CN113417500A - 一种无螺栓型摩擦阻尼装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无螺栓型摩擦阻尼装置，涉及建筑减震技术领域，主要包括摩擦钢板、压块、约束块、弹性体、固定块及摩擦材料；摩擦钢板的数量比压块少一块夹在固定块之间叠层排布；固定块放置于带有凹槽的压块内，压块与固定块间设置一层弹性体，摩擦钢板与固定块间安装有条形摩擦材料；压块的一端焊有加劲肋和连接板；摩擦钢板与连接板的端部均开有销轴孔；约束块滑入带有台阶的压块的两侧，锁定挤压弹性体所产生的回弹力，并用螺栓将压块与约束块紧固起来。本发明与螺栓提供预紧力方式相比，不会出现螺栓长时间紧固发生松动问题，性能更稳定；该阻尼装置结构简单、价格低廉、维修更换方便，性能稳定且摩擦力可调节。

Description

一种无螺栓型摩擦阻尼装置

技术领域

本发明涉及建筑减隔震技术领域，尤其涉及一种无螺栓型摩擦阻尼装置。

背景技术

当现代建筑向着高度更高、跨度更大的方向大步发展时，地震、风振等自然灾害限制了快速发展的步伐，而我国位于太平洋板块与欧亚板块的交界，正处于两大地震带之间，属于多地震国家之一。传统的结构抗震方法是依靠主体结构的弹塑性变形来耗散地震能量，通过增加建筑结构梁柱截面尺寸来提高结构的抗侧刚度以及自身的变形能力从而达到抗震等级，但这种方式不可避免对建筑结构造成一定程度的破坏，且抗震效果并不理想，同时也影响了建筑美观及使用功能，造价成本较高。

随着建筑减隔震技术的发展，通过在建筑结构中安装消能器可满足建筑物的抗震要求，比如位移相关型阻尼器、速度相关型阻尼器，复合型阻尼器及隔震橡胶支座等。而其中摩擦阻尼器因构造简单、造价低廉、施工安装简便、力学性能稳定、疲劳性能好、耗能能力强，是一种应用广泛的减震阻尼装置。但现有的平板式摩擦阻尼器主要通过螺栓施加预紧力的方式提供正压力，螺栓在长时间的静压状态下会存在松动问题，导致螺栓提供的正压力偏小，性能不稳定，同时螺栓的松动会使摩擦界面的压应力不均，导致摩擦副对磨不均匀，阻尼器力学性能较差；另外，调节摩擦出力的方式多为调节螺栓预紧力，操作不便且频繁操作会引入人为因素，性能不稳定。

发明内容

本发明提出一种无螺栓型摩擦阻尼装置，本发明与螺栓提供预紧力方式相比，不会出现螺栓长时间紧固发生松动问题，性能更稳定；该阻尼装置结构简单、价格低廉、维修更换方便，性能稳定且摩擦力可调节。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种无螺栓型摩擦阻尼装置，主要包括摩擦钢板、压块、约束块、弹性体、固定块及摩擦材料，所述摩擦钢板数量比固定块少一块且夹在固定块之间叠层排布，摩擦钢板与固定块间设置有能产生摩擦力的条形摩擦材料，压块与固定块间设置弹性体，所述压块的一端焊有加劲肋和连接板，所述的压块两侧台阶上设置有用于将其锁紧的约束块。

进一步，所述压块上设置有凹槽与台阶，弹性体放置于凹槽内，所述的固定块的一面开有第一矩形槽，所述的摩擦材料通过十字沉槽螺钉固定在固定块的第一矩形槽内，所述的摩擦钢板和连接板的端部均开有销轴孔，所述约束块的一面开有第二矩形槽。

进一步，约束块和压块连接处设置有螺栓。

进一步，所述压块的凹槽长宽尺寸大于弹性体的尺寸，所述压块的凹槽的深度小于弹性体与固定块的总厚度，所述固定块第一矩形槽的长宽尺寸与摩擦材料相同，深度小于摩擦材料的厚度，所述约束块的第二矩形槽的宽度小于阻尼器自由叠放状态下的总厚度，压块的台阶的宽度大于约束块第二矩形槽的深度。

