CN208934173U - 一种摩擦-软钢复合阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种摩擦‑软钢复合阻尼器，属于土木工程结构消能减震技术领域，包括用于与结构固定连接的顶板和底板，所述顶板的下侧面上沿纵向间隔设置有若干根第一横向腹板，所述底板的上侧面上沿纵向间隔对应设置有若干根第二横向腹板，位于顶板和底板之间沿纵向间隔对应设置有若干组摩擦斜腹杆组件，所述摩擦斜腹杆组件的上端与第一横向腹板相连接，摩擦斜腹杆组件的下端与第二横向腹板滑动连接，位于每组摩擦斜腹杆组件上自上而下间隔设置有若干根横向安装的软钢直杆组件。该摩擦‑软钢复合阻尼器结构紧凑，摩擦耗能效果明显，施工方便，便于检修和震后损坏更换。

Description

一种摩擦-软钢复合阻尼器

技术领域

本实用新型涉及一种摩擦-软钢复合阻尼器及装配方法，属于土木工程结构消能减震技术领域。

背景技术

工程结构消能减震技术是利用消能装置能够耗散或吸收地震作用能量的特点，在结构的某些部位设置消能减震装置，以减少主体结构的地震反应，达到消能减震的目的。耗能减震技术具有减震机理明确、耗能效果明显、适应性强及维护方便等特点，目前已有的耗能器和阻尼器主要包括摩擦耗能器、粘弹性阻尼器、粘滞阻尼器、软钢阻尼器、铅挤压阻尼器和记忆合金阻尼器等。其中摩擦阻尼器具有较好的库仑阻尼特性，构造简单、适应性强、制作成本相对低，但所期望的摩擦系数会随着时间与荷载循环次数的增大而减小。软钢阻尼器充分利用了软钢材料较好的屈服后性能，以及进入塑性后良好的滞回特性，达到明显的耗能效果。但软钢阻尼器的可恢复性差，滞回环可能因为形状制作不当而发生畸变。其他类型阻尼器也都具有相应的优缺点，特别是耗能机制单一，实际工程应用中都存在局限性。因此，若能同时利用两种或以上的耗能机制，以克服单一性的缺点，所制作的阻尼器将更适合于工程推广应用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种摩擦-软钢复合阻尼器，结构紧凑，摩擦耗能效果明显，施工方便，便于检修和震后损坏更换。

本实用新型的技术方案在于：一种摩擦-软钢复合阻尼器，包括用于与结构固定连接的顶板和底板，所述顶板的下侧面上沿纵向间隔设置有若干根第一横向腹板，所述底板的上侧面上沿纵向间隔对应设置有若干根第二横向腹板，位于顶板和底板之间沿纵向间隔对应设置有若干组摩擦斜腹杆组件，所述摩擦斜腹杆组件的上端与第一横向腹板相连接，摩擦斜腹杆组件的下端与第二横向腹板滑动连接，位于每组摩擦斜腹杆组件上自上而下间隔设置有若干根横向安装的软钢直杆组件。

进一步地，所述摩擦斜腹杆组件包括两根呈八字形对称布置的斜腹杆，所述斜腹杆的上端设置有用于扣置在第一横向腹板上与第一横向腹板固定连接的U型紧固件，斜腹杆的下端设置有用于扣置在第二横向腹板上并与第二横向腹板滑动连接的倒U型紧固件。

进一步地，所述第一横向腹板上设置有一对第一螺栓孔，所述U型紧固件上设置有上端螺栓孔并经高强螺栓与第一螺栓孔实现连接；所述第二横向腹板的两侧分别横向设置有长槽孔，所述倒U型紧固件上设置有下端螺栓孔并经高强螺栓与长槽孔实现滑动连接。

进一步地，所述底板的上侧面和第二横向腹板的上侧面分别喷砂处理形成摩擦面A，所述第二横向腹板的前后侧面分别喷砂处理形成摩擦面B；所述倒U型紧固件的内侧面经喷砂处理且水平面形成与摩擦A相配合的摩擦面a、竖向面形成与摩擦面B相配合的摩擦面b。

