CN110701243B - 一种可拆卸式摩擦弯曲复合型金属阻尼器 - Google Patents

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    • F16F2222/04—Friction

Abstract

本发明公开了一种可拆卸式摩擦弯曲复合型金属阻尼器，包括第一连接板、第二连接板，第一连接板与第一连接块相连，第一连接块分别与第一连接棒、第二连接棒、第一摩擦板相连，第二连接板与第二连接块相连，第二连接块分别与第三连接棒、第四连接棒、第二摩擦板相连，第一连接板、第一连接棒、第二连接棒、相邻低屈服点钢片围合成的空间设置第一隔断板，第二连接板、第三连接棒、第四连接棒、相邻低屈服点钢片围合成的空间设置第二隔断板，第一摩擦板、第二摩擦板相接触，第一连接板、第二连接板的侧面均设置限位板。本发明具有良好的耗能效果，能够实现分阶段屈服耗能，且拆卸方便，可修复性强。

Description

一种可拆卸式摩擦弯曲复合型金属阻尼器
技术领域
本发明涉及金属阻尼器，具体为一种可拆卸式摩擦弯曲复合型金属阻尼器。
背景技术
传统结构的抗震设计主要是通过调整结构自身的性能，如增加梁、柱、墙等构件的截面大小来增加结构的刚度、采取不同措施以调整结构的承载力、改变结构的质量分布等方式来抵抗强烈地震的作用。但是地震作用具有极大的随机性和强烈的破坏性，使得许多大型和特殊的结构在地震作用下要确保安全就会显得很不经济。
迄今为止，土木工程结构控制的研究与应用总体可以被分为三大范畴：被动耗能减振、基础隔震以及主动、半主动和智能控制。被动耗能减振技术是将耗能元件(阻尼器或耗能器)作为非结构构件设置到结构中，将地震动输入到结构中的能量引向耗能元件，这些耗能元件在地震动作用下往复运动吸收、耗散能量，从而减轻主体结构的动力反应，保障结构主体的安全。其中，金属阻尼器因其低廉的造价和优异的耗能能力被广泛应用于建筑结构中。
然而，大多数金属阻尼器耗能方式单一，无法适应不同地震等级下建筑抗震的需求，且大部分阻尼器为一次性消耗品，耗能部件破坏后使得阻尼器的耗能能力降低甚至失效，无法再次循环使用。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够实现分阶段屈服耗能、可修复的弯曲低屈服点钢片和摩擦板组合型的可拆卸式摩擦弯曲复合型金属阻尼器。
技术方案：本发明所述的一种可拆卸式摩擦弯曲复合型金属阻尼器，包括第一连接板、第二连接板，第一连接板与第一连接块相连，第一连接块分别与第一连接棒、第二连接棒、第一摩擦板相连，第二连接板与第二连接块相连，第二连接块分别与第三连接棒、第四连接棒、第二摩擦板相连，第一连接棒、第二连接棒、第三连接棒、第四连接棒均与若干低屈服点钢片相连，低屈服点钢片关于第一连接块、第二连接块对称设置，第一连接板、第一连接棒、第二连接棒、相邻低屈服点钢片围合成的空间设置第一隔断板，第二连接板、第三连接棒、第四连接棒、相邻低屈服点钢片围合成的空间设置第二隔断板，留出充分的空间用于低屈服点钢片在耗能时产生弯曲变形，第一摩擦板、第二摩擦板相接触，第一连接板、第二连接板的侧面均设置限位板，限位板能够防止阻尼器在耗能过程中产生振动导致低屈服点钢片与隔断板的水平滑移。
第一摩擦板、第二摩擦板的接触面为锯齿面。低屈服点钢片中部的宽度比上下两端的宽度小。第一隔断板、第二隔断板均与限位板相接触。
第一连接块包括三个台阶，所述第一摩擦板与最远离第一连接板的台阶相连，所述第一连接棒、第二连接棒设置在最靠近第一连接板的台阶上。第二连接块包括三个台阶，所述第二摩擦板与最远离第二连接板的台阶相连，所述第三连接棒、第四连接棒设置在最靠近第二连接板的台阶上。第一摩擦板、第二摩擦板为U型。第一摩擦板与第一连接块通过可拆卸螺钉连接，所述第二摩擦板与第二连接块通过可拆卸螺钉连接。耗能结束后，可通过拆卸第一摩擦板、第二摩擦板翼缘上设置的螺钉，将第一摩擦板、第二摩擦板直接取出。
低屈服点钢片上设置四个通孔，分别与第一连接棒、第二连接棒、第三连接棒、第四连接棒相连，所述通孔的孔径略大于第一连接棒、第二连接棒、第三连接棒、第四连接棒的截面宽度，便于低屈服点钢片的穿插安装。第一连接棒、第二连接棒与限位板固定连接，所述第三连接棒、第四连接棒与限位板固定连接。
