CN204174771U - 双向滑动摩擦消能减震系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种双向滑动摩擦消能减震系统,设置于建筑结构屋面上,由一系列减震体系单元组成,减震体系单元由质量块、弹簧和阻尼器构成,减震体系单元由一块质量块、四只弹簧和一套滑动摩擦消能装置组成,滑动摩擦消能装置由盒型钢板和黄铜垫板组成,在盒型钢板的下方安置黄铜垫板,黄铜垫板的面积大于盒型钢板的底面积,在主体结构受激励而横向震动时,使质量块带动盒型钢板始终在黄铜垫板表面范围内进行阻尼摩擦运动。本实用新型将双向甚至多向地震作用分解为双向受力状态,在主体结构受激励而震动时,滑动摩擦消能装置子结构产生一个与主体结构震动方向相反的惯性力作用,并使滑动摩擦消能装置子结构产生双向滑动摩擦来耗散振动能量。

Description

双向滑动摩擦消能减震系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种土木工程抗震、消能减震设备,特别是一种横向减震装置,应用于控制中、高层建筑结构的地震反应,从而有效提高主体结构的整体抗震性能,属于土木工程抗震、消能减震控制技术领域。
背景技术
[0002] 地震是人类常见的一种自然灾害,地震的发生往往伴随着突发性的特点。我国是一个地震频发的国家,从1900年至今,震级等于或大于8级的强地震已经发生12次之多,带来惨重的人员和财产损失,如1976年7月28日的唐山大地震,2008年5月12日的汶川大地震。作为一个地震频发的发展中国家,如何采取经济有效的方式提高既有和拟建建筑物的抗震能力,成为当前经济社会发展中亟需解决的问题。
[0003] 近十几年来,国内外许多学者提出了各种各样的结构抗震途径,摩擦消能减震就是较适合中、高层建筑结构的很有运用前景的一种有效形式。它是在主体结构中设置摩擦消能装置,作为非承重构件,当地震发生时,摩擦消能机构通过机构间的摩擦消耗大部分输入主体结构的地震能量,消除或减轻结构的局部损坏。
[0004]目前在建筑物屋面设置由质量块+弹簧+阻尼器,特别是粘滞阻尼器和摩擦阻尼器所组成的消能减震系统已经存在,并得到广泛使用,并且该系统仅能满足单一方向上的效能减震要求,对中、高层建筑结构的抗震、消能减震控制效果有限,而由质量块+弹簧+摩擦滑板体系所组成的消能减震系统,在相关文献中还未见记载。因此,有必要对双向甚至多向滑动摩擦消能减震体系做深入研究,以确保震区建筑结构的使用安全,这已经成为不能回避的土木工程抗震、消能减震控制技术问题。
实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,并提供一种双向滑动摩擦消能减震系统,具有滑动摩擦消能装置子结构,能安置于屋面上,将双向甚至多向地震作用分解为双向受力状态,在主体结构受激励而震动时,滑动摩擦消能装置子结构产生一个与主体结构震动方向相反的惯性力作用,并使滑动摩擦消能装置子结构产生双向滑动摩擦来耗散振动能量,从而达到双向耗能的技术要求。
[0006] 为达到上述发明创造目的,本实用新型采用下述技术方案:
[0007] —种双向滑动摩擦消能减震系统,设置于建筑结构屋面上,由一系列减震体系单元组成,减震体系单元由质量块、弹簧和阻尼器构成,减震体系单元由一块质量块、四只弹簧和一套滑动摩擦消能装置组成,四只弹簧皆有一端与房屋主体结构上设置的方形槽的内侧壁四面固定相连,四只弹簧还皆有一端分别与质量块侧面固定连接,滑动摩擦消能装置由盒型钢板和黄铜垫板组成,盒型钢板套在质量块的下部,在盒型钢板的下方安置黄铜垫板,黄铜垫板的面积大于盒型钢板的底面积,在主体结构受激励而横向震动时,使质量块带动盒型钢板始终在黄铜垫板表面范围内进行阻尼摩擦运动。
[0008] 作为本实用新型优选的改进技术方案,黄铜垫板通过位于其四角附近的四只膨胀螺栓与屋面底板层固定连接。
[0009] 通过调整上述质量块的体积或质量来还能进一步实现改变盒型钢板和黄铜垫板之间的滑动摩擦力大小。
[0010] 本实用新型与现有技术相比较,具有如下实质性特点和优点:
[0011] 1.本实用新型双向滑动摩擦消能减震系统能够将水平任意方向地震作用分解为双向受力状态,使子结构产生双向滑动摩擦来耗散振动能量,从而达到双向耗能的设计要求;
[0012] 2.本实用新型双向滑动摩擦消能减震系统采用盒型钢板装放质量块,减少了两者连接的困难,并且可以采用任何材质的质量块而不仅限于钢块;
[0013] 3.本实用新型双向滑动摩擦消能减震系统采取盒型钢板与黄铜垫板的滑动来提供阻尼摩擦,两者之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力差别较小,滑动摩擦力的衰减也不明显,能很好地保证双向滑动摩擦消能减震系统的持续稳定工作;
[0014] 4.本实用新型双向滑动摩擦消能减震系统中黄铜垫板与屋面底板之间采用膨胀螺栓连接,极大地方便了装置的安装与拆卸,并且便于搬运、管理;
[0015] 5.本实用新型双向滑动摩擦消能减震系统制作简单、受力明确、消能减震效果明显、造价相对低廉,适合在震区推广使用;
[0016] 6.与传统粘滞摩擦阻尼器相比,本实用新型双向滑动摩擦消能减震系统的滑动摩擦消能装置具有制作简单、安装施工便捷、受力明确、效果明显、造价相对低廉等优点。