进一步地，每组摩擦斜腹杆组件的两根斜腹杆之间自上而下分别间隔设置有第一软钢直杆组件、第二软钢直杆组件及第三软钢直杆组件。

进一步地，所述斜腹杆上自上而下间隔设置有第一矩形孔、第二矩形孔及第三矩形孔，所述第一软钢直杆组件包括两侧端分别由第一矩形孔穿出的第一软钢直杆，所述第一软钢直杆穿出第一矩形孔的端部套置于与其锁定连接的第一套管；所述第二软钢直杆组件包括两侧端分别由第二矩形孔穿出的第二软钢直杆，所述第二软钢直杆穿出第二矩形孔的端部套置于与其锁定连接的第二套管；所述第三软钢直杆组件包括两侧端分别由第三矩形孔穿出的第三软钢直杆，所述第三软钢直杆穿出第三矩形孔的端部套置于与其锁定连接的第三套管。

进一步地，所述第一套管、第二套管及第三套管的内侧端分别具有与斜腹杆相配合的斜面，第一套管、第二套管及第三套管上分别竖向设置有套管螺栓孔，所述套管螺栓孔内设置有由第一软钢直杆、第二软钢直杆或第三软钢直杆穿出实现锁定连接的高强螺栓。

进一步地，所述第一软钢直杆、第二软钢直杆及第三软钢直杆的截面分别呈矩形，所述第一套管、第二套管及第三套管上对应横向设置有用于第一软钢直杆、第二软钢直杆及第三软钢直杆穿出的套管矩形孔。

进一步地，所述顶板的前后端沿横向分别设置有若干个第一翼板螺栓孔，所述底板的前后端沿横向分别设置有若干个第二翼板螺栓孔；所述斜腹杆与水平面的夹角为45~60°。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：（1）结构发生变形时，摩擦斜腹杆的倒U型紧固件与底板产生水平相对位移与水平摩擦力，且水平相对位移与水平摩擦力随着变形的增加而加大，摩擦耗能效果明显；（2）当结构发生变形到一定程度时，受拉软钢直杆进入塑性阶段，通过往复滞回变形消耗地震作用于结构的振动能量；（3）通过五组摩擦斜腹杆与15根软钢直杆同时实现了两种耗能机制，并利用多个耗能元件协同耗能的效果；（4）摩擦-软钢复合阻尼器与工程结构用螺栓连接，施工方便，便于检修和震后损坏更换。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的顶板结构示意图；

图3为本实用新型的底板结构示意图；

图4为本实用新型的摩擦斜腹杆结构示意图；

图5为本实用新型的套管结构示意图；

图6为本实用新型的第二软钢直杆结构示意图；

图7为本实用新型的第二软钢直杆与套管连接的结构示意图；

图中：1-顶板；2-底板；3-摩擦斜腹杆组件；3a-斜腹杆；4-第三软钢直杆；5-第二软钢直杆；6-第一软钢直杆；7-第三套管；8-第二套管；9-第一横向腹板；10-第一螺栓孔；11-第一翼板螺栓孔；12-第一套管；13第二横向腹板；14-长槽孔；15-第二翼板螺栓孔；16-U型紧固件；17-倒U型紧固件；18-上端螺栓孔；19-下端螺栓孔；20-第一矩形孔；21-第二矩形孔；22-第三矩形孔；24-套管矩形孔；25-套管螺栓孔；26-直杆螺栓孔；27-斜面；28-高强螺栓；A-摩擦面A；B-摩擦面B；a-摩擦面a；b-摩擦面b。

具体实施方式

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本实用新型并不限于此。

参考图1至图7

一种摩擦-软钢复合阻尼器，包括用于与结构固定连接的顶板1和底板2，所述顶板的下侧面上沿纵向间隔设置有五根第一横向腹板9，所述底板的上侧面上沿纵向间隔对应设置有五根第二横向腹板13，位于顶板和底板之间沿纵向间隔对应设置有五组摩擦斜腹杆组件3，所述摩擦斜腹杆组件的上端与第一横向腹板相连接，摩擦斜腹杆组件的下端与第二横向腹板滑动连接，位于每组摩擦斜腹杆组件上自上而下间隔设置有三根横向安装的软钢直杆组件。

