CN113089872A - 一种土木施工用的钢构件隔震装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种土木施工用的钢构件隔震装置，属于土木工程技术领域。包括下支座和滑动连接在下支座上的上支座，下支座上纵向滑动连接有阻尼板一和阻尼板二，阻尼板一的下方固定设置有一联动板一，阻尼板二的小商贩固定设置有联动板二，阻尼板一与下支座之间具有阻尼弹簧一，阻尼板二与下支座之间具有阻尼弹簧二；下支座上转动连接有联动轴一和联动轴二，联动轴一上套设有一阻尼滚筒一，阻尼滚筒一与联动轴一之间设置有扭簧一，联动板一纵向运动能够驱使阻尼滚筒一旋转，联动轴二上套设有一阻尼滚筒二，阻尼滚筒二与联动轴二之间设置有扭簧二，联动板二纵向运动能够驱使阻尼滚筒二旋转。本发明具有震动幅度小、隔震效果好等优点。

Description

一种土木施工用的钢构件隔震装置

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，涉及一种土木施工用的钢构件隔震装置。

背景技术

大型钢结构设施或建筑物需要通过隔震底座来减轻地震灾害发生时产生的危害，即在钢结构中安装隔振或减振构件，当结构因外界激励而发生振动时，隔减振元件隔离或耗散振动能量，以保护主体结构不受损坏。

现有的方式一般采用弹簧和阻尼垫结合的方式作为阻尼钢构件之间的隔震，外界激励越大，就需要越大的形变空间，使得钢构件主体的冲击惯性力较大，形成对钢构件主体的二次激励，即形成激荡性振动，在回位过程中也是如此，如果地基受损或主体受力不均，二次激励和高频激励很有可能造成钢构件主体的倾塌，使钢构件的可靠性和稳定性受到威胁。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种土木施工用的钢构件隔震装置，本发明所要解决的技术问题是如何缩短震动过程中的位移，提高隔震效果。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种土木施工用的钢构件隔震装置，其特征在于，包括下支座和滑动连接在下支座上的上支座，所述下支座上纵向滑动连接有阻尼板一和阻尼板二，所述阻尼板一的下方固定设置有一联动板一，所述阻尼板二的小商贩固定设置有联动板二，所述下支座上开设有允许联动板一和联动板二纵向滑动的导向孔；

所述上支座上具有一滑动在下支座上的套筒，所述套筒内腔与下支座之间形成允许联动板一纵向滑动的阻尼腔一，所述下支座内具有允许联动板二纵向滑动的阻尼腔二，所述阻尼板一与下支座之间具有阻尼弹簧一，所述阻尼板二与下支座之间具有阻尼弹簧二；

所述下支座上转动连接有联动轴一和联动轴二，所述联动轴一上套设有一阻尼滚筒一，所述阻尼滚筒一与联动轴一之间设置有扭簧一，所述联动板一纵向运动能够驱使阻尼滚筒一旋转，所述联动轴二上套设有一阻尼滚筒二，所述阻尼滚筒二与联动轴二之间设置有扭簧二，所述联动板二纵向运动能够驱使阻尼滚筒二旋转，所述阻尼滚筒二的周面上具有若干避让缺口，所述阻尼板二在避让缺口位于阻尼板二与阻尼滚筒二的相切位置时与阻尼滚筒二分离，所述联动轴一的一端固定设置有齿轮一，所述联动轴二的一端固定设置有齿轮二，所述下支座上转动连接有同时啮合齿轮一和齿轮二的中间齿轮；

