CN209457189U - 一种用于钢结构柱脚的支撑型三向耗能减震阻尼器 - Google Patents
一种用于钢结构柱脚的支撑型三向耗能减震阻尼器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于钢结构柱脚的支撑型三向耗能减震阻尼器，包括上端板、第一中间端板、第二中间端板、下端板、第一蜂窝筒及第二蜂窝筒；上端板、第一中间端板、第二中间端板及下端板自上到下依次分布，且第一蜂窝筒固定于上端板与第一中间端板之间，第二蜂窝筒固定于第二中间端板与下端板之间，且第一中间端板与第二中间端板固定连接，上端板上及下端板上均开设有用于连接外部构件的螺栓孔，第一蜂窝筒的孔洞内及第二蜂窝筒的孔洞内均插入有橡胶块，橡胶块与所在孔洞的内壁之间填充有粘性填充物；第一蜂窝筒中各孔洞的轴线与第二蜂窝筒中各孔洞的轴线相垂直，该阻尼器耗能能力较强、减震隔震效果好，且破坏后便于更换。
Description
技术领域
本实用新型属于土木工程抗震与减震领域，涉及一种用于钢结构柱脚的支撑型三向耗能减震阻尼器。
背景技术
传统建筑主要靠结构自身变形来吸收地震能量，许多主要构件损伤后很难被修复。随着抗震理论、技术、方法的不断进步以及更多高性能材料的发展应用，人们对结构的抗震性能要求越来越高，结构抗震已由抗倒塌设计逐步向可恢复功能设计转变，以期在震后将整个社会的损失降到最低。
在实现可恢复功能结构的这几种方法中，目前最具有可操作性的是可更换结构，在结构中设置可更换的结构构件，在强震时使结构的损伤主要集中在可更换构件，不仅可以利用其有效耗散地震输入结构能量，而且有利于震后对受损的可更换构件快速更换，尽快恢复结构的正常使用功能。
柱脚是钢结构体系中的重要组成部分，是钢结构设计中的关键问题之一。柱脚处受力复杂，其作用是在承受上部结构传来的弯矩、剪力、轴力等以及地震作用力，因此它的性能好坏对结构的承载能力、变形能力和稳定性有较大的影响。从以往的经验来看，震后钢框架上部结构发生了严重的损坏，这是由于地震能量大部分由上部结构吸收了，为了减少钢结构在地震作用下发生破坏，一般的方法是在钢结构加阻尼器，但现有的阻尼器耗能能力较差，且减震隔震效果并不明显。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于钢结构柱脚的支撑型三向耗能减震阻尼器，该阻尼器耗能能力较强、减震隔震效果好，且破坏后便于更换。
为达到上述目的，本实用新型所述的用于钢结构柱脚的支撑型三向耗能减震阻尼器包括上端板、第一中间端板、第二中间端板、下端板、第一蜂窝筒及第二蜂窝筒；
上端板、第一中间端板、第二中间端板及下端板自上到下依次分布，且第一蜂窝筒固定于上端板与第一中间端板之间，第二蜂窝筒固定于第二中间端板与下端板之间，且第一中间端板与第二中间端板固定连接，上端板上及下端板上均开设有用于连接外部构件的螺栓孔，第一蜂窝筒的孔洞内及第二蜂窝筒的孔洞内均插入有橡胶块，橡胶块与所在孔洞的内壁之间填充有粘性填充物；
第一蜂窝筒中各孔洞的轴线与第二蜂窝筒中各孔洞的轴线相垂直。
第一中间端板与第二中间端板之间通过螺栓相连接。
第一蜂窝筒最上层孔洞内及最下层孔洞内的橡胶块均为半圆柱体结构，第一蜂窝筒中剩余孔洞内的橡胶块均为圆柱体结构。
第二蜂窝筒最上层孔洞内及最下层孔洞内的橡胶块均为半圆柱体结构，第二蜂窝筒中剩余孔洞内的橡胶块均为圆柱体结构。
各橡胶块与其所在孔洞的内壁相切。
第一蜂窝筒与上端板及第一中间端板之间相焊接，第二蜂窝筒与第二中间端板及下端板之间相焊接。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型所述的用于钢结构柱脚的支撑型三向耗能减震阻尼器在具体操作时，上端板与第一中间端板之间固定有第一蜂窝筒，第二中间端板与下端板之间固定有第二蜂窝筒，且第一蜂窝筒中各孔洞的轴线与第二蜂窝筒中各孔洞的轴线相垂直，从而使得阻尼器在水平、横向及竖向三个方向协同耗能，另外，第一蜂窝筒的孔洞内及第二蜂窝筒的孔洞内均插入有橡胶块，在使用过程中，通过第一蜂窝筒及第二蜂窝筒变形耗能和橡胶块阻尼耗能以实现整个阻尼器的减震隔震耗能的目的，耗能能力较强、减震隔震效果好，另外，本实用新型中上端板上及下端板上均开设有用于连接外部构件的螺栓孔，破坏后更换较为方便，满足建筑结构大震不倒、中震可修及小震不坏的设计理念。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的主视图；
图3为本实用新型的右视图；
图4为本实用新型的剖视图；
图5为本实用新型中第一蜂窝筒5的结构示意图；
图6为本实用新型中第一橡胶块7的结构示意图；
图7为本实用新型应用时的结构示意图。
