CN220666477U - 一种用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器，涉及钢结构梁柱技术领域，安装在互相垂直连接的钢梁和钢柱上，包括两个套装在所述钢梁和钢柱外缘的抱箍，每个所述抱箍的一端固定连接有两块连接板，且每两块所述连接板之间铰接连接一转块，每个所述转块与一套设有弹簧的伸缩杆的一端连接，且每个所述伸缩杆的另一端与一阻尼杆的一端连接，每个所述阻尼杆的另一端连接有一阻尼筒，且两个所述阻尼筒的自由端相连。本实用新型解决了钢结构梁柱在抗震当中如何有效的抵御地震耗散地震能量同时保护钢结构本身不被破坏的问题。

Description

一种用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器

技术领域

本实用新型涉及钢结构梁柱技术领域，具体为一种用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器。

背景技术

众所周知，对于钢结构梁柱而言，传统的抗震方法是通过结构本身的塑性变形来耗散地震能量,其实质就是把结构本身及构件作为“消能”元件,这样必然使结构产生不同程度的损坏,甚至产生严重的破坏和倒塌。

因此，目前亟需设计一种用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器来耗散地震能量同时保证钢结构本身的结构不被破坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够有效耗散地震能量，且安装方便的用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器，所述阻尼器安装在互相垂直连接的钢梁与钢柱之间，其特征在于，所述阻尼器包括：两个分别套装在所述钢梁和所述钢柱外缘的抱箍，每个所述抱箍的一端固定连接有两块连接板，且每两块所述连接板之间铰接连接一转块，每个所述转块与一套设有弹簧的伸缩杆的一端连接，且每个所述伸缩杆的另一端与一阻尼杆的一端连接，每个所述阻尼杆的另一端连接有一阻尼筒，且两个所述阻尼筒的自由端相连；

其中，每个所述阻尼筒包括：

一矩形外壳，其一端面上设有一供所述阻尼杆的另一端穿过的圆孔；

两个对称设置在所述矩形外壳两侧并与该矩形外壳内部连通的连接壳体；

一可上下移动的移动块，其包括一位于所述矩形外壳内部并与所述阻尼杆的另一端固定连接的压块以及两个对称连接在该压块左右两侧并分别位于两个所述连接壳体内部的连接块，其中，每个所述连接块的顶面和底面上分别设有第一磁铁块，每个所述连接壳体的内壁上设有与所述第一磁铁块位置对应的第二磁铁块，且所述第一磁铁块与第二磁铁块同名磁极相对；

一设置在所述矩形外壳内的第一气囊；以及

若干设置在所述矩形外壳内的第二气囊；

其中，所述第一气囊和第二气囊分别位于所述压块的上下两侧，且若干所述第二气囊围绕所述阻尼杆设置。

优选的，所述矩形外壳另一端面的四角位置分别设有一三角形加劲肋。

优选的，所述移动块的前后两侧面上设有外锯齿，所述阻尼筒的内壁面上与所述移动块接触的位置设有与所述外锯齿适配的内锯齿。

优选的，所述第一气囊和所述第二气囊均由柔性材料制成，充气状态下的所述第一气囊和所述第二气囊均呈圆柱状。

优选的，所述第一气囊大小为所述第二气囊的四倍。

优选的，所述抱箍通过螺栓副与所述钢梁以及所述钢柱固定连接。

优选的，所述转块通过销轴铰接连接在两块所述连接板之间。

本实用新型提供了一种用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器，具备以下有益效果：

1.该用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器，通过设置有第一气囊、第二气囊与第一磁铁块、第二磁铁块，遇到剧烈震动时，阻尼杆推动移动块挤压气囊，利用压缩第一气囊内部的气体与阻尼筒筒壁进行反复摩擦耗能，通过相邻的第一磁铁块和第二磁铁块之间的斥力磁场进行缓冲耗能，帮助钢结构梁柱节点耗能减震，进而有效的保护主体结构。

