CN110847406B - 一种可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，包括活动方杆、上端板、左侧竖板、右侧竖板、前侧竖板、后侧竖板、下端板、左侧横板、右侧横板、前侧横板、后侧横板、左侧固定板、右侧固定板、前侧固定板、后侧固定板及粘滞器，该阻尼器的减震耗能性能优异，且滞回曲线较好。

Description

一种可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器
技术领域
本发明属于土木工程抗震与减震领域，涉及一种可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器。
背景技术
随着建筑高度日趋增加，对于抗震的要求也在不断增加，尤其是地震地区。根据实际考察得知，剪力墙是地震过程中最易被破坏的结构，尤其是剪力墙底部区域较为容易破坏，甚至会出现剪力墙墙趾处混凝土被压脱落，所以剪力墙的减震隔震的提出是有必要的。阻尼器从受力形式上可分为轴向屈服型、剪切屈服型、弯曲屈服型和扭转屈服型阻尼器，已有的耗能阻尼器有以下这几种：X形和三角形耗能器、扭转梁耗能器、弯曲梁耗能器、U型钢板耗能器、钢棒耗能器、圆环耗能器、双圆环耗能器、加劲圆环耗能器等。相比于摩擦型、粘滞液体型等其他类型阻尼器，金属阻尼器具有易加工、滞回性能稳定、易于更换、造价及维护费用低廉等特点，被广泛用于工程结构的抗震加固和修复领域。
阻尼器能够有效的吸收并消耗地震所产生能量，可以减轻地震时所带来的影响，最大程度的保持结构的整体性。在可更换结构是实现可恢复功能结构的最节省方法，将可更换构件做成相对薄弱构件，这样能够在地震时使结构的损伤主要集中在可更换构件，能够有利于震后对受损的可更换构件快速更换，尽快恢复结构的正常使用功能。
将结构可更换部位强度相对削弱，或在该部位设置延性耗能构件，将削弱部位或耗能构件设置为可更换构件，并与主体结构通过方便拆卸的装置连接，即为带有可更换构件的结构体系。在地震作用下，结构将破坏集中于可更换构件，通过延性可更换构件发生塑性变形，耗散地震输入能量，保护主体结构不受破坏或只受微小破坏，地震作用后只需更换耗能构件即可恢复结构功能，然而现有阻尼器减震耗能方向单一，减震耗能性能较差，且阻尼器的滞回曲线较差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，该阻尼器的减震耗能性能优异，且滞回曲线较好。
为达到上述目的，本发明所述的可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器包括活动方杆、上端板、左侧竖板、右侧竖板、前侧竖板、后侧竖板、下端板、左侧横板、右侧横板、前侧横板、后侧横板、左侧固定板、右侧固定板、前侧固定板、后侧固定板及粘滞器；
活动方杆的上端固定于上端板的底部，左侧竖板、右侧竖板、前侧竖板及后侧竖板均固定于下端板上，且左侧竖板与活动方杆之间通过左侧横板相连接，右侧竖板与活动方杆之间通过右侧横板相连接，前侧竖板与活动方杆之间通过前侧横板相连接，后侧竖板与活动方杆之间通过后侧横板相连接；
左侧横板与下端板之间通过左侧固定板相连接，右侧横板与下端板之间通过右侧固定板相连接，前侧横板与下端板之间通过前侧固定板相连接，后侧横板与下端板之间通过后侧固定板相连接；
粘滞器固定于下端板上，其中，所述粘滞器包括套筒、活塞、活塞杆及弹簧，其中，套筒固定于下端板上，活塞位于套筒内，活塞杆的下端与活塞相连接，活塞杆的上端固定于活动方杆的下端面上，弹簧套接于活塞杆上，且弹簧的上端固定于活动方杆的下端面上，弹簧的下端固定于套筒的上端面上。
活动方杆与上端板之间设置有上部加劲肋。
下端板与左侧竖板、右侧竖板、前侧竖板及后侧竖板之间均设置有下部加劲肋。
左侧横板、右侧横板、前侧横板及后侧横板均为波纹板。
粘滞器的数目为四个。
左侧固定板的中部、右侧固定板的中部、前侧固定板的中部及后侧固定板的中部均为弧形结构。
该弧形结构对应的弧角为135°。
上端板与下端板上均设置有用于连接外部结构的螺栓孔。
左侧横板、右侧横板、前侧横板及后侧横板的高度不同。
活动方杆与左侧竖板、右侧竖板、前侧竖板及后侧竖板之间的距离相同。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器在具体操作时，通过活动方杆、左侧横板、右侧横板、前侧横板、后侧横板、弹簧及粘滞器组成的运动部分在地震时进行耗能，并产生弯曲变形来共同吸收地震所带来的能量，从而降低因外部变形而对剪力墙产生的破坏，与传统阻尼器相对比，该阻尼器具有良好的滞回曲线，且具有双重保险以应对突变的灾害，减震、隔震性能优异，用在剪力墙后能够大幅度提高剪力墙的变形能力，减少剪力墙的破坏，且破坏后能够对损坏的软钢部分进行更换，大大提高了经济效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的剖面图；
图3为本发明的主视图；
图4为本发明的左视图；
图5为本发明的俯视图；
图6为本发明的工程应用示意图。
其中，1为上端板、2为下端板、3为上部加劲肋、4为下部加劲肋、5为活动方杆、6为左侧竖板、7为右侧竖板、8为前侧竖板、9为后侧竖板、10为左侧横板、11为右侧横板、12为前侧横板、13为后侧横板、14为左侧固定板、15为右侧固定板、16为前侧固定板、17为后侧固定板、18为弹簧、19为粘滞器、20为剪力墙。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1至图6，本发明所述的可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器包括活动方杆5、上端板1、左侧竖板6、右侧竖板7、前侧竖板8、后侧竖板9、下端板2、左侧横板10、右侧横板11、前侧横板12、后侧横板13、左侧固定板14、右侧固定板15、前侧固定板16、后侧固定板17及粘滞器19；活动方杆5的上端固定于上端板1的底部，左侧竖板6、右侧竖板7、前侧竖板8及后侧竖板9均固定于下端板2上，且左侧竖板6与活动方杆5之间通过左侧横板10相连接，右侧竖板7与活动方杆5之间通过右侧横板11相连接，前侧竖板8与活动方杆5之间通过前侧横板12相连接，后侧竖板9与活动方杆5之间通过后侧横板13相连接；左侧横板10与下端板2之间通过左侧固定板14相连接，右侧横板11与下端板2之间通过右侧固定板15相连接，前侧横板12与下端板2之间通过前侧固定板16相连接，后侧横板13与下端板2之间通过后侧固定板17相连接；粘滞器19固定于下端板2上，其中，所述粘滞器19包括套筒、活塞、活塞杆及弹簧18，其中，套筒固定于下端板2上，活塞位于套筒内，活塞杆的下端与活塞相连接，活塞杆的上端固定于活动方杆5的下端面上，弹簧18套接于活塞杆上，且弹簧18的上端固定于活动方杆5的下端面上，弹簧18的下端固定于套筒的上端面上。
活动方杆5与上端板1之间设置有上部加劲肋3；下端板2与左侧竖板6、右侧竖板7、前侧竖板8及后侧竖板9之间均设置有下部加劲肋4；左侧横板10、右侧横板11、前侧横板12及后侧横板13均为波纹板；左侧固定板14的中部、右侧固定板15的中部、前侧固定板16的中部及后侧固定板17的中部均为弧形结构该弧形结构对应的弧角为135°。
粘滞器19的数目为四个；活动方杆5与左侧竖板6、右侧竖板7、前侧竖板8及后侧竖板9之间的距离相同；上端板1与下端板2上均设置有用于连接外部结构的螺栓孔；左侧横板10、右侧横板11、前侧横板12及后侧横板13的高度不同。
右侧横板11与右侧固定板15采用双螺栓固定，为避免应力集中，右侧横板11与活动方杆5采用稍大些螺栓固定。下部加劲肋4的高度、宽度和厚度均为10cm。
将本发明安装于剪力墙20下端的侧面，本发明在地震发生后，通过活动方杆5、左侧横板10、右侧横板11、前侧横板12、后侧横板13、弹簧18及粘滞器19共同运动来耗能，该阻尼器可在地震时保护结构不受破坏或受到较少破坏，同时还能在发生破坏后进行快速的更换，从来达到对结构的保护，实现安全和经济的目的。

