CN206737179U - 一种填充聚丙烯小球的摩擦阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种填充聚丙烯小球的摩擦阻尼器，包括一对相互插接的主缸和副缸，主缸和副缸的尾端分别设有导杆和固定杆，所述副缸的缸体中填充有若干聚丙烯小球；所述主缸的筒体中设有连接导杆的钢质圆盘，钢质圆盘上分布有钢柱；钢柱插入至副缸中的聚丙烯小球中。该阻尼器结构简单，使用的材料价格低廉，聚丙烯小球可多次更换，而且阻尼器易于制造、使用可靠、安装维护方便。

Description

一种填充聚丙烯小球的摩擦阻尼器

技术领域

本实用新型属于土木工程构件，具体涉及一种填充聚丙烯小球的摩擦阻尼器，用于古建筑木结构榫卯节点以及其他结构的加固。

背景技术

古建筑木结构中的梁和柱均通过榫卯连接，榫卯节点具有良好的耗能能力。古建筑在经历几百年甚至上千年的破坏后，整体破坏严重，特别是榫卯节点。所以对古建筑进行科学的加固十分迫切。

目前，榫卯节点的加固方法有扁钢加固、CFRP加固、GFRP加固、各种阻尼器加固等。其中阻尼器能给结构提供附加阻尼，起到减震作用，而且不会破坏榫卯节点本身的工作机制，因此研究人员进行了深入研究。目前用于古建筑的阻尼器有形状记忆合金阻尼器、液体粘滞阻尼器、摩擦阻尼器等。形状记忆合金阻尼器通过高弹性形状记忆合金的超弹性、高阻尼的特性抵抗外部荷载。液体粘滞阻尼器通过挤压油通过导油小孔，产生很大的阻力来为结构供附加阻尼。摩擦阻尼器通过滑块与摩擦板的接触产生摩擦，提供阻尼。形状记忆合金耗能能力有限，且形状记忆合金价格高昂，不利于推广应用。液体粘滞阻尼器存在“漏油”和老化问题，维护复杂。

实用新型内容

针对以上背景和加固方式存在的问题缺陷，本实用新型的目的在于提供一种填充聚丙烯小球的摩擦阻尼器，该结构简单、易于维护、可多次使用且具有较好耗能能力。

达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型提供的一个实施例，本实用新型提供了一种填充聚丙烯小球的摩擦阻尼器，包括一对相互插接的主缸和副缸，主缸和副缸的尾端分别设有导杆和固定杆，所述副缸的缸体中填充有若干聚丙烯小球；所述主缸的筒体中设有连接导杆的钢质圆盘，钢质圆盘上分布有钢柱；钢柱插入至副缸中的聚丙烯小球中。

作为优选，所述副缸的缸体端部设有与钢柱相对应分布的带孔圆盘。

作为优选，所述钢柱、钢质圆盘和导杆为一个整体，均为Q235钢材。

进一步，导杆与所述主缸相互滑动连接，在钢质圆盘与主缸相接端垫有橡胶垫。

作为优选，所述主缸的直径比副缸的直径小10mm。

作为优选，所述固定杆和导杆的尾端设有连接到木柱和木梁的螺栓孔。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的摩擦阻尼器应用于古建筑木结构榫卯节点的加固中，减轻了古建筑木结构在地震作用下的破坏程度。地震发生时，钢柱进入副缸，挤压聚丙烯小球，通过与聚丙烯小球的挤压产生摩擦力，耗散能量。在小震作用下，该阻尼器产生的摩擦力较小，在中大震载荷下，随着钢柱位移的增大，聚丙烯小球的压缩程度变大，阻尼器出力会持续变大，耗能更多。该摩擦阻尼器适用于不同强度的地震荷载。