本实施例中，所述摩擦斜腹杆组件包括两根呈八字形对称布置的斜腹杆3a，所述斜腹杆的上端设置有用于扣置在第一横向腹板上与第一横向腹板固定连接的U型紧固件16，斜腹杆的下端设置有用于扣置在第二横向腹板上并与第二横向腹板滑动连接的倒U型紧固件17。

本实施例中，所述第一横向腹板上设置有一对第一螺栓孔10，所述U型紧固件上设置有上端螺栓孔并经高强螺栓28与第一螺栓孔实现连接；所述第二横向腹板的两侧分别横向设置有长槽孔14，所述倒U型紧固件上设置有下端螺栓孔19并经高强螺栓与长槽孔实现滑动连接。

本实施例中，所述底板的上侧面和第二横向腹板的上侧面分别喷砂处理形成摩擦面A，所述第二横向腹板的前后侧面分别喷砂处理形成摩擦面B；所述倒U型紧固件的内侧面经喷砂处理且水平面形成与摩擦A相配合的摩擦面a、竖向面形成与摩擦面B相配合的摩擦面b。

本实施例中，每组摩擦斜腹杆组件的两根斜腹杆之间自上而下分别间隔设置有第一软钢直杆组件、第二软钢直杆组件及第三软钢直杆组件。

本实施例中，所述斜腹杆上自上而下间隔设置有第一矩形孔20、第二矩形孔21及第三矩形孔22，所述第一软钢直杆组件包括两侧端分别由第一矩形孔穿出的第一软钢直杆6，所述第一软钢直杆穿出第一矩形孔的端部套置于与其锁定连接的第一套管12；所述第二软钢直杆组件包括两侧端分别由第二矩形孔穿出的第二软钢直杆5，所述第二软钢直杆穿出第二矩形孔的端部套置于与其锁定连接的第二套管8；所述第三软钢直杆组件包括两侧端分别由第三矩形孔穿出的第三软钢直杆4，所述第三软钢直杆穿出第三矩形孔的端部套置于与其锁定连接的第三套管7。

本实施例中，所述第一套管、第二套管及第三套管的内侧端分别具有与斜腹杆相配合的斜面27，第一套管、第二套管及第三套管上沿横向间隔设置有三个竖向设置的套管螺栓孔25，所述第一软钢直杆、第二软钢直杆及第三软钢直杆的两端部沿横向分别间隔设置有三个竖向设置的直杆螺栓孔26，套管螺栓孔内设置有由第一软钢直杆、第二软钢直杆或第三软钢直杆穿出实现锁定连接的高强螺栓28，从而实现紧栓固定。

本实施例中，所述第一软钢直杆、第二软钢直杆、第三软钢直杆，截面几何尺寸相同，仅长度不同逐渐缩短；第一软钢直杆、第二软钢直杆及第三软钢直杆的截面分别呈矩形，所述第一套管、第二套管及第三套管上对应横向设置有用于第一软钢直杆、第二软钢直杆及第三软钢直杆穿出的套管矩形孔24。

本实施例中，所述顶板的前后端沿横向分别设置有若干个第一翼板螺栓孔11，所述底板的前后端沿横向分别设置有若干个第二翼板螺栓孔15；所述斜腹杆与水平面的夹角为45°。

