CN215054172U - 一种分阶段耗能的复合阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种分阶段耗能的复合阻尼器，其主要耗能材料包括摩擦片，U型软钢，粘弹性材料，通过各类形式的钢板连接后，再由扣接钢板端部的扣接件进行组合形成复合阻尼器的工作腔体，由固定钢板结合两层封装盖板在其外侧进行整体固定。确保结构在小震时由粘弹性阻尼器与摩擦阻尼器串联复合工作，大震时由粘弹性阻尼器与软钢阻尼器串联复合工作，充分发挥了各阻尼器的阻尼耗能。此款复合阻尼器结构形式简单，耗能材料可以根据不同工程抗震需求进行替换，便于制作，施工，检修以及震后损坏更换，可应用于各种结构消能减振体系中，并极大地提高工程结构的抗震能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及土木工程结构消能减震技术领域，具体涉及一种分阶段耗能的复合阻尼器。
背景技术
近些年来，在土木工程结构减震控制技术不断地发展与研究过程中，被动控制作为一种无外部能源输入的减震控制技术被广泛地应用于结构的减震控制之中，消能构件和消能阻尼器的设计和使用也变得越来越广泛。目前国内外的研究人员对于单一耗能机制的阻尼器的相关研究比较多，对复合型阻尼器的研究则相对较少，而耗能机制单一的阻尼器在实际的工程应用中都存在其局限性，例如的金属阻尼器的初始刚度较大，只有在大震作用下其的耗能减震的作用才会大大体现，而在频繁的中小震作用下金属阻尼器的耗能减震效果并不明显；摩擦耗能器由于两种材料在恒定的正压力作用下保持长期的静接触会产生冷粘结或冷凝固，用于工程减震控制所期望的摩擦系数会发生改变，类似的单一耗能机制的阻尼器还有粘弹性阻尼器、粘滞阻尼器以及铅挤压阻尼器等。
复合型阻尼器一般由两种或两种以上的耗能材料构成，可以实现分阶段多级耗能，从而克服单一类型阻尼器的缺点。因此，如何设计同时利用多种耗能机制，取长补短，提高结构的抗震性能，将成为土木工程领域今后亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种分阶段耗能的复合阻尼器；该复合阻尼器构造简单，组合连接较为方便，实现了在不同地震等级下利用多种耗能材料进行的协同工作，弥补了单一类型阻尼器的缺点，耗能减震效果较为显著。
本实用新型采用如下技术方案：
一种分阶段耗能的复合阻尼器，是由三种不同种类的阻尼器组合连接而成的，其中粘弹性阻尼器是由作动钢板与从动钢板分别与扣接钢板通过粘弹性材料进行连接；摩擦型阻尼器是由摩擦凹槽钢板与连接钢板通过若干摩擦片相接触后进行摩擦耗能；软钢阻尼器是由连接钢板的非摩擦面与扣接钢板以及U型软钢耗能器通过若干高强螺栓连接，通过软钢的弯曲屈服耗能。
作为优选，所述复合阻尼器内部的三种阻尼器可以通过扣接钢板边缘的扣接件首尾连接，同时由封装盖板，固定钢板进行封装后，可以形成阻尼器的外保护壳，并保证各阻尼器的位移处于同一平面；
作为优选，所述复合阻尼器在不同的地震等级下均可由两种类型的阻尼器串联复合耗能，且软钢阻尼器与摩擦阻尼器一直处于分离状态，不会共同工作；
作为优选，所述两个摩擦凹槽钢板的非摩擦面上设有圆形凹槽，圆钢棒焊接于凹槽中心后，中空连接钢筒可嵌套于圆钢棒周围的圆形凹槽间隙中；
作为优选，所述中空连接钢筒内置压缩弹簧，用于增大摩擦阻尼器的预压力；
作为优选，所述摩擦钢板圆形凹槽深度大于矩形凹槽深度，钢板的厚度大于各凹槽深度；
作为优选，所述摩擦钢板的摩擦面由于存在摩擦片，在连接钢板的摩擦凸块进入摩擦钢板的矩形凹槽后，其会间存在一定间隙宽度，便于人工复位；
作为优选，所述作动钢板与从动钢板在腔体内侧上下两端焊接有限位卡槽钢板，用于后期限制压缩弹簧的挤压作用并且固定钢板位置；
