CN206971869U - 减隔震和冲击的杆式弹性胶泥阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种减隔震和冲击的杆式弹性胶泥阻尼器，包括外套钢管、沿轴向设于外套钢管两端的两个传力装置以及设置在外套钢管与传力装置之间的阻尼装置，所述外套钢管包括外钢管以及在外钢管两端开口处径向内缩形成的端板；所述传力装置包括的轴向钢柱伸入外钢管内部的一端的端部沿径向外扩形成内封板；所述阻尼装置包括两个弹性胶泥管与一个弹性胶泥柱，所述弹性胶泥管套在所述轴向钢柱伸入外钢管的部分上，抵接在所述内封板的外侧与所述端板的内侧之间，所述弹性胶泥柱抵接在两个内封板的内侧之间。地震和冲击作用发生时，轴向产生的幅值不断变化的压力或拉力可通过弹性胶泥管和弹性胶泥柱的变形削弱，以保护建筑结构、精密设备或馆藏文物。

Description

减隔震和冲击的杆式弹性胶泥阻尼器

技术领域

本实用新型涉及结构和设备及馆藏文物领域，具体涉及一种减隔震和冲击的杆式弹性胶泥阻尼器。

背景技术

中国地处两条主要的地震带-欧亚地震带和环太平洋地震带之间，是世界上遭受到地震危害最为严重的国家之一。历史上，在长江三角洲和珠江三角洲曾经多次发生6级以上的强震，在京津环渤海地区，近300年来，平均每44年就发生一次7级以上的大地震。随着城市化进程的加快，大量的国民财富快速的向城市及城市群地区集中。而我国三分之一以上的已建或拟建的城市群位于可能会发生7级以上大地震的地区。城市内结构、设备和馆藏文物的破坏而引起的经济损失和人员伤亡将对国家安全和社会稳定造成巨大的冲击。地震是由于地壳岩层处于复杂的应力状态中，随着地壳的不断变化，地应力的作用超过某处岩层的极限强度时，岩层就会发生突然的断裂和错动，从而引起震动，并以弹性波的形式传到地表，引起地表附近的具有一定质量的物体产生惯性力，当物体本身具有的抵抗这种惯性作用的抗震能力不足时，物体发生破坏。而当地震动的卓越周期和物体的自振周期比较接近时，物体的破坏就将更加严重。而通过对物体设置一定的隔震装置可以显著改变物体的自振周期，从而避开地震的卓越周期，从而显著的降低作用于物体的惯性力，减小物体在地震作用下的破坏，增加物体在地震下的安全。

传统的减隔震和抗冲击技术一般分为两大类：一类是通过隔震和抗冲击装置的设置来延长结构的自振周期，降低上部结构的地震反应；另一类是通过在结构与基础的连接处设置耗能的装置，消耗地震和冲击对结构的能量输入，从而减小输入到结构中的地震和冲击能量，降低地震和冲击作用的破坏。目前这两种减隔震和抗冲击技术均取得了较好的应用，但上述两种技术都是以减小水平向地震和冲击作用为目的。在很多情况下，结构和设备及馆藏文物等并不能简单的区分地震作用的方向，甚至于上述的物体更常见的是以轴向受力为主，因此上述技术仅能够满足水平隔震和抗冲击的需要，还存在着较大的缺陷和隐患。但是历次地震后的调查分析都发现，对于那些以轴向受力为主的结构和设备及馆藏文物，仅进行水平隔震和抗冲击不满足减隔震和抗冲击的需求，甚至于在一定的条件下，这种隔震和抗冲击技术还会对地震和冲击产生放大作用，给结构的地震和冲击下的安全性带来巨大的威胁。

弹性胶泥材料是国际上近20年来开始应用的高技术材料，是经过添加适当的分级结构和分子量的聚硅氧烷以及选用适当的添加剂而形成的介于固体和液体之间的胶泥。这种材料在受压和受拉时均具有非常大的滞回性能，在500Mpa的压力作用下，其变形能够达到17％，能够耗散大量的输入能量，减小物体的振动和噪声等，更重要的是这种材料能够在外荷载消除后自动恢复形状，因此是21世纪最有应用前景的材料。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种能够实现轴向减隔震的减隔震和冲击的杆式弹性胶泥阻尼器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种减隔震和冲击的杆式弹性胶泥阻尼器，其特征在于：包括外套钢管、沿轴向设于外套钢管两端的两个传力装置以及设置在外套钢管与传力装置之间的阻尼装置，其中：

所述外套钢管包括外钢管以及在外钢管两端开口处径向内缩形成的端板；

所述传力装置包括轴向钢柱，所述轴向钢柱伸入外钢管内部的一端的端部沿径向外扩形成内封板；

所述阻尼装置包括两个弹性胶泥管与一个弹性胶泥柱，所述弹性胶泥管套在所述轴向钢柱伸入外钢管的部分上，其一端与所述内封板的外侧抵接，另一端与所述端板的内侧抵接，所述弹性胶泥柱抵接在两个内封板的内侧之间。

