CN207776136U - 一种阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种阻尼器，包括：耗能板、限位约束装置和允许位移形变限位装置；耗能板沿长度方向设置有正弦波纹；耗能板沿长度方向的一端与所述允许位移形变限位装置连接，耗能板沿长度方向的另一端与限位约束装置连接。本实用新型提供的阻尼器，通过按照正弦波波形原理设计耗能板的波纹形状，使得当阻尼器与建筑构件连接的一侧接收到外力时，处于正常工作状态的耗能板，能够发挥其灵敏的位移或变形能力以及良好的位移或变形恢复性能，提高了对建筑、桥梁的位移或变形的限位灵敏度，改善了耗能效果。

Description

一种阻尼器

技术领域

本实用新型涉及消能减震技术领域，更具体地，涉及一种阻尼器。

背景技术

目前，建筑的发展越来越趋向于高大化，由钢构件、组合构件或钢筋混凝土构件组成的框架结构是建筑物中经常被采用的结构形式。为使建筑结构具有较强的抵抗地震或风荷载等外力破坏的能力，经常需要在框架结构中增设耗能构件。与此同时，桥梁工程的发展也越来越趋向于大型化，为保证地震时桥梁结构的安全性，防止发生落桥，现普遍在桥墩与梁板的连接处设置橡胶隔振垫，并在桥墩与梁板间配合设置耗能构件，常见的耗能构件有粘滞型阻尼器、磁流变阻尼器、阻尼器等。其中阻尼器因其耐久性和经济性较好，在工程中应用较广。

对于阻尼器来说，良好的耗能能力是阻尼器设计的首要考虑。在良好的耗能前提下，实现更大的变形能力和更小的屈服后刚度对阻尼器的减震效果至关重要。目前阻尼器的一般多为钢或组合构件的防屈曲耗能支撑形式，主要用于承受拉力或压力。

目前，应用于建筑、桥梁的位移型阻尼器，由于自身的刚度较大，对建筑、桥梁的位移或变形的反应迟钝，限位能力不足，对于建筑、桥梁的位移或变形所产生的能量的耗散效果不明显。

实用新型内容

本实用新型提供一种克服上述问题或者至少部分解决上述问题的阻尼器。

该阻尼器包括：耗能板、限位约束装置和允许位移形变限位装置；所述耗能板沿长度方向设置有正弦波纹；所述耗能板沿长度方向的一端与所述允许位移形变限位装置连接，所述耗能板沿长度方向的另一端与限位约束装置连接。

其中，耗能板的表面包裹碳纤维隔离层。

其中，阻尼器还包括限位约束端封板和限位移动端封板；所述限位约束端封板设置在耗能板与限位约束装置之间，所述限位移动端封板设置在耗能板与允许位移形变限位装置之间。

其中，阻尼器还包括隔音装置；所述隔音装置的一侧呈正弦波纹状，所述隔音装置的另一侧呈平面状；所述隔音装置包括第一隔音装置和第二隔音装置；

所述第一隔音装置的一侧表面嵌入至所述耗能板呈正弦波纹状的一侧表面，所述第二隔音装置的一侧表面嵌入至所述耗能板呈正弦波纹状的另一侧表面。

其中，阻尼器还包括约束装置；所述约束装置包括第一变形约束槽和第二变形约束槽；所述第一变形约束槽的底面与所述第一隔音装置的下表面连接，所述第二变形约束槽的底面与所述第二隔音装置的下表面连接。

其中，阻尼器还包括防火装置，所述防火装置包括第一防火装置和第二防火装置；所述第一防火装置嵌入至所述第一变形约束槽，所述第二防火装置嵌入至所述第二变形约束槽

其中，阻尼器还包括条状限位块，所述限位块包括顶部限位块和底部限位块，所述耗能板的顶部设置顶部限位块，所述耗能板的底部设置底部限位块。

其中，阻尼器还包括顶部封板和底部封板，所述顶部封板与所述约束装置上边缘连接；所述底部封板与所述约束装置下边缘连接。

其中，底部封板包括封板转接件和底板；所述封板转接件与所述底板连接。

本实用新型提供的阻尼器，通过按照正弦波波形原理设计耗能板的波纹形状，使得当阻尼器与建筑构件连接的一侧接收到外力时，处于正常工作状态的耗能板，能够发挥其灵敏的位移或变形能力以及良好的位移或变形恢复性能，提高了对建筑、桥梁的位移或变形的限位灵敏度，改善了耗能效果。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例提供的阻尼器的装配示意图；

