CN110284743B - 一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，包括内管、金属波纹管、外管、连接钢板、自由端板、十字钢板、预应力筋、锚具、限位弧形端板和引弧板。内管为圆钢管，内管端部进行开槽变成四段弧板以便穿过连接钢板，内管四段弧板端部焊接四个限位弧形端板；连接钢板为圆形钢板，在连接钢板内侧焊有四段引弧板，用来分别与金属波纹管和内管、外管进行焊接连接；十字钢板预留八个孔道以便作为连接头连接到结构中，另一端与连接钢板进行焊接连接，连接钢板上的引弧板分别与金属波纹管和内管、外管焊接。本发明具有消能效率高，性能稳定，受力均匀的特点，并通过自由端板提供限位功能，保证结构物的稳定性。

Description

一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器
技术领域
本发明属于工程结构耗能减震技术领域，具体地涉及一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器。
背景技术
近年来，为确保工程结构的安全性和适用性，工程结构隔震、减震与振动控制技术不断发展。其中，金属阻尼器由于构造简单，制造方便，造价低，耗能性能优越，便于更换等优点，在耗能减震领域得到了越来越广泛的应用。
金属阻尼器通过金属的屈服滞回耗能将结构振动的部分能量耗散掉，从而减小结构反映，并将震害更大程度的集中在可更换结构部件上，避免对主结构造成不可修复的损坏。
综上，由于金属阻尼器由于自身刚度大，对建筑结构的位移和变形反应迟钝，限位能力不足，变形后难以复位。
发明内容
本发明的目的是解决金属阻尼器限位能力不足，变形后难以复位的技术问题，提供一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案：
一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，包括：内管、金属波纹管、外管、连接钢板、自由端板、十字钢板、预应力筋、锚具、限位弧形端板和引弧板。
上述的一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，所述内管为圆钢管，内管端部进行开槽变成四段弧板以便穿过连接钢板，内管四段弧板端部焊接四个限位弧形端板，以防止受拉时变形过大。
上述的一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，所述连接钢板为圆形钢板，预留四个圆形孔道用于穿拉预应力筋和四个弧形孔道用于穿过内管端部的四段弧板，并在连接钢板内侧焊有四段引弧板，用来分别与金属波纹管和内管、外管焊接连接。
上述的一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，所述自由端板为圆形钢板，预留四个圆形孔道用于穿拉预应力筋和一个十字形孔道用于穿过十字钢板。
上述的一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，所述自由端板为圆形钢板，浮放，可自由移动。
上述的一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，所述十字钢板预留八个孔道以便作为连接头连接到结构中，另一端与连接钢板焊接连接，连接钢板上的引弧板分别与金属波纹管和内管、外管焊接。
上述的一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，所述预应力筋穿过连接钢板和自由端板并采用锚具固定在自由端板上，预应力筋在安装后施加预应力，大小为0.1～0.7倍预应力筋抗拉强度标准值，受拉时预应力筋一直处于受拉状态，为阻尼器提供良好的自复位能力。
本发明的有益效果：
本发明通过金属波纹管和预应力筋提供耗能能力和自复位能力，具有消能效率高，性能稳定，受力均匀的特点，并通过自由端板提供限位功能，保证结构物的稳定性，改善了耗能效果。具体表现为：
1.本发明所述一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器受拉时，左侧十字钢板带动外管向左移动，并拉伸金属波纹管，外管与右侧自由端板间产生位移；右侧十字钢板带动内管向右移动，并拉伸金属波纹管，内管与左侧自由端板间产生位移，阻尼器两端相对位移不会超出连接钢板与限位弧形端板的内边距，并由限位弧形端板进行限位，此过程中预应力筋受拉伸长。
2.本发明所述一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器受压时，左侧十字钢板带动外管向右移动，并压缩金属波纹管，外管与左侧自由端板间产生位移；右侧十字钢板带动内管向左移动，并压缩金属波纹管，内管与右侧自由端板间产生位移，阻尼器两端相对位移不会超过连接钢板至内管开槽变为四段弧板起始处的距离，并由内管开槽处进行限位，此过程中预应力筋受拉伸长。
附图说明
图1为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器整体示意图。
图2为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器受拉变形图。
图3为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器受压变形图。
图4为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器内管整体示意图。
图5为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器内管截面示意图。
图6为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器波纹管整体示意图。
图7为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器波纹管截面示意图。
图8为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器外管整体示意图。
图9为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器外管截面示意图。
图10为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器左侧连接钢板示意图。
图11为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器右侧连接钢板示意图。
图12为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器自由端板示意图。
图13为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器十字钢板示意图。
图14为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器A-A截面示意图。
图15为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器B-B截面示意图。
图16为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器C-C截面示意图。
图17为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器D-D截面示意图。
图18为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器E-E截面示意图。
图19为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器F-F截面示意图。