本实施例中，所述顶板、底板、摩擦斜腹杆、第一至第三套管材料采用Q345，所述第一至第三软钢直杆材料采用宝钢BLY160。

在未发生地震的正常使用阶段时，静摩擦力与软钢直杆的拉力共同提供承载力，当荷载超过一定限制时，结构发生变形，摩擦面A与摩擦面a、摩擦面B与摩擦面b分别产生相对位移与摩擦力，通过摩擦耗能消散一定的地震作用；同时，由于摩擦斜腹杆成八字形向两边滑动，固定于摩擦斜腹杆间的软杆直杆受拉进入弹塑性变形阶段，通过往复滞回变形消耗地震作用于结构的振动能量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种摩擦-软钢复合阻尼器，包括用于与结构固定连接的顶板和底板，其特征在于，所述顶板的下侧面上沿纵向间隔设置有若干根第一横向腹板，所述底板的上侧面上沿纵向间隔对应设置有若干根第二横向腹板，位于顶板和底板之间沿纵向间隔对应设置有若干组摩擦斜腹杆组件，所述摩擦斜腹杆组件的上端与第一横向腹板相连接，摩擦斜腹杆组件的下端与第二横向腹板滑动连接，位于每组摩擦斜腹杆组件上自上而下间隔设置有若干根横向安装的软钢直杆组件。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦-软钢复合阻尼器，其特征在于，所述摩擦斜腹杆组件包括两根呈八字形对称布置的斜腹杆，所述斜腹杆的上端设置有用于扣置在第一横向腹板上与第一横向腹板固定连接的U型紧固件，斜腹杆的下端设置有用于扣置在第二横向腹板上并与第二横向腹板滑动连接的倒U型紧固件。

3.根据权利要求2所述的一种摩擦-软钢复合阻尼器，其特征在于，所述第一横向腹板上设置有一对第一螺栓孔，所述U型紧固件上设置有上端螺栓孔并经高强螺栓与第一螺栓孔实现连接；所述第二横向腹板的两侧分别横向设置有长槽孔，所述倒U型紧固件上设置有下端螺栓孔并经高强螺栓与长槽孔实现滑动连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种摩擦-软钢复合阻尼器，其特征在于，所述底板的上侧面和第二横向腹板的上侧面分别喷砂处理形成摩擦面A，所述第二横向腹板的前后侧面分别喷砂处理形成摩擦面B；所述倒U型紧固件的内侧面经喷砂处理且水平面形成与摩擦A相配合的摩擦面a、竖向面形成与摩擦面B相配合的摩擦面b。

5.根据权利要求2或3所述的一种摩擦-软钢复合阻尼器，其特征在于，每组摩擦斜腹杆组件的两根斜腹杆之间自上而下分别间隔设置有第一软钢直杆组件、第二软钢直杆组件及第三软钢直杆组件。

6.根据权利要求5所述的一种摩擦-软钢复合阻尼器，其特征在于，所述斜腹杆上自上而下间隔设置有第一矩形孔、第二矩形孔及第三矩形孔，所述第一软钢直杆组件包括两侧端分别由第一矩形孔穿出的第一软钢直杆，所述第一软钢直杆穿出第一矩形孔的端部套置于与其锁定连接的第一套管；所述第二软钢直杆组件包括两侧端分别由第二矩形孔穿出的第二软钢直杆，所述第二软钢直杆穿出第二矩形孔的端部套置于与其锁定连接的第二套管；所述第三软钢直杆组件包括两侧端分别由第三矩形孔穿出的第三软钢直杆，所述第三软钢直杆穿出第三矩形孔的端部套置于与其锁定连接的第三套管。

7.根据权利要求6所述的一种摩擦-软钢复合阻尼器，其特征在于，所述第一套管、第二套管及第三套管的内侧端分别具有与斜腹杆相配合的斜面，第一套管、第二套管及第三套管上分别竖向设置有套管螺栓孔，所述套管螺栓孔内设置有由第一软钢直杆、第二软钢直杆或第三软钢直杆穿出实现锁定连接的高强螺栓。

8.根据权利要求6所述的一种摩擦-软钢复合阻尼器，其特征在于，所述第一软钢直杆、第二软钢直杆及第三软钢直杆的截面分别呈矩形，所述第一套管、第二套管及第三套管上对应横向设置有用于第一软钢直杆、第二软钢直杆及第三软钢直杆穿出的套管矩形孔。

9.根据权利要求1、2、3、6或7所述的一种摩擦-软钢复合阻尼器，其特征在于，所述顶板的前后端沿横向分别设置有若干个第一翼板螺栓孔，所述底板的前后端沿横向分别设置有若干个第二翼板螺栓孔。