Claims (8)

1.一种可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，包括活动方杆（5）、上端板（1）、左侧竖板（6）、右侧竖板（7）、前侧竖板（8）、后侧竖板（9）、下端板（2）、左侧横板（10）、右侧横板（11）、前侧横板（12）、后侧横板（13）、左侧固定板（14）、右侧固定板（15）、前侧固定板（16）、后侧固定板（17）及粘滞器（19）；
活动方杆（5）的上端固定于上端板（1）的底部，左侧竖板（6）、右侧竖板（7）、前侧竖板（8）及后侧竖板（9）均固定于下端板（2）上，且左侧竖板（6）与活动方杆（5）之间通过左侧横板（10）相连接，右侧竖板（7）与活动方杆（5）之间通过右侧横板（11）相连接，前侧竖板（8）与活动方杆（5）之间通过前侧横板（12）相连接，后侧竖板（9）与活动方杆（5）之间通过后侧横板（13）相连接；
左侧横板（10）与下端板（2）之间通过左侧固定板（14）相连接，右侧横板（11）与下端板（2）之间通过右侧固定板（15）相连接，前侧横板（12）与下端板（2）之间通过前侧固定板（16）相连接，后侧横板（13）与下端板（2）之间通过后侧固定板（17）相连接；
粘滞器（19）固定于下端板（2）上，其中，所述粘滞器（19）包括套筒、活塞、活塞杆及弹簧（18），其中，套筒固定于下端板（2）上，活塞位于套筒内，活塞杆的下端与活塞相连接，活塞杆的上端固定于活动方杆（5）的下端面上，弹簧（18）套接于活塞杆上，且弹簧（18）的上端固定于活动方杆（5）的下端面上，弹簧（18）的下端固定于套筒的上端面上；
左侧横板（10）、右侧横板（11）、前侧横板（12）及后侧横板（13）均为波纹板；
左侧固定板（14）的中部、右侧固定板（15）的中部、前侧固定板（16）的中部及后侧固定板（17）的中部均为弧形结构。
2.根据权利要求1所述的可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，活动方杆（5）与上端板（1）之间设置有上部加劲肋（3）。
3.根据权利要求1所述的可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，下端板（2）与左侧竖板（6）、右侧竖板（7）、前侧竖板（8）及后侧竖板（9）之间均设置有下部加劲肋（4）。
4.根据权利要求1所述的可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，粘滞器（19）的数目为四个。
5.根据权利要求1所述的可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，该弧形结构对应的弧角为135°。
6.根据权利要求1所述的可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，上端板（1）与下端板（2）上均设置有用于连接外部结构的螺栓孔。
7.根据权利要求1所述的可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，左侧横板（10）、右侧横板（11）、前侧横板（12）及后侧横板（13）的高度不同。
8.根据权利要求1所述的可更换波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，活动方杆（5）与左侧竖板（6）、右侧竖板（7）、前侧竖板（8）及后侧竖板（9）之间的距离相同。
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