图20为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器G-G截面示意图。
图21为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器H-H截面示意图。
图22为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器示例一应用示意图。
图23为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器示例二应用示意图。
图24为一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器示例三应用示意图。
图中：1-内管；2-金属波纹管；3-外管；4-连接钢板；5-自由端板；6-十字钢板；7-预应力筋；8-锚具；9-限位弧形端板；10-引弧板；11-阻尼器；12-固定端；13-三角形支撑；14-柱；15-梁；16-双柱墩；17-盖梁；18-对角支撑；19-桥台；20-桥墩；21-主梁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器具的具体实施方式进行说明：
如图1所示，一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器构造，包括内管1、金属波纹管2、外管3、连接钢板4、自由端板5、十字钢板6、预应力筋7、锚具8、限位弧形端板9、引弧板10。
将内管1穿过右侧连接钢板4，内管右端的四段弧板端部焊接四个限位弧形端板9。右侧连接钢板4的引弧板10与内管焊接连接。将金属波纹管2从内管1左侧开始套入，使金属波纹管2套在内管1外面，并将金属波纹管2右端与右侧连接钢板4的引弧板10进行焊接。将左侧连接钢板4穿过内管1至金属波纹管2左端，并将左侧连接钢板4的引弧板10与金属波纹管2的左端进行焊接连接。将内管1左端的四段弧形端板焊接四个限位弧形端板。将十字钢板6分别焊接在左右两个连接钢板4上。将外管3套在最外侧，并将左侧连接钢板4的引弧板10与外管3进行焊接。将自由端板5分别穿过左右两个十字钢板6。将预应力筋7分别穿过左侧自由端板5、左侧连接钢板4、右侧连接钢板4、右侧自由端板5，张拉预应力，并用锚具8进行锚固。
该阻尼器在结构中的几种使用方式：如图22所示，在建筑结构中，当设有三角形支撑13时，可以在三角形支撑13和梁15之间安装阻尼器11以增加结构耗能能力；如图23所示，在桥梁结构中，可以在双柱墩16和盖梁17之间设置对角支撑18，并用阻尼器11进行连接，以增大刚度，减小位移；如图24所示，在桥台19与主梁21之间，主梁21与主梁21之间，可以通过加设阻尼器11来增强桥梁的抗纵向位移能力。
以上内容描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。显然，本发明不受上述应用实施方式的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都包含在本发明的保护范围之内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，其特征在于：由内管(1)、金属波纹管(2)、外管(3)、连接钢板(4)、自由端板(5)、十字钢板(6)、预应力筋(7)、锚具(8)、限位弧形端板(9)和引弧板(10)组成；将内管(1)穿过右侧连接钢板(4)，内管右端的四段弧板端部焊接四个限位弧形端板(9)；右侧连接钢板(4)的引弧板(10)与内管焊接连接；将金属波纹管(2)从内管(1)左侧开始套入，使金属波纹管(2)套在内管(1)外面，并将金属波纹管(2)右端与右侧连接钢板(4)的引弧板(10)进行焊接；将左侧连接钢板(4)穿过内管(1)至金属波纹管(2)左端，并将左侧连接钢板(4)的引弧板(10)与金属波纹管(2)的左端进行焊接连接；将内管(1)左端的四段弧形端板焊接四个限位弧形端板；将十字钢板(6)分别焊接在左右两个连接钢板(4)上；将外管(3)套在最外侧，并将左侧连接钢板(4)的引弧板(10)与外管(3)进行焊接；将自由端板(5)分别穿过左右两个十字钢板(6)；将预应力筋(7)分别穿过左侧自由端板(5)、左侧连接钢板(4)、右侧连接钢板(4)、右侧自由端板(5)，张拉预应力，并用锚具(8)进行锚固。
2.根据权利要求1所述的一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，其特征在于：所述内管(1)为圆钢管，内管(1)端部进行开槽变成四段弧板以便穿过连接钢板(4)，内管(1)的四段弧板端部焊接四个限位弧形端板，以防止受拉时变形过大。
3.根据权利要求1所述的一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，其特征在于：所述连接钢板(4)为圆形钢板，预留四个圆形孔道用于穿拉预应力筋(7)和四个弧形孔道用于穿过内管(1)端部的四段弧板，并在连接钢板内侧焊有四段引弧板(10)；左侧两段连接钢板(4)的引弧板(10)分别与外管(3)和金属波纹管(2)进行焊接；右侧两段连接钢板(4)的引弧板(10)分别与内管(1)和金属波纹管(2)进行焊接。
4.根据权利要求1所述的一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，其特征在于：所述自由端板(5)为圆形钢板，预留四个圆形孔道用于穿拉预应力筋(7)和一个十字形孔道用于穿过十字钢板(6)。
5.根据权利要求1所述的一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，其特征在于：所述自由端板(5)为圆形钢板，浮放，可自由移动。
6.根据权利要求1所述的一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，其特征在于：所述十字钢板(6)预留八个孔道以便作为连接头连接到结构中，另一端与连接钢板(4)焊接连接，连接钢板(4)上的引弧板(10)分别与金属波纹管(2)和内管(1)、外管(3)焊接。
7.根据权利要求1所述的一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，其特征在于：所述预应力筋(7)穿过连接钢板(4)和自由端板(5)并采用锚具(8)固定在自由端板(5)上，预应力筋(7)在安装后施加预应力，大小为0.1～0.7倍预应力筋抗拉强度标准值，预应力筋(7)一直处于受拉状态，为阻尼器提供良好的自复位能力。
8.根据权利要求1所述的一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，其特征在于：其受拉时，左侧十字钢板(6)带动外管(3)向左移动，并拉伸金属波纹管(2)，外管(3)与右侧自由端板(5)间产生位移；右侧十字钢板(6)带动内管(1)向右移动，并拉伸金属波纹管(2)，内管(1)与左侧自由端板(5)间产生位移，阻尼器两端相对位移不会超出连接钢板(4)与限位弧形端板(9)的内边距，并由限位弧形端板(9)进行限位，此过程中预应力筋(7)受拉伸长。
9.根据权利要求1所述的一种具有限位功能的自复位金属波纹管阻尼器，其特征在于：其受压时，左侧十字钢板(6)带动外管(3)向右移动，并压缩金属波纹管(2)，外管(3)与左侧自由端板(5)间产生位移；右侧十字钢板(6)带动内管(1)向左移动，并压缩金属波纹管(2)，内管(1)与右侧自由端板(5)间产生位移，阻尼器两端相对位移不会超过连接钢板(4)至内管(1)开槽变为四段弧板起始处的距离，并由内管(1)开槽处进行限位，此过程中预应力筋(7)受拉伸长。
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