CN220768484U - 一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置，包括分别固定于上部构件底面、下部构件顶面的上连接座、下连接座，所述上连接座的上、下侧分别压设有上摩擦板、下摩擦板，下连接座顶部设有抗剪部，抗剪部上端与下摩擦板底面间隙配合，且抗剪部上端周向设有阻尼层，抗剪部所需的剪断力大于上连接座与上摩擦板、下摩擦板之间的滑动摩擦力。本实用新型通过分段阻尼特性，可以满足装置日常抗风微动，建筑物经过中大震后，抗风减震/振装置剪断失效，力无法继续传导给建筑物或者构筑物，对建筑物或者构造物起到保护作用。

Description

一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置

技术领域

本实用新型涉及工程结构抗震/振技术领域，具体涉及一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置。

背景技术

消能减震技术作为一种被动的结构减震控制技术，近几年来已经逐步应用在建筑物或构筑物中。所谓消能减震技术，是在结构上附加消能减震装置，附加减震装置和结构本身共同承担地震和风振等作用，通过附加减振装置的耗能作用从而减小结构本身的动力响应，保证了结构的安全性、舒适性和正常使用性等功能要求。

目前建筑物或构造物中常用的耗能抗风减震/振装置，只有屈服力和风载荷位移限制要求，仅能解决风载荷微动，在中大震时，超过屈服力或限制位移后，力持续增大，未有剪断结构，使得力传递到建筑物或者构造物上，造成结构的损伤。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置，通过分段阻尼特性，可以满足装置日常抗风微动，并有效解决建筑物经过中大震后，抗风减震/振装置剪断失效，避免结构损伤。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下方案：

一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置，包括分别固定于上部构件底面、下部构件顶面的上连接座、下连接座，所述上连接座的上、下侧分别压设有上摩擦板、下摩擦板，下连接座顶部设有抗剪部，抗剪部上端与下摩擦板底面间隙配合，且抗剪部上端周向设有阻尼层，抗剪部所需的剪断力大于上连接座与上摩擦板、下摩擦板之间的滑动摩擦力。

由于采用上述技术方案，上连接座、下连接座分别固定在建筑物或者构造物的上部构件底面、下部构件顶面，上摩擦板、下摩擦板分别压设在上连接座上、下侧，外力克服上摩擦板、下摩擦板与上连接座之间的最大静摩擦力后，上连接座可以与两摩擦板之间发生相对滑动进而实现滑动耗能，阻尼层设置于抗剪部上端周向，阻尼层具有一定的弹性，外力大于抗剪部的抗剪力后便会被剪断，第一阶段：日常工况下抗风，减小风荷载微振，抗风减震/振装置处于弹性阶段，阻尼层提供弹性位移以及弹性阻尼力；第二阶段：在小震下，抗风减震/振装置通过上连接座与上摩擦板、下摩擦板之间的摩擦阻尼耗能；第三阶段：在中震下，位移达到设防小震位移后，当地震力大于抗剪部的设计剪断力后，装置的抗剪部剪断，装置失效，力无法继续传导给建筑物或者构筑物，对建筑物或者构造物起到保护作用。

进一步的，所述抗剪部为卡榫，卡榫由榫头及榫杆构成，榫杆下端与下连接座一体成形，榫杆上端与榫头一体成形，榫头与下摩擦板底部间隙配合。

进一步的，所述榫头与榫杆之间设有抗剪段，抗剪段的直径小于榫头、榫杆的直径。

进一步的，所述榫头与榫杆之间通过抗剪螺栓或者抗剪销连接。

进一步的，所述下摩擦板底面中部位置设有与榫头适配的卡槽，阻尼层位于卡槽内。

进一步的，所述上连接座顶部具有向下凹陷的盆腔，上摩擦板位于盆腔内且底面与盆腔底壁接触，上摩擦板、下摩擦板之间通过连接螺栓锁紧并压设在盆腔底壁与上连接座底面之间，盆腔底壁上开设有通孔，通孔侧壁与连接螺栓之间具有允许上连接座横向滑动的间隙。

进一步的，所述上摩擦板底面、下摩擦板顶面均焊接有黄铜板，盆腔底壁、上连接座底面均焊接有不锈钢板。

进一步的，所述上连接座顶面设有位于上部构件内的上预埋板，下连接座底面设有位于下部构件内的下预埋板。

进一步的，所述上预埋板顶面连接有位于上部构件内的上预埋套筒，下预埋板底面连接有位于下部构件内的下预埋套筒，上预埋套筒与上部构件内的锚杆连接，下预埋套筒与下部构件内的锚杆连接。