2.矩形外壳底部设置三角形加劲肋，可以有效增强矩形外壳底部结构的刚度，防止底板屈曲。

附图说明

图1为本实用新型的工作结构示意图；

图2为本实用新型的整体结构示意图；

图3为本实用新型中阻尼筒内部的结构分解图；

图4为本实用新型中阻尼筒的结构分解图；

图5为本实用新型中移动块的结构示意图。

图中：1、钢梁；2、钢柱；3、抱箍；4、连接板；5、转块；6、销轴；7、伸缩杆；8、弹簧；9、阻尼杆；10、阻尼筒；101、矩形外壳；102、连接壳体；11、三角形加劲肋；12、移动块；121、压块；122、连接块；13、第一气囊；14、第二气囊；15、第一磁铁块；16、第二磁铁块；17、螺栓副。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器，阻尼器安装在互相垂直连接的钢梁1与钢柱2之间，阻尼器包括：两个分别套装在钢梁1和钢柱2外缘的抱箍3，每个抱箍3的一端固定连接有两块连接板4，且每两块连接板4之间铰接连接一转块5，每个转块5与一套设有弹簧8的伸缩杆7的一端连接，且每个伸缩杆7的另一端与一阻尼杆9的一端连接，每个阻尼杆9的另一端连接有一阻尼筒10，且两个阻尼筒10的自由端相连；在本实施例中，抱箍3通过螺栓副17与钢梁1以及钢柱2固定连接；转块5通过销轴6铰接连接在两块连接板4之间，使之可以调整该阻尼器的角度，方便对本阻尼器进行安装；

其中，每个阻尼筒10包括：

一矩形外壳101，其一端面上设有一供阻尼杆9的另一端穿过的圆孔；在本实施例中，矩形外壳101另一端面的四角位置分别设有一三角形加劲肋11，其可以有效增强矩形钢套筒101底部结构的刚度，防止底板屈曲；

两个对称设置在矩形外壳两侧并与该矩形外壳101内部连通的连接壳体102；

一可上下移动的移动块12，其包括一位于矩形外壳101内部并与阻尼杆9的另一端固定连接的压块121以及两个对称连接在该压块121左右两侧并分别位于两个连接壳体102内部的连接块122，其中，每个连接块122的顶面和底面上分别设有第一磁铁块15，每个连接壳体102的内壁上设有与第一磁铁块15位置对应的第二磁铁块16，且第一磁铁块15与第二磁铁块16同名磁极相对，利用相邻磁铁块之间的斥力磁场进行缓冲耗能；在本实施例中，移动块12的前后两侧面上设有外锯齿，阻尼筒10的内壁面上与所述移动块12接触的位置设有与外锯齿适配的内锯齿；另外，矩形外壳101与连接壳体102内部的长度与宽度和压块121与连接块122近似等同，矩形外壳101与连接壳体102内部的高度均大于压块121与连接块122的高度，这样在地震发生时，移动块12不断上下移动可以挤压第一气囊13与阻尼筒10筒壁进行反复摩擦耗能；

一设置在矩形外壳101内的第一气囊13；以及

若干设置在矩形外壳101内的第二气囊14；在本实施例中，第一气囊13布置于矩形外壳101内腔的底部，第二气囊14布置于矩形外壳101内腔顶部四角位置，第一气囊13大小为第二气囊14的四倍，且其均由柔性材料制成，具体可以为橡胶或硅胶等弹性较好的材料，确保空气气囊具有较好的弹性和耐磨性，每个空气气囊中充入适量的空气，充气状态下的第一气囊13和第二气囊14均呈圆柱状，且第一气囊13可以完美贴合于矩形外壳101的底板，每个第二气囊14可以完美贴合于矩形外壳101的顶板和侧壁；

其中，第一气囊13和第二气囊14分别位于压块121的上下两侧，且若干第二气囊14围绕阻尼杆9设置。

另外，在本实施例中，第一气囊13、第二气囊14与矩形外壳101，第一磁铁块15与连接块122以及第二磁铁块16与连接壳体102之间均采用结构胶粘结固定。

本实用新型的制作方法如下：

第一步，先将所有构件在工厂加工完成；

第二步，先将两块连接板4焊接在抱箍3的一端，然后通过销轴6将连接板4与转块5铰接连接，再将套设有弹簧8的伸缩杆7焊接在转块5上，接着将阻尼杆7的另一端焊接在压块121上；

第三步，先将三角形加劲肋11焊接在矩形外壳101的底板上，再将第一气囊13通过结构胶粘结于矩形外壳101的底部，其次将连接有阻尼杆9的压块121伸入矩形外壳101，然后将压块121的两端焊接连接块122，接着将磁铁块15与第二磁铁块16通过结构胶分别固定连接在连接块122的上下侧和连接壳体102内腔的顶部与底部，最后再将连接壳体102焊接在矩形外壳101上；

第四步，先将第二气囊14通过结构胶粘结于矩形外壳101顶部的四角，然后将矩形外壳101的顶板穿过阻尼杆9焊接固定在矩形外壳101上，最后将阻尼杆9的另一端焊接固定在伸缩杆7上；