图2为根据本实用新型实施例提供的耗能板的波形示意图；

图3为根据本实用新型实施例提供的阻尼器的隔离层间隙示意图；

图4为根据本实用新型实施例提供的阻尼器的横向剖面示意图；

图5为根据本实用新型实施例提供的阻尼器的侧向剖面示意图；

图6为根据本实用新型实施例提供的阻尼器的外观示意图；

图中，1：耗能板；2：限位约束装置；3：允许位移形变限位装置； 4：第一隔音装置；5：第二隔音装置；6：限位约束端封板；7：限位移动端封板；8：第一变形约束槽；9：第二变形约束槽；10：第一防火装置；11：第二防火装置；12：顶部限位块；13：底部限位块；14：封板转接件；15：顶部封板；16：底板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1为根据本实用新型实施例提供的一种阻尼器装配示意图，如图1所示，该阻尼器包括：耗能板1、限位约束装置2和允许位移形变限位装置3；

耗能板1沿长度方向设置有正弦波纹；所述耗能板1沿长度方向的一端与所述允许位移形变限位装置3连接，所述耗能板1沿长度方向的另一端与限位约束装置2连接。

其中，阻尼器的正弦波纹参数可根据需求进行设置，本实施例及后续实施例对此不作具体限定。但为了让阻尼器具有灵敏的位移或变形能力、位移或变形恢复性能、良好的抗低周疲劳弹塑性累积变形能力及优越的二阶耗能特性，现根据实际实验结果，给出一种优选的正弦波纹参数，具体内容可参考图2。图2为正弦波纹耗能板1的波形示意图。在图2中，L＝2Rcosα为正弦波二分之一波长(mm)。 h＝R sinα为正弦波幅值(mm)。H＝2R sinα为正弦波总高度(mm)。另外，R为正弦波半径(mm)，α为正弦波开口角度(o)， 30°≤α≤60°。

另外，正弦波纹耗能板1的侧面形状可参考图3中的隔离层间隙示意图。在图3中，H＝2R sinα为正弦波总高度(mm)。R为正弦波半径(mm)，d为隔离层间隙(mm)，t为正弦波波纹耗能板1厚度 (mm)。其中，1.5≤R/t≤6.0，d/h＝2.2e^{-2.2(π/2-α)}。

通过将耗能板1沿长度方向的两端分别与限位约束装置2和允许位移形变限位装置3连接，使得当阻尼器与建筑构件连接的一侧接收到外力时，处于屈服状态的耗能板1能够发挥良好的抗低周疲劳弹塑性累积变形能力，充分耗散相对位移或变形所产生的能量，此外，限位约束装置2能够限制耗能板1相对位移或变形，避免耗能板1受力时形变过大。

本实用新型提供的阻尼器，通过按照正弦波波形原理设计耗能板1 的波纹形状，使得当阻尼器与建筑构件连接的一侧接收到外力时，处于正常工作状态的耗能板1，能够发挥其灵敏的位移或变形能力以及良好的位移或变形恢复性能，提高了对建筑、桥梁的位移或变形的限位灵敏度，改善了耗能效果。

在一个实施例中，耗能板1表面上包裹有碳纤维隔离层。通过在耗能板1表面上包裹碳纤维隔离层，可让耗能板1具有良好的抗疲劳性能和耐久性。与此同时，还可以使其具有良好的绝缘性能及润滑性能。