进一步的，所述上预埋套筒内连接有用于将上连接座固定在上部构件底面的上锚固螺栓，下预埋套筒内连接有用于将下连接座固定在下部构件顶面的下锚固螺栓。

本实用新型具有的有益效果：

1、本实用新型中，抗风减震/振装置在具体应用时，第一阶段：日常工况下抗风，减小风荷载微振，抗风减震/振装置处于弹性阶段，阻尼层提供弹性位移以及弹性阻尼力；第二阶段：在设防小震下，抗风减震/振装置通过上连接座与上摩擦板、下摩擦板之间的摩擦阻尼耗能；第三阶段：在中震下，位移达到设防小震位移后，当地震力大于抗剪部的设计剪断力后，装置的抗剪部剪断，装置失效，力无法继续传导给建筑物或者构筑物，对建筑物或者构造物起到保护作用。本实用新型通过分段阻尼特性，可以满足装置日常抗风微动，并有效解决建筑物经过设防小震后，抗风减震/振装置剪断失效，有效降低装置更换频率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大体；

图3为采用抗剪螺栓连接榫头与榫杆的结构示意图。

附图标记：1-上预埋板，2-上连接座，3-上锚固螺栓，4-下预埋板，5-下锚固螺栓，6-下预埋套筒，7-下摩擦板，8-通孔，9-盆腔，10-连接螺栓，11-上摩擦板，12-锚杆，13-上预埋套筒，14-抗剪部，15-阻尼层，16-榫头，17-抗剪段，18-榫杆，19-黄铜板，20-不锈钢板，21-卡槽，22-抗剪螺栓，23-下连接座。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置，包括分别固定于上部构件底面、下部构件顶面的上连接座2、下连接座23，所述上连接座2的上、下侧分别压设有上摩擦板11、下摩擦板7，下连接座23顶部设有抗剪部14，抗剪部14上端与下摩擦板7底面间隙配合，且抗剪部14上端周向设有阻尼层15，抗剪部14所需的剪断力大于上连接座2与上摩擦板11、下摩擦板7之间的滑动摩擦力。

本实施例中，如图1所示，上连接座2、下连接座23分别固定在建筑物或者构造物的上部构件底面、下部构件顶面，上部构件、下部构件均属于构造物或者建筑物中的部件，只是位于建筑物或者构造物上的位置有所不同，上摩擦板11、下摩擦板7分别压设在上连接座2上、下侧，上摩擦板11、下摩擦板7采用的是阻尼合金板，外力克服上摩擦板11、下摩擦板7与上连接座2之间的最大静摩擦力后，上连接座2可以与两摩擦板之间发生相对滑动进而实现滑动耗能，阻尼层15设置于抗剪部14上端周向，阻尼层15为具有一定的弹性的橡胶或者聚氨酯构成，阻尼层15实际是一个阻尼环，套设在抗剪部14上端，抗剪部14用于连接上连接座2、下连接座23，外力大于抗剪部14的抗剪力后便会被剪断，抗剪部14所需的剪断力大于上连接座2与上摩擦板11、下摩擦板7之间的滑动摩擦力，在滑动摩擦耗能时，抗剪部14不会被剪断，剪断力一般在300KN左右，确保分段阻尼的有序发生。分段阻尼具体原理是，第一阶段：日常工况下抗风，减小风荷载微振，抗风减震/振装置处于弹性阶段，阻尼层15提供弹性位移以及弹性阻尼力；第二阶段：在小震下，抗风减震/振装置通过上连接座2与上摩擦板11、下摩擦板7之间的摩擦阻尼耗能；第三阶段：在中大震下，位移达到小震位移后，当地震力大于抗剪部14的设计剪断力后，装置的抗剪部14剪断，装置失效，力无法继续传导给建筑物或者构筑物，对建筑物或者构造物起到保护作用。

实施例2

优选的，所述抗剪部14为卡榫，卡榫由榫头16及榫杆18构成，榫杆18下端与下连接座23一体成形，榫杆18上端与榫头16一体成形，榫头16与下摩擦板7底部间隙配合。

优选的，所述榫头16与榫杆18之间设有抗剪段17，抗剪段17的直径小于榫头16、榫杆18的直径。

优选的，所述榫头16与榫杆18之间通过抗剪螺栓22或者抗剪销连接。

优选的，所述下摩擦板7底面中部位置设有与榫头16适配的卡槽21，阻尼层15位于卡槽21内。

在上述实施例的基础上，如图1和图2所示，抗剪部14是竖向设置的卡榫，卡榫由榫头16和榫杆18构成，榫杆18下端与下连接座23一体成型或者焊接固定，榫头16间隙配合设于上连接座2底面的卡槽21内，榫头16与卡槽21适配，阻尼层15设置在榫头16的周向，且阻尼层15压紧于卡槽21侧壁与榫头16之间，日常抗风时，通过榫头16挤压阻尼层15变形，阻尼层15提供弹性位移及弹性阻尼，此时阻尼的变形位移一般在3-4mm，抗风载荷为200KN左右，该载荷还足以克服上连接座2与两摩擦板之间的最大静摩擦力，而上摩擦板11、下摩擦板7是通过连接螺栓10压紧在上连接座2上下侧，在日常抗风时，使得上连接座2、上摩擦板11、下摩擦板7以及上部构件构成一个整体进行微动，并与榫头16之间相对横向移动挤压阻尼层15，缓冲耗能，用以减小风载荷微振。