第五步，按照以上方法制作两次，然后将两个阻尼筒10焊接固定在一起完成本摩擦耗能阻尼器的制作。

本实用新型的工作原理如下：

使用时，先将本阻尼器一端的抱箍3通过螺栓副17固定连接在钢梁1上，然后通过转块5调整角度将另一端的抱箍3通过螺栓副17固定连接在钢柱2上。在遇到剧烈震动时，阻尼杆9推动移动块12挤压第一气囊13，利用压缩第一气囊13内部的气体与阻尼筒10筒壁进行摩擦耗能，通过相邻的第一磁铁块15与第二磁铁块16之间的斥力磁场进行缓冲耗能，当阻尼杆9向另一方向震动时，阻尼杆9推动移动块12挤压第二气囊14，利用压缩第二气囊14内部的气体与阻尼筒10筒壁进行摩擦耗能，通过相邻的第一磁铁块15与第二磁铁块16之间的斥力磁场进行缓冲耗能，帮助钢结构梁柱节点耗能减震，进而有效的保护主体结构。

因此，阻尼器是在主要结构构件屈服前的预定荷载下产生了滑移或变形,依靠摩擦或阻尼耗散地震能量,同时,由于结构变形后自振周期加长,减小了地震输入,从而达到降低结构地震反应的目的。

综上所述，本实用新型具有以下优点：

该用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器，通过设置有第一气囊、第二气囊与磁铁块，遇到剧烈震动时，阻尼杆推动移动块挤压气囊，利用压缩气囊内部的气体与筒壁进行反复摩擦耗能，通过相邻的两块磁铁块之间的斥力磁场进行缓冲耗能，帮助钢结构梁柱节点耗能减震，进而有效的保护主体结构；同时，矩形外壳底部设置三角形加劲肋，可以有效增强矩形外壳底部结构的刚度，防止底板屈曲；另外，本实用新型作为一种耗能装置，不仅耗能能力强，荷载大小、频率对其性能影响不大，而且其结构简单、造价低廉、取材容易，具有很好的应用前景，尤其在近断层地震反应和中高层结构地震反应方面有独特优势。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器，所述阻尼器安装在互相垂直连接的钢梁(1)与钢柱(2)之间，其特征在于，所述阻尼器包括：两个分别套装在所述钢梁(1)和所述钢柱(2)外缘的抱箍(3)，每个所述抱箍(3)的一端固定连接有两块连接板(4)，且每两块所述连接板(4)之间铰接连接一转块(5)，每个所述转块(5)与一套设有弹簧(8)的伸缩杆(7)的一端连接，且每个所述伸缩杆(7)的另一端与一阻尼杆(9)的一端连接，每个所述阻尼杆(9)的另一端连接有一阻尼筒(10)，且两个所述阻尼筒(10)的自由端相连；

其中，每个所述阻尼筒(10)包括：

一矩形外壳(101)，其一端面上设有一供所述阻尼杆(9)的另一端穿过的圆孔；

两个对称设置在所述矩形外壳两侧并与该矩形外壳(101)内部连通的连接壳体(102)；

一可上下移动的移动块(12)，其包括一位于所述矩形外壳(101)内部并与所述阻尼杆(9)的另一端固定连接的压块(121)以及两个对称连接在该压块(121)左右两侧并分别位于两个所述连接壳体(102)内部的连接块(122)，其中，每个所述连接块(122)的顶面和底面上分别设有第一磁铁块(15)，每个所述连接壳体(102)的内壁上设有与所述第一磁铁块(15)位置对应的第二磁铁块(16)，且所述第一磁铁块(15)与第二磁铁块(16)同名磁极相对；

一设置在所述矩形外壳(101)内的第一气囊(13)；以及

若干设置在所述矩形外壳(101)内的第二气囊(14)；

其中，所述第一气囊(13)和第二气囊(14)分别位于所述压块(121)的上下两侧，且若干所述第二气囊(14)围绕所述阻尼杆(9)设置。

2.根据权利要求1所述的用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器，其特征在于：所述矩形外壳(101)另一端面的四角位置分别设有一三角形加劲肋(11)。

3.根据权利要求1所述的用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器，其特征在于：所述移动块(12)的前后两侧面上设有外锯齿，所述阻尼筒(10)的内壁面上与所述移动块(12)接触的位置设有与所述外锯齿适配的内锯齿。

4.根据权利要求1所述的用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器，其特征在于：所述第一气囊(13)和所述第二气囊(14)均由柔性材料制成，充气状态下的所述第一气囊(13)和所述第二气囊(14)均呈圆柱状。

5.根据权利要求1所述的用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器，其特征在于：所述第一气囊(13)大小为所述第二气囊(14)的四倍。

6.根据权利要求1所述的用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器，其特征在于：所述抱箍(3)通过螺栓副(17)与所述钢梁(1)以及所述钢柱(2)固定连接。

7.根据权利要求1所述的用于钢结构梁柱节点的摩擦耗能阻尼器，其特征在于：所述转块(5)通过销轴(6)铰接连接在两块所述连接板(4)之间。