CN109403495B - 多用途组装式阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多用途组装式阻尼器，两个相邻的可组装六边筒阻尼器通过阻尼器组装螺栓连接，内部的可组装六边筒阻尼器的六边形软钢筒有六个侧面，在六个侧面均分别与相邻的可组装六边筒阻尼器连接；可组装的阻尼器类型主要包括多用途组装式阻尼器的人字形阻尼器和十字型阻尼器。本发明的效果和优点是多用途组装式阻尼器初始刚度较大、能够充分利用软钢和铅的耗能性能、无明显应力集中现象、钢材屈服面积大、耗能效果好，同时多用途组装式阻尼器的制作、安装简单、使用方便，既可以用于新建建筑工程的抗震设计，也可以用于已有工程的加固维修。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑结构震动控制装置，特别是涉及一种多用途组装式阻尼器。
背景技术
金属屈服阻尼器(metallic yielding damper)是用软钢或其它软金属材料做成的各种形式的阻尼耗能器。金属屈服后具有良好的滞回性能，利用某些金属具有的弹塑性滞回变形耗能，包括软钢阻尼器、铅阻尼器和形状记忆合金(shape memory alloys，简称SMA)阻尼器等。它对结构进行振动控制的机理是将结构振动的部分能量通过金属的屈服滞回耗能耗散掉，从而达到减小结构反应的目的。
软钢阻尼器是充分利用软钢进入塑性阶段后具有良好的滞回特性。1972年，Kelly和Skinner等美国学者首先开始研究利用软钢的这种性能来控制结构的动力反应，并提出软钢阻尼器的几种形式，包括扭转梁、弯曲梁、U形条耗能器等。随后，其它学者又相继提出许多形式各异的软钢阻尼器，其中比较典型的如X形、三角形板软钢阻尼器、E型钢阻尼器、C型钢阻尼器。经过国内外许多学者的理论分析和实验研究，证实软钢阻尼器具有稳定的滞回特性，良好的低周疲劳性能，长期的可靠性和不受环境、温度影响等特点，是一种很有前途的耗能器。
铅阻尼器是充分利用铅具有密度大、熔点低、塑性高、强度低、耐腐强、润滑能力强等特点，同时由于具有较高的延性和柔性，所以在变形过程中可以吸收大量的能量，并具有较强的变形跟踪能力，而且通过动态回复和再结晶过程，其组织和性能还可恢复至变形前的状态，因此铅阻尼器具有使用寿命不受限制、提供的阻尼可靠、对位移变化敏感、构造简单、工作中不需要维护等优点。但是它具有恢复性差及铅污染等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多用途组装式阻尼器，软钢和铅叠层放置，并制作成平盘状，铅盘位于两个软钢盘之间，这样能够充分发挥软钢和铅的耗能性能。将多用途组装式阻尼器安装于框架X形支撑上，在正常状态下使用时能够增大建筑结构的整体刚度，而在遇到地震时，利用多用途组装式阻尼器的屈服耗能能够减少建筑结构的地震反应，对建筑结构起到很好的保护作用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
多用途组装式阻尼器，组装成人字形阻尼器或十字型阻尼器；人字形阻尼器包括可组装六边筒阻尼器、阻尼器组装螺栓、钢梁、人字形支撑顶部工字钢、连接螺栓，人字形阻尼器中部设置若干竖排的可组装六边筒阻尼器，每排可组装六边筒阻尼器的上端和下端均为水平面；两个相邻的可组装六边筒阻尼器采用阻尼器组装螺栓连接；可组装六边筒阻尼器通过阻尼器组装螺栓连接后为左右对称且上下对称结构；顶端的可组装六边筒阻尼器与钢梁的底部翼缘采用连接螺栓连接；底端的可组装六边筒阻尼器与人字形支撑顶部工字钢的顶部翼缘采用连接螺栓连接；
十字型阻尼器包括可组装六边筒阻尼器、阻尼器组装螺栓、连接螺栓、斜支撑工字钢，十字型阻尼器的中心为若干个可组装六边筒阻尼器，两个相邻的可组装六边筒阻尼器采用阻尼器组装螺栓连接；可组装六边筒阻尼器通过阻尼器组装螺栓连接后为中心对称结构；所有可组装六边筒阻尼器的上部和下部均为水平面，在中心对称结构的上部左右两个凹口和下部左右两个凹口均采用连接螺栓与斜支撑工字钢连接。