在小震下，地震力足以克服上连接座2与两摩擦板之间的最大静摩擦力时，抗风减震/振装置开始通过上连接座2与下摩擦板7、上摩擦板11之间的滑动实现摩擦阻尼耗能，在中震情况下，摩擦滑动位于达到设防小震位移，当地震力持续增大，并大于抗剪部14的剪断力时后，榫头16与榫杆18之间被地震力剪断，装置失效，力无法继续传导给建筑物或者构筑物，对建筑物或者构造物起到保护作用。

本实施例中，榫头16与榫杆18之间可以是一体成形，如图3所示，也可以是通过抗剪螺栓22实现连接，具体是，在榫头16顶面开设有向下的沉槽，抗剪螺栓22由上至下贯穿榫头16、榫杆18将两者连接，抗剪螺栓22的栓头位于沉槽内。榫头16与榫杆18之间也可以通过抗剪销连接，具体是榫头16底部与榫杆顶18部分别设有对应的销孔，抗剪销上下端分别插入榫头16底部、榫杆18顶部的销孔内。当榫头16与榫杆18一体成形时，榫头16与榫杆18之间是通过抗剪段17实现连接，抗剪段17的直径小于榫头16、榫杆18的直径，因而榫头16下端与榫杆18上端之间具有间距，这样强地震力下，抗剪段17位置处才能断裂。

实施例3

优选的，所述上连接座2顶部具有向下凹陷的盆腔9，上摩擦板11位于盆腔9内且底面与盆腔9底壁接触，上摩擦板11、下摩擦板7之间通过连接螺栓10锁紧并压设在盆腔9底壁与上连接座2底面之间，盆腔9底壁上开设有通孔8，通孔8侧壁与连接螺栓10之间具有允许上连接座2横向滑动的间隙。

优选的，所述上摩擦板11底面、下摩擦板7顶面均焊接有黄铜板19，盆腔9底壁、上连接座2底面均焊接有不锈钢板20。

本实施例中，如图1所示，上连接座2顶部设有向下凹陷的盆腔9，上摩擦板11安装在该盆腔9内，上摩擦板11的端部不与盆腔9侧壁接触，为上连接座2左右滑动提供足够的空间，在盆腔9底壁上开设有通孔8，安装时，连接螺栓10将上摩擦板11、上连接座2及下摩擦板7连接，通过连接螺栓10使得上摩擦板11压在盆腔9底壁上，下摩擦板7压在上连接座2底面，连接螺栓10是穿过通孔8，通孔8侧壁与连接螺栓10之间具有一定的间隙，便于上连接座2的横向滑动耗能，间隙的长度为20mm左右，该长度是摩擦耗能的最大位移范围，为了提高上连接座2与两摩擦板之间滑动耗能效果，在上摩擦板11底面、下摩擦板7顶面焊接有黄铜板19，在盆腔9底壁、上连接座2底面焊接有不锈钢板20，不锈钢板20与黄铜板19的配合可以提高滑动的灵活性，同时具有更好的热传导效果，连接螺栓10的锁紧程度可以调节上连接座2与两摩擦板之间的最大静摩擦力，当地震力大于该最大静摩擦力时，上连接座2与两摩擦板之间相对滑动，实现滑动摩擦阻尼耗能，减小风振。

实施例4

优选的，所述上连接座2顶面设有位于上部构件内的上预埋板1，下连接座23底面设有位于下部构件内的下预埋板4。

优选的，所述上预埋板1顶面连接有位于上部构件内的上预埋套筒13，下预埋板4底面连接有位于下部构件内的下预埋套筒6，上预埋套筒13与上部构件内的锚杆12连接，下预埋套筒6与下部构件内的锚杆12连接。

优选的，所述上预埋套筒13内连接有用于将上连接座2固定在上部构件底面的上锚固螺栓3，下预埋套筒6内连接有用于将下连接座23固定在下部构件顶面的下锚固螺栓5。

本实施例中，如图1所示，在安装抗风减震/振装置时，通过上锚固螺栓3由下向上贯穿上连接座2、上预埋板1后与上预埋套筒13螺纹连接，上预埋板1将上连接座2上的盆腔9封闭，避免杂物进入盆腔9内影响滑动耗能的效果，下锚固螺栓5由上向下贯穿下连接座23、下预埋板4后与下预埋套筒6螺纹连接，下预埋板4度整个装置的安装起到定位的作用。

