CN113482191B - 一种具有放大功能的铅粘弹性阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有放大功能的铅粘弹性阻尼器，包括两个左右竖直设置的约束底板、铅粘弹性阻尼器和两个放大杠杆结构；所述铅粘弹性阻尼器设置两个所述约束框架之间，包括两个外剪切板和夹在两个所述外剪切板之间的内剪切板；所述内剪切板上设有对称设置的两个内剪切板铰接点；两个所述放大杠杆结构以所述内剪切板的中心为对称中心，呈共轭对称；所述放大杠杆结构包括依次铰接的加载轴、放大杠杆和传动链杆，传动链杆与内剪切板铰接点铰接。本发明通过放大杠杆和传动链杆的配合可以依据比例关系放大加载轴的运动位移，进而使内剪切板和外剪切板发生相对转动位移促使粘弹性材料和铅芯发生剪切变形而耗能。

Description

一种具有放大功能的铅粘弹性阻尼器

技术领域

本发明涉及土木建筑技术领域，具体而言是一种具有放大功能的铅粘弹性阻尼器。

背景技术

近年来，地震频发造成建筑结构大量破坏并给人民的生命财产带来了巨大的损失，而结构关键部件往往在很小变形条件下即发生破坏，地震过程中现有能量耗散装置由于变形幅度较小，无法充分发挥其耗能能力。虽然，已有放大阻尼器得到了充分发展，但仍然无法满足其在位移水平下的耗能能力，现有阻尼器往往并不具备耗能放大能力，其在低位移水平下的耗能能力较低；风振荷载作用下其变形较小，此时难以发挥现有阻尼器的耗能能力；因此，发明一种具有较强位移放大能力的阻尼器装置对提升阻尼器的耗能能力具有重要意义，并能够显著提高建筑结构的抗震性能。

发明内容

根据上述技术问题，而提供一种具有放大功能的铅粘弹性阻尼器。

本发明采用的技术手段如下：

一种具有放大功能的铅粘弹性阻尼器，包括两个左右竖直设置的约束底板、铅粘弹性阻尼器和两个放大杠杆结构；

所述铅粘弹性阻尼器设置在两个所述约束底板之间，包括上下设置的两个外剪切板和夹在两个所述外剪切板之间的内剪切板；所述外剪切板的左右两端分别与所述约束底板固定连接；所述内剪切板位于所述外件剪切板的中心处；两个所述外剪切板的四个角处通过夹紧螺栓将两个所述外剪切板和所述内剪切板夹紧；所述内剪切板与所述外剪切板之间夹有粘弹性材料层；所述内剪切板上设有对称设置的两个内剪切板铰接点；中心固定转轴穿过两个所述外剪切板、两个所述粘弹性材料层的中心和所述内剪切板的中心，且所述中心固定转轴的两端设有与所述外剪切板的外表面接触连接的轴帽；

两个所述放大杠杆结构以所述内剪切板的中心为对称中心，呈共轭对称；所述放大杠杆结构包括加载轴、放大杠杆和传动链杆；所述加载轴的一端轴向穿过所述约束底板，并与所述约束底板间隙配合，且此端与靠近所述放大杠杆中部处铰接；所述放大杠杆的一端与固定转轴转动连接，所述固定转轴穿过两个所述外剪切板，所述固定转轴的两端具有与外剪切板的外表面接触连接的轴帽，所述放大杠杆的另一端与所述传动链杆的一端铰接，且所述传动链杆的另一端与其所对应的所述内剪切板铰接点铰接。

所述放大杠杆在靠近其中部处加工有第一长条形通孔，所述第一长条形通孔通过第一铰轴与所述加载轴铰接；所述放大杠杆在靠近所述传动链杆的一端加工有第二长条形通孔，所述第二长条形通孔通过第二铰轴与所述传动链杆铰接。

所述加载轴靠近所述放大杠杆的一端具有第一插口，所述第一长条形通孔设置在所述第一插口内，所述第一铰轴将所述第一插口与所述第一长条形通孔连接；

所述传动链杆的两端分别具有第二插口，所述第二长条形通孔设置在其中一个所述第二插口内，所述第二铰轴将所述第二插口与所述第二长条形通孔连接；所述内剪切板铰接点设置在另一个所述第二插口内，并通过第三铰接轴将所述内剪切板铰接点与所述第二插口连接。