进一步地，所述人字形阻尼器的若干竖排可组装六边筒阻尼器的上下均形成规律的锯齿状，两外端竖排可组装六边筒阻尼器的数量大于与其相邻一排的可组装六边筒阻尼器的数量，两外端竖排可组装六边筒阻尼器的数量等于与其相隔一排的可组装六边筒阻尼器的数量，与两外端竖排可组装六边筒阻尼器相邻一排的可组装六边筒阻尼器的数量相等。
进一步地，所述可组装六边筒阻尼器包括六边形软钢筒、内加强耗能钢盖板、内加强对角耗能肋、内填铅芯、连接外缘、螺孔；所述六边形软钢筒的内部设置六个内加强对角耗能肋，六个内加强对角耗能肋的一端在六边形软钢筒的形心处连接，六个内加强对角耗能肋的另一端分别与六边形软钢筒的内角连接，形成六个相同的等边三角形；在六个相同的等边三角形内填充内填铅芯，并在内加强对角耗能肋和内填铅芯的两侧均设置内加强耗能钢盖板，六边形软钢筒的两侧均伸出内加强耗能钢盖板，且形成同样的连接外缘，并在每个连接外缘上开设螺孔。
进一步地，所述六边形软钢筒为正六边形的软钢筒，内加强耗能钢盖板为软钢制成；内加强对角耗能肋为软钢制成。
本发明的优点是多用途组装式阻尼器初始刚度较大、能够充分利用软钢和铅的耗能性能、无明显应力集中现象、钢材屈服面积大、耗能效果好、钢材利用率高，同时多用途组装式阻尼器的制作、安装简单、使用方便，既可以用于新建建筑工程的抗震设计，也可以用于已有工程的加固维修。
附图说明
图1为多用途组装式阻尼器的人字形阻尼器示意图。
图2为多用途组装式阻尼器的十字型阻尼器示意图。
图3为可组装六边筒阻尼器俯视示意图。
图4为可组装六边筒阻尼器内部耗能支撑结构示意图。
图5为图3的A-A剖面示意图。
图中，1为可组装六边筒阻尼器；2为阻尼器组装螺栓；3为钢梁；4为人字形支撑顶部工字钢；5为连接螺栓；6为斜支撑工字钢；1-1为六边形软钢筒；1-2为内加强耗能钢盖板；1-3为内加强对角耗能肋；1-4为内填铅芯；1-5为连接外缘；1-6为螺孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例和参照附图对本发明进行详细说明。
实施例：本发明提出的多用途组装式阻尼器如图1~图5所示。
多用途组装式阻尼器，主要包括可组装六边筒阻尼器1、阻尼器组装螺栓2、钢梁3、人字形支撑顶部工字钢4、连接螺栓5、斜支撑工字钢6，两个相邻的可组装六边筒阻尼器1通过阻尼器组装螺栓2连接，具体连接方法是在可组装六边筒阻尼器1的连接外缘1-5的螺孔1-6穿过阻尼器组装螺栓2，将两个相邻的可组装六边筒阻尼器1连接起来，内部的可组装六边筒阻尼器1的六边形软钢筒1-1有六个侧面，在六个侧面均分别与相邻的可组装六边筒阻尼器1连接；
可组装的阻尼器类型主要包括多用途组装式阻尼器的人字形阻尼器和十字型阻尼器；
多用途组装式阻尼器的人字形阻尼器：若干竖排的可组装六边筒阻尼器1，每排的上端和下端均为水平；相邻排可组装六边筒阻尼器1数量均交替增加与减少，上下均形成规律的锯齿状，而两外端的数量以及与其相隔一排的数量较多，且数量相等，其余排的数量较少，且相等；所有相邻的边均采用阻尼器组装螺栓2在两侧的连接外缘1-5连接；可组装六边筒阻尼器1通过阻尼器组装螺栓2连接后，左右对称且上下对称；顶端可组装六边筒阻尼器1的六边形软钢筒1-1的顶部的水平的连接外缘1-5均分别与钢梁3的底部翼缘采用连接螺栓5连接；底端可组装六边筒阻尼器1的六边形软钢筒1-1的底部的水平的连接外缘1-5均分别与人字形支撑顶部工字钢4的顶部翼缘采用连接螺栓5连接；