作为优选，所述复合阻尼器第一阶段复合阻尼器耗能工作的极限位移即连接钢板摩擦面各凸块的中心线距相近的摩擦钢板矩形凹槽中心线的距离；
作为优选，所述连接钢板的非摩擦面设置有O型凹槽，若干软钢棒一端焊接于中部扣接钢板的内侧另一端伸入O型凹槽内，可限制U型软钢的最大位移并抵消压缩弹簧的挤压作用。
本实用新型的有益效果体现在：选取三种类型的阻尼器两两组合的形式，进行分阶段复合耗能，使得阻尼器在小位移和大位移下均可参与耗能。与以往单一类型的阻尼器以及现有复合阻尼器相比，同时具备了多种材料的优点而且分阶段耗能的过程与形式更为明确，具有较强的变形能力和耗能能力。
附图说明
图1是所述复合阻尼器的平剖图
图2是所述复合阻尼器组装完成后的主视图
图3是所述复合阻尼器组装完成后的俯视图
图4是所述连接钢筒内置压缩弹簧的结构示意图
图5是所述连接钢板与扣接钢板的连接示意图
图6是所述摩擦钢板的结构示意图
图7是所述固定钢板的主视图
图8是所述封装盖板的俯视图
图中，1.作动钢板；2.从动钢板；3.粘弹性材料；4.摩擦片；5.U型软钢耗能器；6.扣接钢板；7.高强螺栓；8.连接钢筒；9.压缩弹簧；10.摩擦钢板；11.连接钢板；12.封装盖板；13.固定钢板；14.圆钢棒；15.限位卡槽板；16.限位凹槽；17.扣接件；
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例对本实用新型做进一步解释说明。
参见图1，图2以及图3所示，本实用新型为一种分阶段耗能的复合阻尼器，该复合阻尼器的工作腔体主要由三种类型的阻尼器组装连接形成，其中由作动钢板(1)与从动钢板(2)，扣接钢板(6)以及粘弹性材料组成粘弹性耗能单元；由摩擦钢板(10)与连接钢板(11)以及若干摩擦片(4)组成摩擦耗能单元；最后由连接钢板(11)与扣接钢板(6)以及U型软钢耗能器(5)组成软钢耗能单元。其中如图1所示，扣接钢板共分为端部，中部，尾部三种形式，待各耗能单元组装完毕后，可由扣接钢板进行首尾连接组合。
其中，作动钢板(1)与从动钢板(2)均连接有粘弹性材料，始终参与耗能工作，并且两块摩擦钢板(10)的两端分别与作动钢板(1)和从动钢板(2)在腔体内部的横向段相接触，连接钢板(11)的摩擦块与摩擦钢板(10)摩擦面上的摩擦片(4)相接触，由此形成了第一阶段工作下的摩擦-粘弹阻尼器，小震时，作动钢板(1)会产生纵向位移，同时推动摩擦钢板(10)以及从动钢板(2)产生纵向位移，地震能量由粘弹性材料以及摩擦片耗散，如图4，图6所示，两块摩擦钢板(10)的非摩擦面设有圆形凹槽，并在其中焊接有圆钢棒(14)，通过连接钢筒(8)内置压缩弹簧(9)进行连接，压缩弹簧会通过挤压圆钢棒来增大摩擦阻尼器的预压力，提高耗能效果；大震时，作动钢板(1)推动摩擦钢板(10)运动会产生较大位移，其中，连接钢板(11)摩擦面各凸块的中心线距相近的摩擦钢板(10)矩形凹槽中心线的距离，即为第一阶段复合阻尼器耗能工作的极限位移，超过此极限位移后，此时由于压缩弹簧的挤压力，会使得连接钢板(11)上的摩擦块进入摩擦钢板(10)摩擦面上的矩形凹槽，从而形成第二阶段工作下的软钢-粘弹阻尼器，地震能量由软钢-粘弹阻尼器耗散。另外，作动钢板(1)与从动钢板(2)在腔体内侧上下两端均焊接有限位卡槽钢板(15)，可限制第二工作阶段压缩弹簧对U型软钢的横向挤压。同时，连接钢板(11)上的摩擦块进入摩擦钢板(10)摩擦面上的矩形凹槽后，由于其间存在摩擦片，会有一定间隙宽度，便于后续复位以及更换工作。