其中，1为上端板、2为下端板、3为第一中间端板、4为第二中间端板、5为第一蜂窝筒、6为第二蜂窝筒、7为橡胶块、8为粘性填充物。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
参考图1至图6，本实用新型所述的用于钢结构柱脚的支撑型三向耗能减震阻尼器包括上端板1、第一中间端板3、第二中间端板4、下端板2、第一蜂窝筒5及第二蜂窝筒6；上端板1、第一中间端板3、第二中间端板4及下端板2自上到下依次分布，且第一蜂窝筒5固定于上端板1与第一中间端板3之间，第二蜂窝筒6固定于第二中间端板4与下端板2之间，且第一中间端板3与第二中间端板4固定连接，上端板1上及下端板2上均开设有用于连接外部构件的螺栓孔，第一蜂窝筒5的孔洞内及第二蜂窝筒6的孔洞内均插入有橡胶块7，橡胶块7与所在孔洞的内壁之间填充有粘性填充物8；第一蜂窝筒5中各孔洞的轴线与第二蜂窝筒6中各孔洞的轴线相垂直。
第一中间端板3与第二中间端板4之间通过螺栓相连接；第一蜂窝筒5最上层孔洞内及最下层孔洞内的橡胶块7均为半圆柱体结构，第一蜂窝筒5中剩余孔洞内的橡胶块7均为圆柱体结构；第二蜂窝筒6最上层孔洞内及最下层孔洞内的橡胶块7均为半圆柱体结构，第二蜂窝筒6中剩余孔洞内的橡胶块7均为圆柱体结构。
各橡胶块7与其所在孔洞的内壁相切；第一蜂窝筒5与上端板1及第一中间端板3之间相焊接，第二蜂窝筒6与第二中间端板4及下端板2之间相焊接。
第一蜂窝筒5及第二蜂窝筒6的壁厚可以根据理论计算或者工程类比法确定，原则上应该使阻尼器各个方向的刚度以及承载力满足设计要求，并且能够在地震作用力下在横向、纵向、竖向耗散能量，避免将更多的地震能量传入上部构件中。
橡胶块7和第一蜂窝筒5及第二蜂窝筒6互相约束，充分发挥两种材料的耗能优势，一方面橡胶块7对第一蜂窝筒5及第二蜂窝筒6的约束能够防止第一蜂窝筒5及第二蜂窝筒6由于应力集中导致的局部屈曲破坏，另一方面第一蜂窝筒5及第二蜂窝筒6对橡胶块7的约束能够在最大程度上发挥橡胶的阻尼作用。另外，粘性填充物8充满橡胶块7与孔洞之间的空隙，使得橡胶块7与第一蜂窝筒5及第二蜂窝筒6均匀受力，防止第一蜂窝筒5及第二蜂窝筒6局部失稳，在地震作用力下粘性填充物8提供的粘结力能够很好的保证第一蜂窝筒5及第二蜂窝筒6与橡胶块7协同并且较为缓慢的耗能。
参考图7，在具体应用时，将本实用新型用于钢结构柱脚处，在使用过程中，通过第一蜂窝筒5及第二蜂窝筒6变形耗能、橡胶块7阻尼耗能以及粘结填充物失效后摩擦耗能以实现整个阻尼器的减震隔震耗能的目的。另外，需要说明的是，本实用新型所述阻尼器通过螺栓与外部构件相连接，且第一中间端板3与第二中间端板4通过螺栓相连接，当任一构件发生破坏后，则可在震后拆卸及更换。
最后需要说明的是，本实用新型还可以用于木结构的木柱下，同样起到耗能减震的效果。
Claims (6)
1.一种用于钢结构柱脚的支撑型三向耗能减震阻尼器，其特征在于，包括上端板(1)、第一中间端板(3)、第二中间端板(4)、下端板(2)、第一蜂窝筒(5)及第二蜂窝筒(6)；
上端板(1)、第一中间端板(3)、第二中间端板(4)及下端板(2)自上到下依次分布，且第一蜂窝筒(5)固定于上端板(1)与第一中间端板(3)之间，第二蜂窝筒(6)固定于第二中间端板(4)与下端板(2)之间，且第一中间端板(3)与第二中间端板(4)固定连接，上端板(1)上及下端板(2)上均开设有用于连接外部构件的螺栓孔，第一蜂窝筒(5)的孔洞内及第二蜂窝筒(6)的孔洞内均插入有橡胶块(7)，橡胶块(7)与所在孔洞的内壁之间填充有粘性填充物(8)；
第一蜂窝筒(5)中各孔洞的轴线与第二蜂窝筒(6)中各孔洞的轴线相垂直。
2.根据权利要求1所述的用于钢结构柱脚的支撑型三向耗能减震阻尼器，其特征在于，第一中间端板(3)与第二中间端板(4)之间通过螺栓相连接。
3.根据权利要求1所述的用于钢结构柱脚的支撑型三向耗能减震阻尼器，其特征在于，第一蜂窝筒(5)最上层孔洞内及最下层孔洞内的橡胶块(7)均为半圆柱体结构，第一蜂窝筒(5)中剩余孔洞内的橡胶块(7)均为圆柱体结构。
4.根据权利要求1所述的用于钢结构柱脚的支撑型三向耗能减震阻尼器，其特征在于，第二蜂窝筒(6)最上层孔洞内及最下层孔洞内的橡胶块(7)均为半圆柱体结构，第二蜂窝筒(6)中剩余孔洞内的橡胶块(7)均为圆柱体结构。
5.根据权利要求1所述的用于钢结构柱脚的支撑型三向耗能减震阻尼器，其特征在于，各橡胶块(7)与其所在孔洞的内壁相切。
6.根据权利要求1所述的用于钢结构柱脚的支撑型三向耗能减震阻尼器，其特征在于，第一蜂窝筒(5)与上端板(1)及第一中间端板(3)之间相焊接，第二蜂窝筒(6)与第二中间端板(4)及下端板(2)之间相焊接。
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