初始状态下，所述阻尼板二因阻尼滚筒二上的避让缺口的存在而与阻尼滚筒二处于分离状态。

进一步的，所述上支座上设置有缓冲垫片一。

进一步的，所述阻尼腔一的顶部设置有若干层缓冲垫片二。

进一步的，所述阻尼腔二的底部设置有若干层缓冲垫片三。

进一步的，所述阻尼板一靠近阻尼滚筒一的一侧面具有耐磨层一，所述阻尼板二靠近阻尼滚筒二的一侧面具有耐磨层二。

进一步的，所述联动轴一在阻尼滚筒一与阻尼板一抵靠时处于阻尼滚筒一的偏心位置处；所述联动轴二在阻尼滚筒二与阻尼板二抵靠时处于偏心位置处。

进一步的，所述上支座和下支座上均具有连接孔。

除缓冲垫片一、缓冲垫片二、耐磨层一、耐磨层二、阻尼弹簧一、阻尼弹簧二、扭簧一、扭簧二之外的其它部件可为钢质材料，阻尼滚筒一的外壁面、阻尼滚筒二的外壁面具有防滑层，能够在阻尼板一和阻尼板二纵向移动并接触时驱使阻尼滚筒一和阻尼滚筒二旋转。

本钢构件隔震装置设置在钢构件的不同位置，如底部，在发生较小的外界激励时，上支座相对下支座相互靠近，由于阻尼板二正对阻尼滚筒二上的避让缺口，使阻尼板二与阻尼滚筒二处于分离状态，阻尼滚筒二旋转至与阻尼板一接触之前，仅阻尼板一下移，即仅阻尼弹簧一受压，回力也由阻尼弹簧一提供；

当发生较大的外界激励时，前期的缓冲也仅仅由阻尼弹簧一提供，其状态如发生较小外界激励时一样，当上支座继续靠近下支座时，阻尼滚筒二旋转至与阻尼板一接触，阻尼板一继续下行，但是阻尼板二则上行，阻尼弹簧二介入，提供阻尼力，当然，扭簧一和扭簧二在器件也提供阻尼力；当阻尼滚筒二旋转至新的避让缺口与阻尼板二正对时，阻尼板二不再上行，在扭簧二的作用下，阻尼滚筒二具有反向旋转的趋势，即具有驱使阻尼板二下行的趋势，也具有驱使阻尼板一上行的趋势，形成对阻尼板一继续下行的反向作用力，上支座继续靠近下支座需要更大的外力。

在回位过程中，其动作原理和以上论述一致。

可以看出，本隔震装置除了阻尼件的受压外力的连续变化外，因阻尼滚筒二是否介入、是否反向作用，使上支座和下支座相互靠近的过程中存在三个阻尼阶段，这种设置，不仅可以使上支座和下支座之间的最大的可靠近间距减小，能够以较小压缩空间达到较大隔震效果的目的，且可以在轻微震动发生时尽可能快的使钢构件快速缓冲隔震。在回位过程中，也存在上述的三个阶段以应对不同强度的震动。本方案还可以克服传统的弹簧阻尼结构造成的高频波动，减小二次振幅和震动次数。

附图说明

图1是本隔震装置的立体结构示意图。

图2是本隔震装置的剖视图。

图3是阻尼板一和阻尼板二的立体结构示意图。

图4是图2中局部A的放大图。

图中，11、下支座；12、上支座；21、阻尼板一；22、阻尼板二；31、联动板一；32、联动板二；41、阻尼腔一；42、阻尼腔二；51、阻尼弹簧一；52、阻尼弹簧二；61、联动轴一；62、联动轴二；71、阻尼滚筒一；72、扭簧一；73、阻尼滚筒二；74、扭簧二；75、避让缺口；76、齿轮一；77、齿轮二；78、中间齿轮；81、缓冲垫片一；82、缓冲垫片二；83、缓冲垫片三；84、耐磨层一；85、耐磨层二；9、连接孔。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1～图4所示，包括下支座11和滑动连接在下支座11上的上支座12，下支座11上纵向滑动连接有阻尼板一21和阻尼板二22，阻尼板一21的下方固定设置有一联动板一31，阻尼板二22的小商贩固定设置有联动板二32，下支座11上开设有允许联动板一31和联动板二32纵向滑动的导向孔；

上支座12上具有一滑动在下支座11上的套筒，套筒内腔与下支座11之间形成允许联动板一31纵向滑动的阻尼腔一41，下支座11内具有允许联动板二32纵向滑动的阻尼腔二42，阻尼板一21与下支座11之间具有阻尼弹簧一51，阻尼板二22与下支座11之间具有阻尼弹簧二52；