在一个实施例中，阻尼器还包括限位约束端封板6和限位移动端封板7；所述限位约束端封板6设置在耗能板1与限位约束装置2之间，所述限位移动端封板7设置在耗能板1与允许位移形变限位装置3之间。

如图1所示，耗能板1的一侧边缘设置向外延伸的一组螺杆(第一螺杆)，可穿过限位约束装置2上的第一排孔。耗能板1的另一侧边缘设置第二排孔，与允许位移形变限位装置3上的螺杆连接。限位约束端封板6和限位移动端封板7用于固定耗能板1。限位约束装置2和允许位移形变限位装置3具有足够的刚度，能够保证正弦波波纹耗能板1在正常工作状态下不发生屈曲、屈服现象；具有良好的延性和塑性变形能力，并且具有集成装配化安装特点。

在一个实施例中，该阻尼器还包括隔音装置；所述隔音装置的一侧呈正弦波纹状，所述隔音装置的另一侧呈平面状；所述隔音装置包括第一隔音装置4和第二隔音装置5；

第一隔音装置4的一侧表面嵌入至所述耗能板1呈正弦波纹状的一侧表面，所述第二隔音装置5的一侧表面嵌入至所述耗能板1呈正弦波纹状的另一侧表面。

考虑到耗能板1在发生变形时可能会发出噪声，因此阻尼器还可以包括隔音装置。其中，隔音装置可以由吸附力较强的软性材料构成，如隔音岩棉等，本实施例对此不作具体限定。如图1所示，隔音装置的一侧表面呈正弦波纹状，另一侧表面呈平面状。其中，呈正弦波纹状的表面可与耗能板1的正弦波纹侧面贴合，即可嵌入至耗能板1的正弦波纹侧面。上述隔音装置具有良好的抗疲劳性能和耐久性，良好的隔音性能，并且具有轻质、集成装配化安装的特点。

在一个实施例中，阻尼器还包括变形约束槽；所述变形约束槽的槽边上设置有垂直于每一槽边的孔；所述变形约束槽包括第一变形约束槽8和第二变形约束槽9；第一变形约束槽8的底面与所述第一隔音装置4的下表面连接，所述第二变形约束槽9的底面与所述第二隔音装置5的下表面连接。

在一个实施例中，阻尼器还包括第一防火装置10和第二防火装置 11；第一防火装置10嵌入至所述第一变形约束槽8，所述第二防火装置11嵌入至所述第二变形约束槽9。上述防火装置具有良好的抗疲劳性能和良好的防火性能，并且具有轻质、集成装配化安装的特点。

在一个实施例中，阻尼器还包括条状限位块，所述限位块包括顶部限位块12和底部限位块13，所述耗能板1的顶部设置顶部限位块 12，所述耗能板1的底部设置底部限位块13。

进一步地，阻尼器还包括顶部封板15和底部封板，所述顶部封板 15与所述约束装置上边缘连接；所述底部封板与所述约束装置下边缘连接。

在本实施例中，通过两个限位板，平行于耗能板1的上下边缘设置，使得耗能板1板的上下边缘分别与两个长方体限位块紧密贴合，从而能够在接收到沿宽度方向的外力时，不会上下移动。设置顶部封板15和底部封板，使阻尼器结构更加稳定。

在一个实施例中，底部封板包括封板转接件14和底板16；所述封板转接件14与所述底板16连接。

在上述各实施例的基础上，本实用新型提供的阻尼器的各个构件的连接方式不做具体限制，包括但不限于：螺栓连接、铆钉连接或粘结。在本实施例中，优选地，采用螺栓连接。图4为根据本实用新型实施例提供的阻尼器的横向剖面示意图；图5为根据本实用新型实施例提供的阻尼器的侧向剖面示意图；图6为根据本实用新型实施例提供的阻尼器的外观示意图。

本实用新型提供的阻尼器的工作方法包括：

步骤一：允许发生相对位移或变形的构件、建筑物或构筑物发生相对位移或变形，触发到允许位移或变形限位装置，并将相对位移或变形传递到正弦波波纹耗能板1上；

步骤二：正弦波波纹耗能板1在接收到允许发生相对位移或变形的构件、建筑物或构筑物发生的相对位移或变形，在正常工作状态下不发生屈曲、屈服现象，发挥其自身良好的变形恢复性能，在弹性阶段灵敏的限制传递过来的相对位移或变形；