多用途组装式阻尼器的十字型阻尼器：中心为可组装六边筒阻尼器1，每个边均与可组装六边筒阻尼器1通过阻尼器组装螺栓2在连接外缘1-5处连接；所有相邻的边均采用阻尼器组装螺栓2连接；所有的中心为可组装六边筒阻尼器1上部和下部均水平，在上部的左右两个凹口和下部的左右两个凹口均采用连接螺栓5与斜支撑工字钢6连接。
所述可组装六边筒阻尼器1由六边形软钢筒1-1、内加强耗能钢盖板1-2、内加强对角耗能肋1-3、内填铅芯1-4、连接外缘1-5、螺孔1-6组成；六边形软钢筒1-1为正六边形的软钢筒，六边形软钢筒1-1的内部设置内加强对角耗能肋1-3，内加强对角耗能肋1-3为软钢，均在正六边形的形心连接，另一端与正六边形的一个内角连接，形成6个相同的等边三角形；在6个相同的等边三角形内填充内填铅芯1-4，并在内加强对角耗能肋1-3和内填铅芯1-4的两侧均设置内加强耗能钢盖板1-2，内加强耗能钢盖板1-2为软钢；六边形软钢筒1-1的两侧均伸出内加强耗能钢盖板1-2且形成同样的连接外缘1-5，并在每个连接外缘1-5上开设螺孔1-6。
Claims (4)
1.多用途组装式阻尼器，组装成人字形阻尼器或十字型阻尼器；其特征在于：人字形阻尼器包括可组装六边筒阻尼器(1)、阻尼器组装螺栓(2)、钢梁(3)、人字形支撑顶部工字钢(4)、连接螺栓(5)，人字形阻尼器中部设置若干竖排的可组装六边筒阻尼器(1)，每排可组装六边筒阻尼器(1)的上端和下端均为水平面；两个相邻的可组装六边筒阻尼器(1)采用阻尼器组装螺栓(2)连接；可组装六边筒阻尼器(1)通过阻尼器组装螺栓(2)连接后为左右对称且上下对称结构；顶端的可组装六边筒阻尼器(1)与钢梁(3)的底部翼缘采用连接螺栓(5)连接；底端的可组装六边筒阻尼器(1)与人字形支撑顶部工字钢(4)的顶部翼缘采用连接螺栓(5)连接；
十字型阻尼器包括可组装六边筒阻尼器(1)、阻尼器组装螺栓(2)、连接螺栓(5)、斜支撑工字钢(6)，十字型阻尼器的中心为若干个可组装六边筒阻尼器(1)，两个相邻的可组装六边筒阻尼器(1)采用阻尼器组装螺栓(2)连接；可组装六边筒阻尼器(1)通过阻尼器组装螺栓(2)连接后为中心对称结构；所有可组装六边筒阻尼器(1)的上部和下部均为水平面，在中心对称结构的上部左右两个凹口和下部左右两个凹口均采用连接螺栓(5)与斜支撑工字钢(6)连接。
2.根据权利要求1所述的多用途组装式阻尼器，其特征在于：所述人字形阻尼器的若干竖排可组装六边筒阻尼器(1)的上下均形成规律的锯齿状，两外端竖排可组装六边筒阻尼器(1)的数量大于与其相邻一排的可组装六边筒阻尼器(1)的数量，两外端竖排可组装六边筒阻尼器(1)的数量等于与其相隔一排的可组装六边筒阻尼器(1)的数量，与两外端竖排可组装六边筒阻尼器(1)相邻一排的可组装六边筒阻尼器(1)的数量相等。
3.根据权利要求1所述的多用途组装式阻尼器，其特征在于：所述可组装六边筒阻尼器(1)包括六边形软钢筒(1-1)、内加强耗能钢盖板(1-2)、内加强对角耗能肋(1-3)、内填铅芯(1-4)、连接外缘(1-5)、螺孔(1-6)；所述六边形软钢筒(1-1)的内部设置六个内加强对角耗能肋(1-3)，六个内加强对角耗能肋(1-3)的一端在六边形软钢筒(1-1)的形心处连接，六个内加强对角耗能肋(1-3)的另一端分别与六边形软钢筒(1-1)的内角连接，形成六个相同的等边三角形；在六个相同的等边三角形内填充内填铅芯(1-4)，并在内加强对角耗能肋(1-3)和内填铅芯(1-4)的两侧均设置内加强耗能钢盖板(1-2)，六边形软钢筒(1-1)的两侧均伸出内加强耗能钢盖板(1-2)，且形成同样的连接外缘(1-5)，并在每个连接外缘(1-5)上开设螺孔(1-6)。
4.根据权利要求3所述的多用途组装式阻尼器，其特征在于：所述六边形软钢筒(1-1)为正六边形的软钢筒，内加强耗能钢盖板(1-2)为软钢制成；内加强对角耗能肋(1-3)为软钢制成。
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