下支座11上转动连接有联动轴一61和联动轴二62，联动轴一61上套设有一阻尼滚筒一71，阻尼滚筒一71与联动轴一61之间设置有扭簧一72，联动板一31纵向运动能够驱使阻尼滚筒一71旋转，联动轴二62上套设有一阻尼滚筒二73，阻尼滚筒二73与联动轴二62之间设置有扭簧二74，联动板二32纵向运动能够驱使阻尼滚筒二73旋转，阻尼滚筒二73的周面上具有若干避让缺口75，阻尼板二22在避让缺口75位于阻尼板二22与阻尼滚筒二73的相切位置时与阻尼滚筒二73分离，联动轴一61的一端固定设置有齿轮一76，联动轴二62的一端固定设置有齿轮二77，下支座11上转动连接有同时啮合齿轮一76和齿轮二77的中间齿轮78；

初始状态下，即未发生震动的情况下，阻尼板二22因阻尼滚筒二73上的避让缺口75的存在而与阻尼滚筒二73处于分离状态。

上支座12上设置有缓冲垫片一81。阻尼腔一41的顶部设置有若干层缓冲垫片二82，阻尼腔二42的底部设置有若干层缓冲垫片三83。

阻尼板一21靠近阻尼滚筒一71的一侧面具有耐磨层一84，阻尼板二22靠近阻尼滚筒二73的一侧面具有耐磨层二85。确保能够有效传动。

联动轴一61在阻尼滚筒一71与阻尼板一21抵靠时处于阻尼滚筒一71的偏心位置处；联动轴二62在阻尼滚筒二73与阻尼板二22抵靠时处于偏心位置处，确保阻尼滚筒一71低压阻尼板一21，阻尼滚筒二73低压阻尼板二22，在磨损的情况下依然维持较大抵压力。

上支座12和下支座11上均具有连接孔9，用于与钢构件的连接。

除缓冲垫片一81、缓冲垫片二82、耐磨层一84、耐磨层二85、阻尼弹簧一51、阻尼弹簧二52、扭簧一72、扭簧二74之外的其它部件可为钢质材料，阻尼滚筒一71的外壁面、阻尼滚筒二73的外壁面具有防滑层，能够在阻尼板一21和阻尼板二22纵向移动并接触时驱使阻尼滚筒一71和阻尼滚筒二73旋转。

本钢构件隔震装置设置在钢构件的不同位置，如底部，在发生较小的外界激励时，上支座12相对下支座11相互靠近，由于阻尼板二22正对阻尼滚筒二73上的避让缺口75，使阻尼板二22与阻尼滚筒二73处于分离状态，阻尼滚筒二73旋转至与阻尼板一21接触之前，仅阻尼板一21下移，即仅阻尼弹簧一51受压，回力也由阻尼弹簧一51提供；

当发生较大的外界激励时，前期的缓冲也仅仅由阻尼弹簧一51提供，其状态如发生较小外界激励时一样，当上支座12继续靠近下支座11时，阻尼滚筒二73旋转至与阻尼板一21接触，阻尼板一21继续下行，但是阻尼板二22则上行，阻尼弹簧二52介入，提供阻尼力，当然，扭簧一72和扭簧二74在器件也提供阻尼力；当阻尼滚筒二73旋转至新的避让缺口75与阻尼板二22正对时，阻尼板二22不再上行，在扭簧二74的作用下，阻尼滚筒二73具有反向旋转的趋势，即具有驱使阻尼板二22下行的趋势，也具有驱使阻尼板一21上行的趋势，形成对阻尼板一21继续下行的反向作用力，上支座12继续靠近下支座11需要更大的外力。

