CN212224283U - 一种嵌墙式耗能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种嵌墙式耗能装置，金属阻尼板上下两端分别固定连接有一对摩擦阻尼盖板，支撑构件嵌入式安装在一对摩擦阻尼器之间；支撑构件上设置有复数个摩擦凹面，摩擦阻尼盖板上设置有复数个摩擦凸垫，摩擦凸垫与摩擦凹面相对应，摩擦凹面中部设置有第一条形孔，所述摩擦凸垫中部设置有第二条形孔。本申请的嵌墙式耗能装置体积较小，结构非常简单，生产和制造方便，可以嵌入墙中，在不占用结构空间基础上达到良好的减震作用；使用时不仅有效消耗地震传来的能量，且自身可以根据地震需求水平将行为控制在多个阶段，从而减少组件设备的损坏，从而降低地震后的维修成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑配件领域，具体涉及一种嵌墙式耗能装置。
背景技术
地震是全球范围内多发自然灾害,一旦发生往往造成难以估量破坏,给生命和财产安全带来巨大损失。传统的方法是依靠结构自身的强度和刚度来抵御地震,房屋柱子与梁之间为刚性连接,依靠结构构件的变形和破损来消耗传入建筑物的能量,但这种建立在损耗结构本身的基础上的减隔震方法依然是超过了社会与业主的承受范围。随着科学研究的发展，增设金属阻尼器与摩擦阻尼器成为当前建筑减隔震的主要措施，其中金属阻尼器具有良好的滞回耗能特性，且性能稳定，能够消耗大量的地震动或风振动能量；而摩擦阻尼器耗能能力强,荷载大小、频率对其性能影响不大,且构造简单,取材容易,造价低廉,因而具有很好的应用前景。
现有阻尼器还存在诸多问题：(1)大部分金属阻尼器耗能方式单一，需要在结构产生一定的位移下才能发挥耗能作用，无法适应不同地震等级下建筑的需求，且大部分阻尼器为一次性消耗品，耗能部件破坏后使得阻尼器的耗能能力降低甚至失效，无法再次循环使用；(2)单独的摩擦阻尼器在往复的摩擦过程中会造成螺栓的松动，导致其减震效能减低或失效，给建筑带来安全隐患。故市面上急需一种结构简单、易于安装维护的能够有效消耗地震能量的产品。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型旨在提供一种体积小、结构简单、易于生产安装的嵌墙式耗能装置。
为实现该技术目的，本实用新型的方案是：一种嵌墙式耗能装置，包括支撑构件、摩擦阻尼盖板和金属阻尼板，所述金属阻尼板上下两端分别固定连接有一对摩擦阻尼盖板，所述支撑构件嵌入式安装在一对摩擦阻尼器之间；
所述支撑构件上设置有复数个摩擦凹面，所述摩擦阻尼盖板上设置有复数个摩擦凸垫，所述摩擦凸垫与摩擦凹面相对应，所述摩擦凹面中部设置有第一条形孔，所述摩擦凸垫中部设置有第二条形孔，螺栓穿过第一条形孔、第二条形孔将支撑构件和一对摩擦阻尼盖板固定在一起。
作为优选，所述金属阻尼板为百叶窗结构，金属阻尼板中部设置有复数个六边形通孔；
所述金属阻尼板上下两端均设置有复数个第一固定孔，所述摩擦阻尼盖板上也对应设置有复数个第二固定孔，螺栓穿过第一固定孔、第二固定孔将金属阻尼板和一对摩擦阻尼盖板固定在一起。
作为优选，所述摩擦凸垫之间设置有限位内孔，所述支撑构件上设置有限位凸起，所述限位凸起与限位内孔相对应。
作为优选，所述支撑构件一端设置有T字型的连接座，连接座上设置有复数个连接孔，连接座通过螺钉固定安装在楼板梁上。
作为优选，所述支撑构件垂直方向上设置有加强筋。
作为优选，所述支撑构件两侧还设置有凸边，所述凸边的厚度大于支撑构件中部的厚度。