所述内剪切板呈圆形，且所述外剪切板在所述内剪切板所正对处加工有与所述内剪切板相匹配的外剪切面，所述粘弹性材料层与所述内剪切板相匹配。

多个铅芯穿过两个所述外剪切板、两个所述粘弹性材料层和所述内剪切板，且多个所述铅芯围绕所述中心固定转轴的轴线均匀分布。加载过程中，外部荷载施加于加载轴，阻尼器两端加载轴分别通过放大杠杆将位移荷载传递给内剪切板的两受力端(内剪切板铰接点)，两受力端荷载行程力偶使内剪切板绕中心固定转轴在两外剪切板间发生转动，进而带动粘弹性材料层和铅芯发生剪切变形而耗能。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、放大杠杆和传动链杆的配合可以依据比例关系放大加载轴的运动位移。

2、内剪切板和外剪切板发生相对转动位移促使粘弹性材料层和铅芯发生剪切变形而耗能。

基于上述理由本发明可在土木建筑结构等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式中一种具有放大功能的铅粘弹性阻尼器结构示意图。

图2为本发明具体实施方式中一种具有放大功能的铅粘弹性阻尼器去除上方的外剪切板后结构示意图。

图3为本发明具体实施方式中内剪切板结构示意图。

图4为本发明具体实施方式中放大杠杆结构示意图。

图5为本发明具体实施方式中传动链杆结构示意图。

图6为本发明具体实施方式中加载轴结构示意图。

图7为本发明具体实施方式中外剪切板结构示意图。

图中：

1、约束底板；

2、所述铅粘弹性阻尼器；21、粘弹性材料层；22、内剪切板；23、铅芯；24、内剪切板铰接点；25、中心固定转轴；26、外剪切板；261、外剪切面；27、夹紧螺栓；

3、放大杠杆结构；31、加载轴；311、第一插口；32、放大杠杆；321、第一长条形通孔；322、第二长条形通孔；33、传动链杆；331、第二插口；34、第一铰轴；35、固定转轴；36、第二铰轴；37、第三铰轴。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1～6所示，一种具有放大功能的铅粘弹性阻尼器，包括左右竖直设置的两个约束底板1、铅粘弹性阻尼器2和两个放大杠杆结构3；

所述铅粘弹性阻尼器2设置在两个所述约束底板1之间，包括上下设置的两个外剪切板26和夹在两个所述外剪切板26之间的内剪切板22，且外剪切板26与所述内剪切板22之间设有粘弹性材料层21，所述粘弹性材料层21可以为橡胶制成；所述内剪切板22呈圆形，且所述外剪切板26在所述内剪切板22所正对处加工有与所述内剪切板22相匹配的外剪切面261，所述粘弹性材料层21与所述内剪切板22相匹配。所述外剪切板26的左右两端分别与所述约束底部1固定连接；所述内剪切板22位于所述外剪切板26的中心处；两个所述外剪切板26的四个角处通过夹紧螺栓27将两个所述外剪切板26、两个所述粘弹性材料层21和所述内剪切板22夹紧；多个铅芯23穿过两个所述外剪切板26、两个所述粘弹性材料层21和所述内剪切板22；所述内剪切板22上设有呈前后对称设置的两个内剪切板铰接点24；中心固定转轴25穿过两个所述外剪切板26、两个所述粘弹性材料层21的中心和所述内剪切板22的中心，且所述中心固定转轴25的两端设有与所述外剪切板26的外表面接触连接的轴帽；多个所述铅芯23围绕所述中心固定转轴25的轴线均匀分布。

两个所述放大杠杆结构3以所述内剪切板22的中心为对称中心，呈共轭对称；所述放大杠杆结构3包括加载轴31、放大杠杆32和传动链杆33；

所述加载轴31的一端轴向穿过所述约束底板1，并与所述约束底板1间隙配合，且此端具有第一插口311，前后延伸的所述放大杠杆32的中部加工有第一长条形通孔321，第一铰轴34将所述第一插口311与所述第一长条形通孔321连接，实现铰接；