进一步，摩擦材料可以采用半金属、铜合金或金属陶瓷复合等耐摩材料，且摩擦材料的侧面为玻璃胶密封。

进一步，弹性体可以为橡胶块、碟形弹簧或碟形弹簧组。

进一步，所述的橡胶块为硬度较大，回弹性及压缩永久变形较好的橡胶。

进一步，所述的无螺栓型摩擦阻尼器还包括成对安装的埋件，所述埋件包括预埋入墙体的锚筋，与锚筋连接的埋板，与埋板垂直连接的耳板。

进一步，所述连接板与摩擦钢板通过销轴与所述耳板连接。

进一步，一种无螺栓型摩擦阻尼装置的安装方法，包括如下步骤：所述的压块、弹性体、固定块、摩擦材料及摩擦钢板依次叠层排布放置于液压机上，在压块的上表面施加定载荷使弹性体受压变形，约束块的第二矩形槽滑入压块两侧台阶将弹性体产生的回弹力锁紧，同时用螺栓将压块与约束块紧固。

本发明工作原理：压块、固定块、弹性体及摩擦钢板依次叠层排布，摩擦钢板与压块间安装有能产生摩擦力的摩擦材料，通过挤压弹性体产生回弹力的方式来提供正压力，同时约束块的第二矩形槽滑入压块两侧台阶将弹性体产生的回弹力锁紧，并用螺栓将压块与约束块紧固，防止产生相对滑动，在一定的位移载荷下，摩擦钢板与摩擦材料发生相对滑动产生摩擦力从而实现摩擦耗能。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果之一：

1相比传统摩擦阻尼器的，本发明主要是通过挤压橡胶块或碟形弹簧来提供正压力；

2该阻尼器相比于传统摩擦阻尼器无螺栓，不会存在螺栓长时间静压状态下松动的现象，使正压力不稳定，使摩擦界面的压应力不均，导致摩擦副对磨不均匀，阻尼器性能不稳定。

3调节摩擦出力的方式可以增大橡胶块的厚度、增大碟形弹簧的竖向刚度、采用碟形弹簧组叠层放置；无需像传统摩擦阻尼器调节螺栓预紧力来增大摩擦出力，引入人为因素使阻尼器性能不稳定。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是图1的剖视图；

图3是图1中橡胶块放置于压块凹槽内的示意图；

图4是图1中固定块与摩擦材料连接的示意图；

图5是图1中约束板的结构示意图；

图6是图1是本发明的安装示意图；

图7是本发明实施例2的结构示意图；

图8是图7中碟形弹簧与固定块连接的示意图；

图9是采用不同碟簧刚度的滞回曲线。

图中：1—摩擦钢板，2—压块，3—约束块，4—加劲肋，5—连接板，6—螺栓，7—弹性体，8—固定块，9—摩擦材料，10—十字沉槽螺钉，11—埋件，12—墙体，13—销轴，14—导杆，21—凹槽，22—台阶，31—第二矩形槽，81—第一矩形槽，111—锚筋，112—埋板，113—耳板。

具体实施方式

如图1-9所示，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-5所示的一种无螺栓型摩擦阻尼装置，主要包括摩擦钢板1、压块2、约束块3、橡胶块、固定块8及摩擦材料9，所述摩擦钢板1 数量比固定块8少一块且夹在固定块8之间叠层排布，摩擦钢板1与固定块8间设置有能产生摩擦力的条形摩擦材料9，压块2与固定块8间设置橡胶块，所述压块2的一端焊有加劲肋4和连接板5，所述的压块2两侧台阶22上设置有用于将其锁紧的约束块3；

所述压块2上设置有凹槽21与台阶22，橡胶块放置于凹槽21内，所述的固定块8的一面开有第一矩形槽81，所述的摩擦材料9通过十字沉槽螺钉10固定在固定块8的第一矩形槽81内，所述的摩擦钢板1和连接板5的端部均开有销轴孔，所述约束块3的一面开有第二矩形槽31；约束块3和压块2连接处设置有螺栓6；所述压块2的凹槽21长宽尺寸大于橡胶块的尺寸，所述压块2的凹槽21的深度小于橡胶块与固定块8的总厚度，所述固定块8第一矩形槽81的长宽尺寸与摩擦材料9相同，深度小于摩擦材料9的厚度，所述约束块3的第二矩形槽31的宽度小于阻尼器自由叠放状态下的总厚度，压块2的台阶22的宽度大于约束块3第二矩形槽31的深度；摩擦材料9可以采用半金属耐摩材料，且摩擦材料9的侧面为玻璃胶密封。

如图6所示，无螺栓型摩擦阻尼器还包括成对安装的埋件，所述埋件包括预埋入墙体12的锚筋111，与锚筋111连接的埋板112，与埋板112垂直连接的耳板113；所述连接板5与摩擦钢板1通过销轴13与所述耳板113连接。