本实用新型的有益效果，本申请的嵌墙式耗能装置体积较小，结构非常简单，生产和制造方便，可以嵌入墙中，在不占用结构空间基础上达到良好的减震作用；使用时不仅有效消耗地震传来的能量，且自身可以根据地震需求水平将行为控制在多个阶段，从而减少组件设备的损坏，从而降低地震后的维修成本。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的使用状态图；
图3为本实用新型支撑构件的透视图；
图4为本实用新型摩擦阻尼盖板的结构示意图；
图5为本实用新型金属阻尼板的结构示意图；
图6为本实用新型的应力应变示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1-6所示，本实用新型所述的具体实施例为一种嵌墙式耗能装置，包括支撑构件1、摩擦阻尼盖板2和金属阻尼板3，所述金属阻尼板3上下两端分别固定连接有一对摩擦阻尼盖板2，所述支撑构件1嵌入式安装在一对摩擦阻尼器2之间；
所述支撑构件1上设置有复数个摩擦凹面4，所述摩擦阻尼盖板2上设置有复数个摩擦凸垫5，所述摩擦凸垫5与摩擦凹面4相对应，所述摩擦凹面4中部设置有第一条形孔6，所述摩擦凸垫5中部设置有第二条形孔7，螺栓穿过第一条形孔6、第二条形孔7将支撑构件1和一对摩擦阻尼盖板2固定在一起。
所述金属阻尼板3为百叶窗结构，金属阻尼板3中部设置有复数个六边形通孔8；
所述金属阻尼板3上下两端均设置有复数个第一固定孔9，所述摩擦阻尼盖板2上也对应设置有复数个第二固定孔10，螺栓穿过第一固定孔9、第二固定孔10将金属阻尼板3和一对摩擦阻尼盖板2固定在一起。
为了方便安装连接稳定，所述摩擦凸垫5之间设置有限位内孔11，所述支撑构件1上设置有限位凸起12，所述限位凸起12与限位内孔11相对应。限位凸起既能起到限位作用，也能让支撑构件与摩擦阻尼盖板连接的更为稳定。
为了方便本装置能够更好安装在墙楼板梁上，所述支撑构件1一端设置有T字型的连接座13，连接座13上设置有复数个连接孔14，连接座13通过螺钉15固定安装在楼板梁16上。T字型的连接座能够提供更大接触面积用于安装，稳定性更好。
为了增加支撑构件的稳定性，所述支撑构件1垂直方向上设置有加强筋17。所述支撑构件1两侧还设置有凸边18，所述凸边18的厚度大于支撑构件中部的厚度。通过加强筋能增加支撑构件中部的稳定性，凸边能够增加支撑构件两侧的稳定性，在节省材料、减轻重量的同时保持支撑构件的良好稳定性。
本申请的嵌墙式耗能装置是由摩擦阻尼盖板和金属阻尼板、支撑构件组成的复合型耗能装置，并通过上下设置的支撑构件与楼板梁连接。支撑构件均有四个摩擦凹面，该摩擦凹面由喷砂法处理，以提高钢材表面的粗糙度，每块摩擦阻尼盖板的一侧设有两块摩擦凸垫，摩擦凸垫与摩擦凹面中间都预留有控制相对滑动距离的第一条形孔、第二条形孔，摩擦阻尼盖板与支撑构件由高强螺栓M22*80连接(为提供足够的夹紧力，需在螺栓和盖板间加螺栓垫圈)。支撑构件的摩擦凹面之间设有限位凸起，而摩擦阻尼盖板的摩擦凸垫之间设有限位内孔，由限位凸起和限位内孔的尺寸可以控制摩擦阻尼盖板与上下支撑构件相对滑动的距离。另外，支撑构件钢板中根据具体装置尺寸设置有防止构件扭曲破坏的加强筋，摩擦阻尼盖板上预留与金属阻尼板连接的6个第二固定孔。
金属阻尼器部分主要由两块百叶窗型钢质金属阻尼板起变形耗能作用，金属阻尼板上下均为直条板，直条板之间位置有复数根横条板，横条板之间为六边形孔状百叶窗结构；上下两端的直条板上开设有N＝6个直径d＝22mm的第一固定孔，所述摩擦阻尼盖板也开设有对应的第二固定孔，金属阻尼板与摩擦阻尼盖板通过高强螺栓以及固定孔进行固定连接。
所述金属阻尼板和高强螺栓应满足如下条件：
其中，N为横条板的数量，l为所述横条板的长，h，t为所述横条板最小截面的厚、高，n为第一直条板与第二直条板上的螺纹孔的数量，d为螺纹孔的直径，fy为所述横条板的抗拉强度，τ为所述高强螺栓的抗剪强度。