本实用新型的工作原理：抗风减震/振装置安装在构造物或者建筑物相应位置后，第一阶段：日常工况下抗风，减小风荷载微振，抗风减震/振装置处于弹性阶段，外力还无法克服上连接座2与两摩擦板之间的最大静摩擦力，此时上连接板、上摩擦板11、下摩擦板7与构造物是一整体，并与榫头16发生相对位移，进而挤压阻尼层15，阻尼层15提供弹性位移以及弹性阻尼力；第二阶段：在设防小震下，地震力足以克服上连接座2与两摩擦板之间的最大静摩擦力，上连接座2与上摩擦板11、下摩擦板7之间开设横向相对滑动，抗风减震/振装置通过上连接座2与上摩擦板11、下摩擦板7之间的摩擦阻尼耗能；第三阶段：在中震下，位移达到设防小震位移后，当地震力大于抗剪部14的设计剪断力后，上连接座2与两摩擦板之间的摩擦阻尼位移也达到最大，建筑物或者构造物连同上连接座2、两摩擦板及连接螺栓10整体与下连接座23之间继续发生大范围的相对移动，进而装置的抗剪部14剪断，装置失效，力无法继续传导给建筑物或者构筑物，对建筑物或者构造物起到保护作用。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置，包括分别固定于上部构件底面、下部构件顶面的上连接座(2)、下连接座(23)，其特征在于，所述上连接座(2)的上、下侧分别压设有上摩擦板(11)、下摩擦板(7)，下连接座(23)顶部设有抗剪部(14)，抗剪部(14)上端与下摩擦板(7)底面间隙配合，且抗剪部(14)上端周向设有阻尼层(15)，抗剪部(14)所需的剪断力大于上连接座(2)与上摩擦板(11)、下摩擦板(7)之间的滑动摩擦力。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置，其特征在于，所述抗剪部(14)为卡榫，卡榫由榫头(16)及榫杆(18)构成，榫杆(18)下端与下连接座(23)一体成形，榫杆(18)上端与榫头(16)一体成形，榫头(16)与下摩擦板(7)底部间隙配合。

3.根据权利要求2所述的一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置，其特征在于，所述榫头(16)与榫杆(18)之间设有抗剪段(17)，抗剪段(17)的直径小于榫头(16)、榫杆(18)的直径。

4.根据权利要求2所述的一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置，其特征在于，所述榫头(16)与榫杆(18)之间通过抗剪螺栓(22)或者抗剪销连接。

5.根据权利要求2所述的一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置，其特征在于，所述下摩擦板(7)底面中部位置设有与榫头(16)适配的卡槽(21)，阻尼层(15)位于卡槽(21)内。

6.根据权利要求1所述的一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置，其特征在于，所述上连接座(2)顶部具有向下凹陷的盆腔(9)，上摩擦板(11)位于盆腔(9)内且底面与盆腔(9)底壁接触，上摩擦板(11)、下摩擦板(7)之间通过连接螺栓(10)锁紧并压设在盆腔(9)底壁与上连接座(2)底面之间，盆腔(9)底壁上开设有通孔(8)，通孔(8)侧壁与连接螺栓(10)之间具有允许上连接座(2)横向滑动的间隙。

7.根据权利要求6所述的一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置，其特征在于，所述上摩擦板(11)底面、下摩擦板(7)顶面均焊接有黄铜板(19)，盆腔(9)底壁、上连接座(2)底面均焊接有不锈钢板(20)。

8.根据权利要求1所述的一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置，其特征在于，所述上连接座(2)顶面设有位于上部构件内的上预埋板(1)，下连接座(23)底面设有位于下部构件内的下预埋板(4)。

9.根据权利要求8所述的一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置，其特征在于，所述上预埋板(1)顶面连接有位于上部构件内的上预埋套筒(13)，下预埋板(4)底面连接有位于下部构件内的下预埋套筒(6)，上预埋套筒(13)与上部构件内的锚杆(12)连接，下预埋套筒(6)与下部构件内的锚杆(12)连接。

10.根据权利要求9所述的一种摩擦型弹塑性分级减震/振装置，其特征在于，所述上预埋套筒(13)内连接有用于将上连接座(2)固定在上部构件底面的上锚固螺栓(3)，下预埋套筒(6)内连接有用于将下连接座(23)固定在下部构件顶面的下锚固螺栓(5)。