工作原理：在受到较小的地震或风荷载横向水平力作用时，该阻尼器能够通过第一摩擦板、第二摩擦板之间的静摩擦力提供结构的水平抗侧刚度。当横向水平力较大时，第一摩擦板、第二摩擦板受到的外部荷载超过了最大静摩擦力，第一摩擦板、第二摩擦板间会产生相对滑动和摩擦，从而进行耗能；此时低屈服点钢片也会产生微小的弯曲变形，但不会耗能，属于弹性变形。当横向水平力继续增加时，第一摩擦板、第二摩擦板之间摩擦耗能达到极限，第一摩擦板、第二摩擦板发生破坏，而此时低屈服点钢片则发生较大的塑性弯曲变形，开始进入屈服阶段，担当主要的耗能件，从而实现分阶段屈服耗能，达到消能减震的效果。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：可拆卸式摩擦弯曲复合型金属阻尼器具有良好的耗能效果，能够实现分阶段屈服耗能，且拆卸方便，可修复性强；阻尼器通过第一摩擦板、第二摩擦板之间的摩擦与低屈服点钢片的弯曲变形两种方式进行不同阶段的耗能，实现阻尼器的分阶段屈服，并且通过更改第一摩擦板、第二摩擦板间的摩擦力大小与选用不同厚度、不同屈服强度等级的低屈服点钢片，以此来实现调整阻尼器的减震能力；该阻尼器构造方式简单，可通过更换损坏的核心耗能部件来达到修复阻尼器的目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2位本发明A-A面的剖面图；
图3为本发明的立体图；
图4为本发明第一连接板1的结构示意图；
图5为本发明第二连接板2的结构示意图；
图6为本发明第二摩擦板10的结构示意图；
图7为本发明低屈服点钢片11的结构示意图。
具体实施方式
以说明书附图所示的方向为上、下、左、右。
如图1～3，阻尼器内部核心耗能构件的替换无需拆卸第一连接板1、第二连接板2，所以第一连接板1、第二连接板2可通过焊接直接固定于建筑物；平行第一连接板1设置的第一连接棒4、第二连接棒5，以及平行第二连接板2设置的第三连接棒8、第四连接棒9，配合第一隔断板12、第二隔断板13一起使用，用于安装固定低屈服点钢片11，第一隔断板12、第二隔断板13能将低屈服点钢片11之间隔开，留出充分的空间用于低屈服点钢片11在耗能时产生的弯曲变形。第一连接棒4、第二连接棒5、第三连接棒8、第四连接棒9端部需开设螺纹孔，用于安装矩形限位板14，限位板14可防止阻尼器在耗能过程中产生振动导致低屈服点钢片11与第一隔断板12、第二隔断板13的水平滑移。同时，需在第一连接板1、第二连接板2侧翼开设螺纹孔，用于安装矩形限位板14，限位板14可以防止第一隔断板12、第二隔断板13产生纵向滑移，而低屈服点钢片11因与第一连接棒4、第二连接棒5、第三连接棒8、第四连接棒9直接相连，受到第一连接棒4、第二连接棒5、第三连接棒8、第四连接棒9的限制，所以无需同第一隔断板12、第二隔断板13一样考虑其发生纵向滑移。第一连接块3、第二连接块7因竖向对称设置，保证了第一摩擦板6、第二摩擦板10之间的充分接触，第一摩擦板6、第二摩擦板10的翼缘开设与第一连接块3、第二连接块7相契合的螺纹孔，耗能结束后，可通过拆卸翼缘上设置的螺钉，将第一摩擦板6、第二摩擦板10直接取出。第一摩擦板6翼缘厚度应大于第一摩擦板6腹板的厚度，第二摩擦板10翼缘厚度应大于第二摩擦板10腹板的厚度，防止阻尼器在耗能过程中第一摩擦板6、第二摩擦板10翼缘产生较大的变形致使阻尼器破坏。低屈服点钢片11的上下两端需开设矩形通孔15，矩形通孔15的面积稍大于第一连接棒4、第二连接棒5、第三连接棒8、第四连接棒9的截面面积，便于低屈服点钢片的穿插安装。
如图4，第一连接板1和第一连接块3、第一连接棒4、第二连接棒5固连成一个整体，由模具一次成型。如图5，第二连接板2和第二连接块7、第三连接棒8、第四连接棒9固连成一个整体，由模具一次成型。如图6，第二摩擦板10为U型，与第一摩擦板6相接触的面有锯齿，以增大第二摩擦板10与第一摩擦板6之间的摩擦力。如图7，低屈服点钢片11在耗能时产生的弯曲变形，低屈服点钢片11中部的截面宽度比上下两端的宽度小，有利于低屈服点钢片11的弯曲耗能。