2、本实用新型摩擦阻尼器使用的材料价格低廉，阻尼器结构简单，聚丙烯小球可多次更换，而且阻尼器易于制造、使用可靠、安装维护方便。

附图说明

图1是阻尼器安装图；

图2是阻尼器的剖视图；

图3是阻尼器在带孔圆盘处的截面图；

图4是阻尼器轴测图；

图5是阻尼器正视图；

图6分别是钢质圆盘、钢柱和导杆的轴测图。

图中的附图标记分别表示：1、固定杆；2、导杆；3、橡胶垫；4、聚丙烯小球；5、缸体；6、钢柱；7、钢质圆盘；8、副缸；9、主缸；10、带孔圆盘；11、螺栓；12、圆形钢带；13、方形钢带；14、木柱；15、木梁。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图2所示，本实用新型填充聚丙烯小球的摩擦阻尼器，包括一对相互插接的主缸9和副缸8，主缸9和副缸8的尾端分别设有导杆2和固定杆1，固定杆通过螺栓与阻尼器的缸体连接，副缸8的缸体中填充有若干聚丙烯小球4，副缸8的缸体端部设有带孔圆盘10。主缸9的筒体中设有连接导杆2的钢质圆盘7，钢质圆盘7上分布有钢柱6；带孔圆盘10与钢柱6相对应分布的通孔，见图3所示，钢柱6插入至副缸8中的聚丙烯小球4中。五根钢柱和钢质圆盘7焊接，钢质圆盘7和导杆2焊接，使钢柱6、钢质圆盘7、导杆2成为一个整体，且均使用Q235钢材。导杆2与所述主缸9相互滑动连接，钢质圆盘7和阻尼器缸体5之间粘附有两块橡胶垫3，橡胶垫3可以将钢质圆盘7固定在阻尼器的缸体5上，在地震发生时，可以在钢质圆盘7和阻尼器缸体5间起缓冲作用，这个过程可以耗散一部分能量。

主缸9和副缸8的直径不同，主缸9的直径比副缸8的直径小10mm，形成一个圆弧平台，这样便于带孔圆盘10的安装，安装时，只需在带孔圆盘10的边缘涂上强力胶水，放置在阻尼器内的圆弧平台上。

钢柱6的前端通过带孔圆盘10的小孔部分进入副缸8，这样就防止聚丙烯小球4进入主缸9中。钢柱6前端的剖面为等腰梯形，见图6所示，这样既可以减小钢柱6进入副缸8的阻力，又不会戳破聚丙烯小球4。

如图2所示，阻尼器缸体5的左侧有一个小孔，用于向副缸8填充聚丙烯小球。所以副缸8内的聚丙烯小球4可以多次更换。固定杆1通过螺栓与阻尼器缸体5固接，同时固定杆1堵住了填充聚丙烯小球4的小孔。更换聚丙烯小球4时，只需拆下固定杆。

如图4、图5和图1所示，固定杆1和导杆2在铸造时预留螺栓孔，用螺栓11将阻尼器与缠绕在木柱14、木梁15上的圆形钢带12、方形钢带13连接。在固定杆1和导杆2与木柱14、木梁15快要接触的地方放置一块橡胶垫，防止地震发生时螺栓出现松动，固定杆1、导杆2破坏木柱14、木梁15。

固定杆通过螺栓与缠绕在木柱上的钢带连接，导杆通过螺栓与缠绕在木梁上的钢带连接。将阻尼器安装在木结构上。缠绕在木柱、木梁上的钢带材料均为软钢。缠绕在木柱上的钢带可以是圆形钢带或方形钢带。

地震发生时导杆2会发生滑动，同时钢柱6进入副缸8中，大量的聚丙烯小球4受到钢柱6的挤压，钢柱6表面的正应力增大，产生较大的摩擦力，这个过程耗散了大量能量。钢柱6离开副缸8时同样会产生较大阻尼，聚丙烯小球具有高弹性、高韧性的特点，会迅速恢复初始状态。圆盘7和阻尼器缸体5发生碰撞的过程中也会因橡胶垫的存在而消耗能量。

阻尼器在小震作用下，阻尼器出力小，可以满足小震的需要。而在大震作用下，钢柱位移变大，聚丙烯小球压缩程度变大，摩擦耗能更多，阻尼效果更好。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种填充聚丙烯小球的摩擦阻尼器，其特征在于：包括一对相互插接的主缸(9)和副缸(8)，主缸(9)和副缸(8)的尾端分别设有导杆(2)和固定杆(1)，所述副缸(8)的缸体中填充有若干聚丙烯小球(4)；所述主缸(9)的筒体中设有连接导杆(2)的钢质圆盘(7)，钢质圆盘(7)上分布有钢柱(6)；钢柱(6)插入至副缸(8)中的聚丙烯小球(4)中。

2.根据权利要求1所述的填充聚丙烯小球的摩擦阻尼器，其特征在于：所述副缸(8)的缸体端部设有与钢柱(6)相对应分布的带孔圆盘(10)。

3.根据权利要求1所述的填充聚丙烯小球的摩擦阻尼器，其特征在于：所述钢柱(6)、钢质圆盘(7)和导杆(2)为一个整体，均为Q235钢材。

4.根据权利要求3所述的填充聚丙烯小球的摩擦阻尼器，其特征在于：导杆(2)与所述主缸(9)相互滑动连接，在钢质圆盘(7)与主缸(9)相接端垫有橡胶垫(3)。

5.根据权利要求1所述的填充聚丙烯小球的摩擦阻尼器，其特征在于：所述主缸(9)的直径比副缸(8)的直径小10mm。

6.根据权利要求1所述的填充聚丙烯小球的摩擦阻尼器，其特征在于：所述固定杆(1)和导杆(2)的尾端设有连接到木柱和木梁的螺栓孔。