参考图5所示，连接钢板(11)的非摩擦面设置有四个O型凹槽，且有四个圆钢棒一段焊接于中部扣接钢板(6)的内侧并且其另一端伸入O型凹槽内，用于复合阻尼器第二工作阶段限制U型软钢的最大位移，以及第一工作阶段抵消压缩弹簧通过摩擦钢板(10)和连接钢板(11)对U型软钢耗能器的的横向挤压作用。如图2，图7，图8所示，复合阻尼器工作腔体连接完成后，由封装盖板(12)以及固定钢板(13)进行封闭连接，可以作为复合阻尼器的外保护壳，并且使各阻尼器的位移始终产生在同一平面内。
最后所应说明的是，以上具体实施方式作为本实用新型较佳实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，凡对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的原理，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种分阶段耗能的复合阻尼器，其特征在于：所述复合阻尼器是由三种不同种类的阻尼器复合而成的，粘弹性阻尼器是由作动钢板(1)与从动钢板(2)分别与扣接钢板(6)以及粘弹性材料用硫化的方式进行连接组合形成，属于速度型阻尼器；摩擦型阻尼器是由摩擦钢板(10)与连接钢板(11)通过若干摩擦片(4)相接触形成，属于位移型阻尼器；软钢阻尼器是由连接钢板(11)与扣接钢板(6)以及U型软钢耗能器(5)通过若干高强螺栓(7)进行连接组成，属于位移型阻尼器。
2.根据权利要求1所述的一种分阶段耗能的复合阻尼器，其特征在于：所述扣接钢板(6)共有三种类型，并且可以通过边缘的扣接件首尾连接组合，形成复合阻尼器的外保护壳，同时封装盖板(12)与扣接钢板(6)组合连接后可保证各阻尼器的位移处于同一平面。
3.根据权利要求1所述的一种分阶段耗能的复合阻尼器，其特征在于：所述复合阻尼器在不同的地震等级下可以保证有两种类型的阻尼器串联复合工作，且软钢阻尼器与摩擦阻尼器一直处于分离状态，不会共同工作。
4.根据权利要求1所述的一种分阶段耗能的复合阻尼器，其特征在于：所述两个摩擦钢板(10)的非摩擦面上有六个圆形凹槽，并且有六个圆钢棒(14)焊接于凹槽中心，圆钢棒直径小于圆形凹槽直径，中空连接钢筒(8)可嵌套进圆钢棒周围的圆形凹槽间隙中。
5.根据权利要求4所述的一种分阶段耗能的复合阻尼器，其特征在于：所述中空连接钢筒(8)内置压缩弹簧(9)，可用于增大摩擦阻尼器的预压力。
6.根据权利要求4所述的一种分阶段耗能的复合阻尼器，其特征在于：所述两个摩擦钢板(10)非摩擦面上的圆形凹槽深度大于摩擦面上矩形凹槽深度，摩擦钢板的整体厚度大于圆形凹槽深度。
7.根据权利要求4所述的一种分阶段耗能的复合阻尼器，其特征在于：所述摩擦钢板(10)的摩擦面固定有摩擦片，连接钢板(11)的摩擦凸块进入摩擦钢板(10)的矩形凹槽后，其间存在一定间隙宽度。
8.根据权利要求1所述的一种分阶段耗能的复合阻尼器，其特征在于：所述复合阻尼器的作动钢板(1)与从动钢板(2)在腔体内侧上下两端均焊接有限位卡槽钢板(15)，用于后期限制压缩弹簧的挤压作用。
9.根据权利要求1所述的一种分阶段耗能的复合阻尼器，其特征在于：所述连接钢板(11)摩擦面各凸块的中心线距相近的摩擦钢板(10)矩形凹槽中心线的距离，即为第一阶段复合阻尼器耗能工作的极限位移。
10.根据权利要求1所述的一种分阶段耗能的复合阻尼器，其特征在于：所述连接钢板(11)的非摩擦面设置有四个O型凹槽，且有四个圆钢棒一段焊接于中部扣接钢板(6)的内侧并且其另一端伸入O型凹槽内，用于限制U型软钢的最大位移以及抵消压缩弹簧的挤压作用。
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Cited By (2)
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