Claims (8)

1.一种可拆卸式摩擦弯曲复合型金属阻尼器，其特征在于：包括第一连接板（1）、第二连接板（2），所述第一连接板（1）与第一连接块（3）相连，所述第一连接块（3）分别与第一连接棒（4）、第二连接棒（5）、第一摩擦板（6）相连，所述第二连接板（2）与第二连接块（7）相连，所述第二连接块（7）分别与第三连接棒（8）、第四连接棒（9）、第二摩擦板（10）相连，所述第一连接棒（4）、第二连接棒（5）、第三连接棒（8）、第四连接棒（9）均与若干低屈服点钢片（11）相连，所述低屈服点钢片（11）关于第一连接块（3）、第二连接块（7）对称设置，所述第一连接板（1）、第一连接棒（4）、第二连接棒（5）、相邻低屈服点钢片（11）围合成的空间设置第一隔断板（12），所述第二连接板（2）、第三连接棒（8）、第四连接棒（9）、相邻低屈服点钢片（11）围合成的空间设置第二隔断板（13），所述第一摩擦板（6）、第二摩擦板（10）相接触，所述第一连接板（1）、第二连接板（2）的侧面均设置限位板（14），实现分阶段屈服耗能；
所述低屈服点钢片（11）中部的宽度比上下两端的宽度小；所述第一连接棒（4）、第二连接棒（5）与限位板（14）固定连接，所述第三连接棒（8）、第四连接棒（9）与限位板（14）固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种可拆卸式摩擦弯曲复合型金属阻尼器，其特征在于：所述第一摩擦板（6）、第二摩擦板（10）的接触面为锯齿面。
3.根据权利要求1所述的一种可拆卸式摩擦弯曲复合型金属阻尼器，其特征在于：所述第一连接块（3）包括三个台阶，所述第一摩擦板（6）与最远离第一连接板（1）的台阶相连，所述第一连接棒（4）、第二连接棒（5）设置在最靠近第一连接板（1）的台阶上。
4.根据权利要求1所述的一种可拆卸式摩擦弯曲复合型金属阻尼器，其特征在于：所述第二连接块（7）包括三个台阶，所述第二摩擦板（10）与最远离第二连接板（2）的台阶相连，所述第三连接棒（8）、第四连接棒（9）设置在最靠近第二连接板（2）的台阶上。
5.根据权利要求3或4所述的一种可拆卸式摩擦弯曲复合型金属阻尼器，其特征在于：所述第一摩擦板（6）、第二摩擦板（10）为U型。
6.根据权利要求5所述的一种可拆卸式摩擦弯曲复合型金属阻尼器，其特征在于：所述第一摩擦板（6）与第一连接块（3）通过可拆卸螺钉连接，所述第二摩擦板（10）与第二连接块（7）通过可拆卸螺钉连接。
7.根据权利要求1所述的一种可拆卸式摩擦弯曲复合型金属阻尼器，其特征在于：所述第一隔断板（12）、第二隔断板（13）均与限位板（14）相接触。
8.根据权利要求1所述的一种可拆卸式摩擦弯曲复合型金属阻尼器，其特征在于：所述低屈服点钢片上设置四个通孔（15），分别与第一连接棒（4）、第二连接棒（5）、第三连接棒（8）、第四连接棒（9）相连，所述通孔（15）的孔径略大于第一连接棒（4）、第二连接棒（5）、第三连接棒（8）、第四连接棒（9）的截面宽度。
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