CN113175260A - 一种支撑型分阶段摩擦阻尼器 - Google Patents

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    • 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
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/98—Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids

Abstract

本发明公开了一种支撑型分阶段摩擦阻尼器,涉及振动控制的建筑用阻尼器技术领域。包括十字型钢板和L型钢板，在十字型钢板的四条翼板上均一侧设置第一槽型孔，另一侧设置第二槽型孔；L型钢板有四组，均以拐角朝向十字型钢板轴心的方式与十字型钢板配合连接；每组L型钢板均包含第一L型钢板和第二L型钢板；第一L型钢板和第二L型钢板均设有圆形孔，高强螺栓穿过槽型孔及与其配合的圆形孔，将L型钢板固定在十字型钢板上；在十字型钢板和L型钢板的贴合面设置摩擦元件。本发明可以实现多个摩擦面提供摩擦阻尼力，耗能效率更高、装配效率高、加工可行性强并兼具分级耗能的优点。

Description

一种支撑型分阶段摩擦阻尼器
技术领域
本发明涉及振动控制的建筑用阻尼器技术领域，特别涉及一种支撑型分阶段摩擦阻尼器。
背景技术
消能减震技术是提高建筑结构抗震性能的重要手段，该项技术是在结构中某些部位设置耗能装置，在主体进入非弹性状态前装置或元件率先进入耗能工作状态，通过该装置产生摩擦、弯曲弹塑性或弯曲粘弹性滞回变形来耗散能量或吸收地震或风震能量以减少主体结构的震动反应。主流的消能减震装置分为位移型阻尼器、速度相关型阻尼器及复合型阻尼器三大类。其中位移型阻尼器主要包括金属屈服型阻尼器和摩擦型阻尼器，速度型阻尼器主要有筒式黏滞阻尼器及黏滞阻尼墙，粘弹性阻尼器是典型的复合型阻尼器。在不同类型阻尼器中，摩擦阻尼器构造简单，耗能机理清晰，其滞回本构接近理想弹塑性，耗能效率高。然而，传统的摩擦阻尼器在不同强度地震下只能为结构提供相同的阻尼力，无法满足建筑结构在不同强度地震下要提供的阻尼需求。因此，有必要提供一种能满足结构不同变形下阻尼需求的支撑型分阶段摩擦阻尼器。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：
一种支撑型分阶段摩擦阻尼器，包括十字型钢板和L型钢板，在所述十字型钢板的四条翼板上均一侧设置第一槽型孔，另一侧设置第二槽型孔；
所述L型钢板有四组，均以拐角朝向十字型钢板轴心的方式与所述十字型钢板配合连接；每组L型钢板均包含设置在第一槽型孔一侧的第一L型钢板和设置在第二槽型孔一侧的第二L型钢板；
所述第一L型钢板和所述第二L型钢板均设有与所述第一槽型孔或第二槽型孔配合的圆形孔，高强螺栓穿过第一槽型孔或第二槽型孔及与其配合的两个圆形孔，将L型钢板固定在所述十字型钢板上；
所述十字型钢板和所述L型钢板的贴合面设置有摩擦元件。
进一步地，所述第一L型钢板和第二L型钢板固定连接有端部连接件。
进一步地，所述摩擦元件选用黄铜或无石面树脂材料。
进一步地，所述高强螺栓与L型钢板之间设置有螺栓垫圈和蝶形弹簧。
进一步地，所述第一槽型孔的长度大于第二槽型孔的长度。
进一步地，固定第二L型钢板的高强螺栓提供的预紧力小于固定第一L型钢板的高强螺栓提供的预紧力。
进一步地，在第一变形阶段，第二L型钢板与十字型钢板产生相对滑动，产生摩擦阻尼力；在第二变形阶段，穿过第二L型钢板的高强螺栓与十字型钢板上的第二槽型孔边接触；在第三变形阶段，第一L型钢板与十字型钢板产生相对位移，此时阻尼器提供更大的摩擦阻尼力。
有益效果
本发明提供了一种支撑型分阶段摩擦阻尼器，能够弥补传统摩擦阻尼器在大震情况下阻尼力不足的缺陷，利用十字型钢板的四块翼板与L型钢体固定连接，可形成多个摩擦面，耗能效率更高；在结构震动程度较小时，预紧力较小侧的L型钢板与十字型钢板产生相对滑动，L型钢板与摩擦原件摩擦提供摩擦阻尼力阻止结构震动；当结构震动程度较大时，预紧力较大一侧的L型钢体与十字型钢体也产生相对运动，通过摩擦提供更大的摩擦阻尼，更大程度的降低主体结构的自身损伤；该支撑型分阶段摩擦阻尼器具有装配效率高、加工可行性强并兼具分级耗能的优点，可以根据震动的强烈程度提供需要的摩擦阻尼来保护结构。
附图说明
图1为本发明一种支撑型分阶段摩擦阻尼器正视图
图2为本发明一种支撑型分阶段摩擦阻尼器俯视图
图3为本发明一种支撑型分阶段摩擦阻尼器A-A剖视图