所述放大杠杆32的一端与固定转轴35转动连接(如图2中位于右侧的放大杠杆32的前端与固定转轴35转动连接，位于左侧的放大杠杆32的后端与固定转轴35转动连接)，所述固定转轴35穿过两个所述外剪切板26，所述固定转轴35的两端具有与外剪切板26的外表面接触连接的轴帽，所述放大杠杆32的另一端加工有第二长条形通孔322，左右延伸的所述传动链杆33的两端分别具有第二插口331，所述第二长条形通孔322设置在其中一个所述第二插口331中，并通过第二铰轴36实现所述第二长条形通孔322与所述第二插口331的铰接；所述内剪切板铰接点24设置在另一个所述第二插口331内，并通过第三铰接轴37将所述内剪切板铰接点24与所述第二插口331连接。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种具有放大功能的铅粘弹性阻尼器，其特征在于，包括两个左右竖直设置的约束底板、铅粘弹性阻尼器和两个放大杠杆结构；

所述铅粘弹性阻尼器设置在两个所述约束底板之间，包括上下设置的两个外剪切板和夹在两个所述外剪切板之间的内剪切板；所述外剪切板的左右两端分别与所述约束底板固定连接；所述内剪切板位于所述外剪切板的中心处；两个所述外剪切板的四个角处通过夹紧螺栓将两个所述外剪切板和所述内剪切板夹紧；所述内剪切板与所述外剪切板之间夹有粘弹性材料层；所述内剪切板上设有对称设置的两个内剪切板铰接点；中心固定转轴穿过两个所述外剪切板、两个所述粘弹性材料层的中心和所述内剪切板的中心，且所述中心固定转轴的两端设有与所述外剪切板的外表面接触连接的轴帽；

两个所述放大杠杆结构以所述内剪切板的中心为对称中心，呈共轭对称；所述放大杠杆结构包括加载轴、放大杠杆和传动链杆；所述加载轴的一端轴向穿过所述约束底板，并与所述约束底板间隙配合，且此端与靠近所述放大杠杆中部处铰接；所述放大杠杆的一端与固定转轴转动连接，所述固定转轴穿过两个所述外剪切板，所述固定转轴的两端具有与外剪切板的外表面接触连接的轴帽，所述放大杠杆的另一端与所述传动链杆的一端铰接，且所述传动链杆的另一端与其所对应的所述内剪切板铰接点铰接；

所述内剪切板呈圆形，且所述外剪切板在所述内剪切板所正对处加工有与所述内剪切板相匹配的外剪切面，所述粘弹性材料层与所述内剪切板相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种具有放大功能的铅粘弹性阻尼器，其特征在于，所述放大杠杆在靠近其中部处加工有第一长条形通孔，所述第一长条形通孔通过第一铰轴与所述加载轴铰接；所述放大杠杆在靠近所述传动链杆的一端加工有第二长条形通孔，所述第二长条形通孔通过第二铰轴与所述传动链杆铰接。

3.根据权利要求2所述的一种具有放大功能的铅粘弹性阻尼器，其特征在于，所述加载轴靠近所述放大杠杆的一端具有第一插口，所述第一长条形通孔设置在所述第一插口内，所述第一铰轴将所述第一插口与所述第一长条形通孔连接；

所述传动链杆的两端分别具有第二插口，所述第二长条形通孔设置在其中一个所述第二插口内，所述第二铰轴将所述第二插口与所述第二长条形通孔连接；所述内剪切板铰接点设置在另一个所述第二插口内，并通过第三铰接轴将所述内剪切板铰接点与所述第二插口连接。

4.根据权利要求1所述的一种具有放大功能的铅粘弹性阻尼器，其特征在于，多个铅芯穿过两个所述外剪切板、两个所述粘弹性材料层和所述内剪切板，且多个所述铅芯围绕所述中心固定转轴的轴线均匀分布。

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