在回位过程中，其动作原理和以上论述一致。

可以看出，本隔震装置除了阻尼件的受压外力的连续变化外，因阻尼滚筒二73是否介入、是否反向作用，使上支座12和下支座11相互靠近的过程中存在三个阻尼阶段，这种设置，不仅可以使上支座12和下支座11之间的最大的可靠近间距减小，能够以较小压缩空间达到较大隔震效果的目的，且可以在轻微震动发生时尽可能快的使钢构件快速缓冲隔震。在回位过程中，也存在上述的三个阶段以应对不同强度的震动。本方案还可以克服传统的弹簧阻尼结构造成的高频波动，减小二次振幅和震动次数。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种土木施工用的钢构件隔震装置，其特征在于，包括下支座(11)和滑动连接在下支座(11)上的上支座(12)，所述下支座(11)上纵向滑动连接有阻尼板一(21)和阻尼板二(22)，所述阻尼板一(21)的下方固定设置有一联动板一(31)，所述阻尼板二(22)的小商贩固定设置有联动板二(32)，所述下支座(11)上开设有允许联动板一(31)和联动板二(32)纵向滑动的导向孔；

所述上支座(12)上具有一滑动在下支座(11)上的套筒，所述套筒内腔与下支座(11)之间形成允许联动板一(31)纵向滑动的阻尼腔一(41)，所述下支座(11)内具有允许联动板二(32)纵向滑动的阻尼腔二(42)，所述阻尼板一(21)与下支座(11)之间具有阻尼弹簧一(51)，所述阻尼板二(22)与下支座(11)之间具有阻尼弹簧二(52)；

所述下支座(11)上转动连接有联动轴一(61)和联动轴二(62)，所述联动轴一(61)上套设有一阻尼滚筒一(71)，所述阻尼滚筒一(71)与联动轴一(61)之间设置有扭簧一(72)，所述联动板一(31)纵向运动能够驱使阻尼滚筒一(71)旋转，所述联动轴二(62)上套设有一阻尼滚筒二(73)，所述阻尼滚筒二(73)与联动轴二(62)之间设置有扭簧二(74)，所述联动板二(32)纵向运动能够驱使阻尼滚筒二(73)旋转，所述阻尼滚筒二(73)的周面上具有若干避让缺口(75)，所述阻尼板二(22)在避让缺口(75)位于阻尼板二(22)与阻尼滚筒二(73)的相切位置时与阻尼滚筒二(73)分离，所述联动轴一(61)的一端固定设置有齿轮一(76)，所述联动轴二(62)的一端固定设置有齿轮二(77)，所述下支座(11)上转动连接有同时啮合齿轮一(76)和齿轮二(77)的中间齿轮(78)；

初始状态下，所述阻尼板二(22)因阻尼滚筒二(73)上的避让缺口(75)的存在而与阻尼滚筒二(73)处于分离状态。

2.根据权利要求1所述一种土木施工用的钢构件隔震装置，其特征在于，所述上支座(12)上设置有缓冲垫片一(81)。

3.根据权利要求1所述一种土木施工用的钢构件隔震装置，其特征在于，所述阻尼腔一(41)的顶部设置有若干层缓冲垫片二(82)。

4.根据权利要求1所述一种土木施工用的钢构件隔震装置，其特征在于，所述阻尼腔二(42)的底部设置有若干层缓冲垫片三(83)。

5.根据权利要求1或2或3或4所述一种土木施工用的钢构件隔震装置，其特征在于，所述阻尼板一(21)靠近阻尼滚筒一(71)的一侧面具有耐磨层一(84)，所述阻尼板二(22)靠近阻尼滚筒二(73)的一侧面具有耐磨层二(85)。

6.根据权利要求1或2或3或4所述一种土木施工用的钢构件隔震装置，其特征在于，所述联动轴一(61)在阻尼滚筒一(71)与阻尼板一(21)抵靠时处于阻尼滚筒一(71)的偏心位置处；所述联动轴二(62)在阻尼滚筒二(73)与阻尼板二(22)抵靠时处于偏心位置处。

7.根据权利要求1或2或3或4所述一种土木施工用的钢构件隔震装置，其特征在于，所述上支座(12)和下支座(11)上均具有连接孔(9)。

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