图4为本发明一种支撑型分阶段摩擦阻尼器十字型钢板和L型钢板示意图
图5为本发明一种支撑型分阶段摩擦阻尼器不同变形阶段螺栓与槽型孔位置关系图
其中1-十字型钢板，10-第二槽型孔，11-第一槽型孔，2-第一L型钢板，3-第二L型钢板，4-高强螺栓，40-螺栓垫圈,41-蝶形弹簧,5-摩擦元件，6-端部连接件，7-圆形孔。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
结合图1-5本实施例提供了一种支撑型分阶段摩擦阻尼器，包括十字型钢板1和L型钢板，在所述十字型钢板1的四条翼板上均一侧设置第一槽型孔11，另一侧设置第二槽型孔10，所述第一槽型孔11的长度为10cm，第二槽型孔10的长度为5cm。
所述L型钢板有四组，均以拐角朝向十字型钢板轴心的方式与所述十字型钢板1配合连接；每组L型钢板均包含设置在第一槽型孔11一侧的第一L型钢板2和设置在第二槽型孔10一侧的第二L型钢板3，所述十字型钢板1、第一L型钢板2、第二L型钢板3均采用锰钢为原材料，经过热处理后的锰钢具有良好的综合力学性能，可以提供足够的支撑力，满足制造阻尼器的力学条件需求。
所述第一L型钢板2和所述第二L型钢板3均设有与所述第一槽型孔11或第二槽型孔10配合的圆形孔7，高强螺栓4穿过第一槽型孔11或第二槽型孔10及与其配合的两个圆形孔7，将L型钢板固定在所述十字型钢板1上，与所述第一L型钢板2配合的高强螺栓4选用M36X160型高强螺栓，与所述第二L型钢板3配合的高强螺栓4选用M36X150型高强螺栓，满足承受更高载荷的条件；与所述第一L型钢板2配合的高强螺栓4提供的的预紧力大于与第二L型钢3配合的高强螺栓4的预紧力。
所述第一L型钢板2和所述第二L型钢板3固定连接有端部连接件6，方便将摩擦阻尼器配合固定；所述高强螺栓4与L型钢板之间设置有螺栓垫圈40和蝶形弹簧41；所述十字型钢板1和所述L型钢板的贴合面设置有摩擦元件5，所述摩擦元件5选用无石面树脂材料。
当摩擦阻尼器正常工作，震动程度较小时，该摩擦阻尼器处于第一变形阶段，由于与所述第二L型钢板3配合的高强螺栓4提供的预紧压力较小，故第二L型钢板3与十字型钢板1先产生相对位移，与所述第二L型钢板3配合的高强螺栓4压迫第二L型钢板3使其与摩擦元件5摩擦产生摩擦阻尼来抵消震动的能量。
当震动程度逐渐增大处于第二变形阶段，在第一变形阶段中第二L型钢板3与摩擦元件5摩擦产生阻尼的基础上，与所述第二L型钢板3配合的高强螺栓4与第二槽型孔10边接触，此时第二L型钢板3与摩擦元件5摩擦产生的阻尼刚好抵消震动的能量。
当震动程度变得更大时阻尼器进入第三变形阶段，此时在高强螺栓4继续压迫第二L型钢板3使其与摩擦元件5接触摩擦产生摩擦阻尼的基础上，第一L型钢板2与十字型钢板1产生相对位移，与第一L型钢板配合的高强螺栓4同时压迫第一L型钢板2使其与摩擦元件5接触摩擦产生更大的摩擦阻尼，共同作用来抵消更强烈的震动。
通过三个不同阶段的作用，实现根据震动情况大小分阶段提供摩擦阻尼的效果。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种支撑型分阶段摩擦阻尼器，其特征在于，包括十字型钢板(1)和L型钢板，在所述十字型钢板(1)的四条翼板上均一侧设置第一槽型孔(11)，另一侧设置第二槽型孔(10)；
所述L型钢板有四组，均以拐角朝向十字型钢板(1)轴心的方式与所述十字型钢板(1)配合连接；每组L型钢板均包含设置在第一槽型孔(11)一侧的第一L型钢板(2)和设置在第二槽型孔(10)一侧的第二L型钢板(3)；
所述第一L型钢板(2)和所述第二L型钢板(3)均设有与所述第一槽型孔(11)或第二槽型孔(10)配合的圆形孔(7)，高强螺栓(4)穿过第一槽型孔(11)或第二槽型孔(10)及与其配合的两个圆形孔(7)，将L型钢板固定在所述十字型钢板(1)上；
所述十字型钢板(1)和所述L型钢板的贴合面设置有摩擦元件(5)。
2.根据权利要求1所述的一种支撑型分阶段摩擦阻尼器，其特征在于，所述第一L型钢板(2)和第二L型钢板(3)固定连接有端部连接件(6)。
3.根据权利要求1所述的一种支撑型分阶段摩擦阻尼器，其特征在于，所述摩擦元件(5)选用黄铜或无石面树脂材料。
4.根据权利要求1所述的一种支撑型分阶段摩擦阻尼器，其特征在于，所述高强螺栓(4)与L型钢板之间设置有螺栓垫圈(40)和蝶形弹簧(41)。
5.根据权利要求1所述的一种支撑型分阶段摩擦阻尼器，其特征在于，所述第一槽型孔(11)的长度大于第二槽型孔(10)的长度。
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