附图说明
[0017] 图1是本实用新型实施例一双向滑动摩擦消能减震系统安装结构示意图。
[0018] 图2是沿着图1的A-A线的剖视图。
[0019] 图3是本实用新型实施例一的滑动摩擦消能装置子系统结构示意图。
[0020] 图4是本实用新型实施例二双向滑动摩擦消能减震系统结构示意图
[0021] 图5是本实用新型实施例二的滑动摩擦消能装置子系统结构示意图。
具体实施方式
[0022] 本实用新型的优选实施例结合附图说明如下:
[0023] 实施例一:
[0024] 在本实施例中,参见图1〜图3,一种双向滑动摩擦消能减震系统,设置于建筑结构屋面上,由一系列减震体系单元组成,减震体系单元由质量块3、弹簧2和阻尼器构成,其特征在于:减震体系单元由一块质量块3、四只弹簧2和一套滑动摩擦消能装置组成,四只弹簧2皆有一端与房屋主体结构I上设置的方形槽的内侧壁四面固定相连,四只弹簧2还皆有一端分别与质量块3侧面固定连接,滑动摩擦消能装置由盒型钢板4和黄铜垫板5组成,盒型钢板4套在质量块3的下部,在盒型钢板4的下方安置黄铜垫板5,黄铜垫板5的面积大于盒型钢板4的底面积,在主体结构I受激励而横向震动时,使质量块3带动盒型钢板4始终在黄铜垫板5表面范围内进行阻尼摩擦运动。
[0025] 本实施例双向滑动摩擦消能减震系统的工作原理与工作过程:
[0026] 本实施例双向滑动摩擦消能减震系统受到反复地震荷载作用时,盒型钢板4与黄铜垫板5是耗能部分,外部能量通过盒型钢板4与黄铜垫板5之间的滑动摩擦耗散。盒型钢板4与黄铜垫板5之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力差别较小,故滑动摩擦力的衰减也不明显,以保证本实施例双向滑动摩擦消能减震系统的稳定工作。本实施例双向滑动摩擦消能减震系统安装在中、高层建筑结构中,能够将水平任意方向的地震作用分解为双向受力状态,在主体结构I受激励而震动时,本实施例的滑动摩擦消能装置子结构产生一个与主体结构I震动方向相反的惯性力作用,并使滑动摩擦消能装置子系统子结构产生双向滑动摩擦来耗散振动能量,从而使主体结构的震动反应衰减,从而达到双向耗能的要求,达到消能减震的目的。本实施例双向滑动摩擦消能减震系统能对震区的中、高层建筑结构起到很好的保护作用,从而有效提高主体结构的整体抗震性能。与传统粘滞摩擦阻尼器相比,本实施例双向滑动摩擦消能减震系统具有制作简单、安装施工便捷、受力明确、效果明显、造价相对低廉等优点。
[0027] 实施例二:
[0028] 本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:
[0029] 在本实施例中,参见图4和图5,黄铜垫板5通过位于其四角附近的四只膨胀螺栓6与屋面底板层固定连接,极大地方便了装置的安装与拆卸,并且便于搬运、管理。
[0030] 实施例三:
[0031] 本实施例与前述实施例基本相同,特别之处在于:
[0032] 在本实施例中,通过调整质量块3的体积或质量来实现改变盒型钢板4和黄铜垫板5之间的滑动摩擦力大小。控制子系统中的质量块3重量可改变滑动摩擦力大小,滑动摩擦力与质量块3重量成正比,便于根据不同的地区、不同的建筑制造和使用不同规格的双向滑动摩擦消能减震系统,按系列制造、开发和升级也非常容易。
[0033] 上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明,但本实用新型不限于上述实施例,还可以根据本实用新型的实用新型创造的目的做出多种变化,凡依据本实用新型技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,只要符合用于本实用新型双向滑动摩擦消能减震系统的结构和构造原理,都属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种双向滑动摩擦消能减震系统,设置于建筑结构屋面上,由一系列减震体系单元组成,所述减震体系单元由质量块(3)、弹簧(2)和阻尼器构成,其特征在于:所述减震体系单元由一块所述质量块(3)、四只所述弹簧(2)和一套滑动摩擦消能装置组成,四只所述弹簧(2)皆有一端与房屋主体结构(I)上设置的方形槽的内侧壁四面固定相连,四只所述弹簧(2)还皆有一端分别与所述质量块(3)侧面固定连接,所述滑动摩擦消能装置由盒型钢板(4)和黄铜垫板(5)组成,所述盒型钢板(4)套在所述质量块(3)的下部,在所述盒型钢板(4)的下方安置所述黄铜垫板(5),所述黄铜垫板(5)的面积大于所述盒型钢板(4)的底面积,在主体结构(I)受激励而横向震动时,使所述质量块(3)带动所述盒型钢板(4)始终在所述黄铜垫板(5 )表面范围内进行阻尼摩擦运动。
2.根据权利要求1所述的双向滑动摩擦消能减震系统,其特征在于:所述黄铜垫板(5)通过位于其四角附近的四只膨胀螺栓(6 )与屋面底板层固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的双向滑动摩擦消能减震系统,其特征在于:通过调整所述质量块(3)的体积或质量来实现改变所述盒型钢板(4)和所述黄铜垫板(5)之间的滑动摩擦力大小。
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