步骤三：正弦波波纹耗能板1在进入屈服状态后，变形约束槽、限位约束装置2和允许位移形变限位装置3仍具有足够的刚度不发生屈曲、屈服现象、处于弹性阶段时，正弦波波纹耗能板1则发挥其自身良好的抗低周疲劳弹塑性累积变形能力，在弹塑性阶段充分耗散由于相对位移或变形所产生的能量；

步骤四：在正弦波波纹耗能板1在进入屈服或破坏状态后，变形约束槽、限位约束装置2和允许位移形变限位装置3也进入屈服状态，平面外变形约束装置、限位约束装置2和允许位移形变限位装置3在弹塑性阶段充分耗散由于相对位移或变形所产生的能量；

步骤五：阻尼器进入破坏状态后，失去正常工作能力，退出工作状态；

步骤六：利用该阻尼器具有集成的装配化安装特点，对失效装置进行修复、更换。

本实用新型提供的阻尼器，通过按照正弦波波形原理设计耗能板1 的波纹形状，使得当阻尼器与建筑构件连接的一侧接收到外力时，处于正常工作状态的耗能板1，能够发挥其灵敏的位移或变形能力以及良好的位移或变形恢复性能，提高了对建筑、桥梁的位移或变形的限位灵敏度，改善了耗能效果。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阻尼器，其特征在于，包括：耗能板、限位约束装置和允许位移形变限位装置；

所述耗能板沿长度方向设置有正弦波纹；所述耗能板沿长度方向的一端与所述允许位移形变限位装置连接，所述耗能板沿长度方向的另一端与限位约束装置连接。

2.根据权利要求1所述的阻尼器，其特征在于，所述耗能板的表面包裹碳纤维隔离层。

3.根据权利要求1所述的阻尼器，其特征在于，所述阻尼器还包括限位约束端封板和限位移动端封板；所述限位约束端封板设置在耗能板与限位约束装置之间，所述限位移动端封板设置在耗能板与允许位移形变限位装置之间。

4.根据权利要求1所述的阻尼器，其特征在于，所述阻尼器还包括隔音装置；所述隔音装置的一侧呈正弦波纹状，所述隔音装置的另一侧呈平面状；所述隔音装置包括第一隔音装置和第二隔音装置。

5.根据权利要求4所述的阻尼器，其特征在于，所述第一隔音装置的一侧表面嵌入至所述耗能板呈正弦波纹状的一侧表面，所述第二隔音装置的一侧表面嵌入至所述耗能板呈正弦波纹状的另一侧表面。

6.根据权利要求5所述的阻尼器，其特征在于，所述阻尼器还包括约束装置；所述约束装置包括第一变形约束槽和第二变形约束槽；

所述第一变形约束槽的底面与所述第一隔音装置的下表面连接，所述第二变形约束槽的底面与所述第二隔音装置的下表面连接。

7.根据权利要求6所述的阻尼器，其特征在于，所述阻尼器还包括防火装置，所述防火装置包括第一防火装置和第二防火装置；

所述第一防火装置嵌入至所述第一变形约束槽，所述第二防火装置嵌入至所述第二变形约束槽。

8.根据权利要求7所述的阻尼器，其特征在于，所述阻尼器还包括条状限位块，所述限位块包括顶部限位块和底部限位块，所述耗能板的顶部设置顶部限位块，所述耗能板的底部设置底部限位块。

9.根据权利要求8所述的阻尼器，其特征在于，所述阻尼器还包括顶部封板和底部封板，所述顶部封板与所述约束装置上边缘连接；所述底部封板与所述约束装置下边缘连接。

10.根据权利要求9所述的阻尼器，其特征在于，所述底部封板包括封板转接件和底板；所述封板转接件与所述底板连接。