本发明的使用过程：将所述的压块2、橡胶块、固定块8、摩擦材料9及摩擦钢板1依次叠层排布放置于液压机上，在压块2的上表面施加定载荷使橡胶块受压变形，约束块3的第二矩形槽31滑入压块2两侧台阶22将橡胶块产生的回弹力锁紧，同时用螺栓6将压块2与约束块3紧固，安装时将其与成对安装的埋件连接形成无螺栓型摩擦阻尼装置，本发明与螺栓提供预紧力方式相比，不会出现螺栓长时间紧固发生松动问题，性能更稳定；该阻尼装置结构简单、价格低廉、维修更换方便，性能稳定且摩擦力可调节。

实施例2

如图7和8所示的一种无螺栓型摩擦阻尼装置，对实施例1进行改进，橡胶块7替换为碟形弹簧，固定块8设置有第一矩形槽81的相对的另一侧焊接有导杆14，碟形弹簧套放于导杆14上，碟形弹簧的内径略大于导杆14的直径，使碟形弹簧和导杆14之间设置有一定间隙。

实施例3

如图9所示的滞回曲线，其特点是随着采用的碟形弹簧的刚度增大，摩擦载荷逐渐增大，耗能能力不断提高。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (9)

1.一种无螺栓型摩擦阻尼装置，主要包括摩擦钢板（1）、压块（2）、约束块（3）、弹性体（7）、固定块（8）及摩擦材料（9），其特征在于：所述摩擦钢板（1） 数量比固定块（8）少一块且夹在固定块（8）之间叠层排布，摩擦钢板（1）与固定块（8）间设置有能产生摩擦力的条形摩擦材料（9），压块（2）与固定块（8）间设置弹性体（7），所述压块（2）的一端焊有加劲肋（4）和连接板（5），所述的压块（2）两侧台阶（22）上设置有用于将其锁紧的约束块（3）。

2.根据权利要求1所述的一种无螺栓型摩擦阻尼装置，其特征在于：所述压块（2）上设置有凹槽（21）与台阶（22），弹性体（7）放置于凹槽（21）内，所述的固定块（8）的一面开有第一矩形槽（81），所述的摩擦材料（9）通过十字沉槽螺钉（10）固定在固定块（8）的第一矩形槽（81）内，所述的摩擦钢板（1）和连接板（5）的端部均开有销轴孔，所述约束块（3）的一面开有第二矩形槽（31）。

3.根据权利要求1所述的一种无螺栓型摩擦阻尼装置，其特征在于：约束块（3）和压块（2）连接处设置有螺栓（6）。

4.根据权利要求2所述的一种无螺栓型摩擦阻尼装置，其特征在于：所述压块（2）的凹槽（21）长宽尺寸大于弹性体（7）的尺寸，所述压块（2）的凹槽（21）的深度小于弹性体（7）与固定块（8）的总厚度，所述固定块（8）第一矩形槽（81）的长宽尺寸与摩擦材料（9）相同，深度小于摩擦材料（9）的厚度，所述约束块（3）的第二矩形槽（31）的宽度小于阻尼器自由叠放状态下的总厚度，压块（2）的台阶（22）的宽度大于约束块（3）第二矩形槽（31）的深度。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种无螺栓型摩擦阻尼装置，其特征在于：摩擦材料（9）可以采用半金属、铜合金或金属陶瓷复合等耐摩材料，且摩擦材料（9）的侧面为玻璃胶密封。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种无螺栓型摩擦阻尼装置，其特征在于：弹性体（7）可以为橡胶块、碟形弹簧或碟形弹簧组。

7.根据权利要求1所述的一种无螺栓型摩擦阻尼装置，其特征在于：所述的无螺栓型摩擦阻尼器还包括成对安装的埋件，所述埋件包括预埋入墙体（12）的锚筋（111），与锚筋（111）连接的埋板（112），与埋板（112）垂直连接的耳板（113）。

8.根据权利要求1或7所述的一种无螺栓型摩擦阻尼装置，其特征在于：所述连接板（5）与摩擦钢板（1）通过销轴（13）与所述耳板（113）连接。

9.一种无螺栓型摩擦阻尼装置的安装方法，其特征在于：包括如下步骤：所述的压块（2）、弹性体（7）、固定块（8）、摩擦材料（9）及摩擦钢板（1）依次叠层排布放置于液压机上，在压块（2）的上表面施加定载荷使弹性体（7）受压变形，约束块（3）的第二矩形槽（31）滑入压块（2）两侧台阶（22）将弹性体产生的回弹力锁紧，同时用螺栓（6）将压块（2）与约束块（3）紧固。

Images