所述的减隔震和冲击的杆式弹性胶泥阻尼器，其中：所述传力装置还包括连接在所述轴向钢柱外端的耳板。

与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于：本实用新型解决了轴向减隔震和抗冲击的问题，达到了对必须实现轴向减隔震和抗冲击的结构和设备及馆藏文物提供保护的目的，最大限度地将地震和冲击作用向被保护的结构和设备及馆藏文物的传递路径“切断”或削弱，延长被保护的结构和设备及馆藏文物的自振周期，避开地震作用和冲击作用的卓越周期，达到降低地震和冲击作用，利用弹性胶泥管和弹性胶泥的变形来吸收、消耗和存储地震动和冲击荷载的输入能量，从而达到被保护结构和设备及馆藏文物的安全。

附图说明

图1为本实用新型整体轴测图；

图2为本实用新型整体俯视图；

图3为本实用新型整体正视图；

图4为本实用新型整体侧视图；

图5为本实用新型整体俯视剖面图；

图6为本实用新型整体A-A部位剖面图；

图7为本实用新型整体B-B部位剖面图；

图8为本实用新型整体轴测图(去除外套钢筒)；

图9为本实用新型整体俯视图(去除外套钢筒)；

图10为本实用新型整体正视图(去除外套钢筒)；

图11为本实用新型整体轴测图(去除外套钢筒和弹性胶泥部分)；

图12为本实用新型整体俯视图(去除外套钢筒和弹性胶泥部分)；

图13为本实用新型整体正视图(去除外套钢筒和弹性胶泥部分)；

图14为本实用新型弹性胶泥管轴测图；

图15为本实用新型弹性胶泥管侧视图；

图16为本实用新型弹性胶泥柱轴测图；

图17为本实用新型弹性胶泥柱侧视图。

附图标记说明：1-耳板；2-轴向钢柱；3-外套钢筒；4-内封板；5-端板；6-外钢管；7-弹性胶泥管；8-弹性胶泥柱。

具体实施方式

下面主要结合附图及具体实施例对本实用新型的一种减隔震和冲击的杆式弹性胶泥阻尼器进一步详细的说明。

如图1至图17所示，本实用新型提供一种减隔震和冲击的杆式弹性胶泥阻尼器，包括外套钢管3、沿轴向设于外套钢管3两端的两个传力装置以及设置在外套钢管3与传力装置之间的阻尼装置，其中：

所述外套钢管3包括外钢管6以及在外钢管6两端开口处径向内缩形成的端板5；

所述传力装置包括耳板1以及由耳板1延伸出的轴向钢柱2，所述轴向钢柱2伸入外钢管6内部的一端的端部沿径向外扩形成内封板4；

所述阻尼装置包括两个弹性胶泥管7与一个弹性胶泥柱8，所述弹性胶泥管7套在所述轴向钢柱2伸入外钢管6的部分上，其一端与所述内封板4的外侧抵接，另一端与所述端板5的内侧抵接，所述弹性胶泥柱8抵接在两个内封板4的内侧之间。

结构和设备及馆藏文物可直接与耳板1固定连接，非地震和冲击状态时，轴向荷载作用下结构通过传力装置，弹性胶泥管7和弹性胶泥柱8的共同作用达到受力平衡；地震和冲击作用发生时，轴向产生的幅值不断变化的压力或拉力通过弹性胶泥管7和弹性胶泥柱8的变形削弱，并且弹性胶泥管7和弹性胶泥柱8的设置延长了结构和设备及馆藏文物的轴向自振周期，使得结构和设备及馆藏文物的轴向自振周期远离地震动和冲击的主要周期，弹性胶泥管7和弹性胶泥柱8能够不断的吸收、消耗和存储地震动和冲击荷载的输入能量，从而大幅度减小轴向地震和冲击作用；地震和冲击作用发生后，被压缩的弹性胶泥自动恢复到初始形状，结构和设备及馆藏文物重新达到受力平衡。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种减隔震和冲击的杆式弹性胶泥阻尼器，其特征在于：包括外套钢管、沿轴向设于外套钢管两端的两个传力装置以及设置在外套钢管与传力装置之间的阻尼装置，其中：

所述外套钢管包括外钢管以及在外钢管两端开口处径向内缩形成的端板；

所述传力装置包括轴向钢柱，所述轴向钢柱伸入外钢管内部的一端的端部沿径向外扩形成内封板；

所述阻尼装置包括两个弹性胶泥管与一个弹性胶泥柱，所述弹性胶泥管套在所述轴向钢柱伸入外钢管的部分上，其一端与所述内封板的外侧抵接，另一端与所述端板的内侧抵接，所述弹性胶泥柱抵接在两个内封板的内侧之间。

2.根据权利要求1所述的减隔震和冲击的杆式弹性胶泥阻尼器，其特征在于：所述传力装置还包括连接在所述轴向钢柱外端的耳板。