图6所示为采用本申请装置加固后框架的应力应变示意图。
由于本申请装置的加入，框架的初始侧移刚度增大。当传递给耗能装置的剪切力达到预定的滑移荷载时，上下支撑构件与摩擦阻尼盖板开始相对滑动运动(阶段1)，通过改变焊接在支撑构件的限位凸起尺寸S1和摩擦阻尼盖板上的限位内孔尺寸S2，可以控制滑移范围s，当摩擦阻尼器的相对位移达到s＝1/2(S2-S1)时,滑动摩擦运动结束；此时，由于百叶窗型金属阻尼板的阻力，系统的刚度再次增加，通过其非弹性变形耗散地震传入的能量(阶段2)。当达到百叶窗型金属阻尼板屈服的条件时，百叶窗型金属阻尼板破坏，随后是框架构件的屈服破坏(阶段4)。通过这种方式，可以根据地震需求水平将行为控制在多个阶段，从而减少组件设备的损坏，从而降低地震后的维修成本。
本申请的嵌墙式耗能装置体积较小，结构非常简单，生产和制造方便，可以嵌入墙中，在不占用结构空间基础上达到良好的减震作用；使用时不仅有效消耗地震传来的能量，且自身可以根据地震需求水平将行为控制在多个阶段，从而减少组件设备的损坏，从而降低地震后的维修成本。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种嵌墙式耗能装置，其特征在于：包括支撑构件、摩擦阻尼盖板和金属阻尼板，所述金属阻尼板上下两端分别固定连接有一对摩擦阻尼盖板，所述支撑构件嵌入式安装在一对摩擦阻尼器之间；
所述支撑构件上设置有复数个摩擦凹面，所述摩擦阻尼盖板上设置有复数个摩擦凸垫，所述摩擦凸垫与摩擦凹面相对应，所述摩擦凹面中部设置有第一条形孔，所述摩擦凸垫中部设置有第二条形孔，螺栓穿过第一条形孔、第二条形孔将支撑构件和一对摩擦阻尼盖板固定在一起。
2.根据权利要求1所述的嵌墙式耗能装置，其特征在于：所述金属阻尼板为百叶窗结构，金属阻尼板中部设置有复数个六边形通孔；
所述金属阻尼板上下两端均设置有复数个第一固定孔，所述摩擦阻尼盖板上也对应设置有复数个第二固定孔，螺栓穿过第一固定孔、第二固定孔将金属阻尼板和一对摩擦阻尼盖板固定在一起。
3.根据权利要求1所述的嵌墙式耗能装置，其特征在于：所述摩擦凸垫之间设置有限位内孔，所述支撑构件上设置有限位凸起，所述限位凸起与限位内孔相对应。
4.根据权利要求1所述的嵌墙式耗能装置，其特征在于：所述支撑构件一端设置有T字型的连接座，连接座上设置有复数个连接孔，连接座通过螺钉固定安装在楼板梁上。
5.根据权利要求4所述的嵌墙式耗能装置，其特征在于：所述支撑构件垂直方向上设置有加强筋。
6.根据权利要求4所述的嵌墙式耗能装置，其特征在于：所述支撑构件两侧还设置有凸边，所述凸边的厚度大于支撑构件中部的厚度。
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| CN (1) | CN212224283U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115478631A (zh) * | 2022-11-03 | 2022-12-16 | 重庆大学 | 一种可实现多级限位耗能的混合自复位阻尼装置及其应用 |
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2020
- 2020-03-04 CN CN202020249934.XU patent/CN212224283U/zh not_active Expired - Fee Related
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