN210316089U (zh) 一种阻尼接地型装配式钢板组合调频减震墙
CN107100407B (zh) 一种扇形支撑旋转放大式节点剪切阻尼器
Xu et al. Semi‐active and passive control of the phase I linear base‐isolated benchmark building model
CN209429305U (zh) T形杠杆机构伸臂桁架消能减震系统
CN108004916A (zh) 一种新型的全方位扭转耗能阻尼支座
CN107700693A (zh) 一种具有行程放大的阻尼器系统
US11447949B2 (en) Friction damper for a building structure
CN110965465A (zh) 一种阻尼式桥梁伸缩缝固定装置
CN205976052U (zh) 一种阵列盘式消能减振装置
CN109519025B (zh) 一种剪刀撑机构伸臂桁架消能减震系统
KR101337381B1 (ko) 건물의 하중 변동을 단계별로 감쇠시키는 복합마찰댐퍼
CN116104219A (zh) 一种位移放大式自复位sma-粘弹性复合减振装置及方法
JP2002155640A (ja) ケーブル制震構造

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant