CN109898666B - 一种减震钢结构立柱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减震钢结构立柱,有效的解决了目前钢结构立柱减震性能差的问题;解决的技术方案包括基座,基座上开有安装槽,立柱经一个连接体安装在安装槽内,连接体上下分别经一组相互咬合的插片与立柱和基座连接,上下两组插片的方向垂直;每个插片间隔的底部均安装有一个第一减震片,每两个相邻的插片之间均夹装有一个第二减震片,安装槽的外侧均布有四个竖向的液压腔,液压腔的一侧均开有一个下端与活塞腔的底部相通的第一通道,活塞腔的顶部开有一个进液孔和一个回液孔,进液孔在上且其孔径小于回液孔的孔径,柱塞上下移动可使环形槽与进液孔或回液孔接通;本发明能对震动进行有效缓冲,且承载力大,能长时间可靠地进行工作。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构领域,具体是一种减震钢结构立柱。
背景技术
钢结构材料的特点是强度高、自重轻、整体刚性好,但是其良好的整体性在减震方面成为了一个不可忽视的劣势,外界的震动会毫无保留的直接传递到钢结构的主体造成冲击;地震是各种建筑物的主要威胁,地震波既有纵波成分又有横波成分,纵波主要产生上下的震动,横波主要产生水平的是震动;如何有效的减轻地震波对钢结构的冲击,是一个重要的问题;目前的减震措施多采用弹性材料进行吸能缓冲,但是弹性材料一方面减震能力有限,另一方面其弹性会逐渐的减弱,材料易产生疲劳,减震能力下降。
发明内容
针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本发明提供了一种减震钢结构立柱,有效的解决了目前钢结构立柱减震性能差的问题。
其解决的技术方案是,一种减震钢结构立柱,包括基座,基座的上表面开有矩形的安装槽,安装槽的槽底设有多个前后间隔并排布置的第一插片,立柱下端设有多个左右间隔并排布置的第二插片,立柱和安装槽之间安装有一个矩形块状的连接体,连接体的下表面设有多个前后间隔并排布置的第三插片,上表面设有多个左右间隔并排布置的第四插片,第一插片和第三插片相互咬合插接在一起,第二插片和第四插片相互咬合插接在一起;同组插片的每个间隔的底部均安装有一个第一减震片,插接后每两个相邻的插片之间均夹装有一个第二减震片;安装槽的外侧均布有四个竖向的液压腔,每个液压腔内安装有一个活塞,每个活塞的上表面安装有一个伸出基座上方的液压杆,立柱的下部外壁设有凸沿,凸沿压在液压杆上,活塞的底部安装有一个第一压簧,每个活塞腔的一侧均开有一个下端与活塞腔的底部相通的第一通道,活塞腔的顶部开有一个进液孔和一个回液孔,进液孔在上且其孔径小于回液孔的孔径,进液孔和回液孔均与第一通道相通,第一通道的上部安装有一个可上下移动的柱塞,柱塞的侧壁上开有一个环形槽,柱塞的底面开有连通环形槽与第一通道的第二通道,柱塞上下移动可使环形槽与进液孔或回液孔接通。
本发明能对各个方向的横向震动和纵向震动进行有效缓冲,且承载力大,不会产生机械疲劳,能长时间可靠地进行工作,避免了弹性材料缓冲容易产生疲劳使弹性系数变化而失效的问题。
附图说明
图1为本发明主视剖视图。
图2为本发明左视剖视图。
图3为图1中A位置放大图。
图4为柱塞上移后A位置放大图。
图5为连接体的立体图一。
图6为连接体的立体图二。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步详细说明。
由图1至图6给出,本发明包括基座1,基座1的上表面开有矩形的安装槽2,安装槽2的槽底设有多个前后间隔并排布置的第一插片3,立柱下端设有多个左右间隔并排布置的第二插片4,立柱和安装槽2之间安装有一个矩形块状的连接体5,连接体5的下表面设有多个前后间隔并排布置的第三插片6,上表面设有多个左右间隔并排布置的第四插片7,第一插片3和第三插片6相互咬合插接在一起,第二插片4和第四插片7相互咬合插接在一起;同组插片的每个间隔的底部均安装有一个第一减震片8,插接后每两个相邻的插片之间均夹装有一个第二减震片9;安装槽2的外侧均布有四个竖向的液压腔10,每个液压腔10内安装有一个活塞11,每个活塞11的上表面安装有一个伸出基座1上方的液压杆12,立柱的下部外壁设有凸沿13,凸沿13压在液压杆12上,活塞11的底部安装有一个第一压簧14,每个液压腔10的一侧均开有一个下端与液压腔10的底部相通的第一通道15,液压腔10的顶部开有一个进液孔16和一个回液孔17,进液孔16在上且其孔径小于回液孔17的孔径,进液孔16和回液孔17均与第一通道15相通,第一通道15的上部安装有一个可上下移动的柱塞18,柱塞18的侧壁上开有一个环形槽19,柱塞18的底面开有连通环形槽19与第一通道15的第二通道20,柱塞18上下移动可使环形槽19与进液孔16或回液孔17接通。
所述的第一通道15的上设有位于柱塞18下方的缩口21,缩口21可限制柱塞18下移的位置。
所述的第一通道15的上端口开至基座1的上表面且经螺堵22封堵。
所述的柱塞18的上方安装有第二压簧23。
所述的四组插片可直接铸造成型,也可经开槽工序形成。
本发明的工作过程和原理如下:
在安装立柱前,首先拧开第一通道15上端的螺堵22,然后经第一通道15将各液压腔10内注满液压油,再拧上螺堵22将第一通道15封闭。
立柱经连接体5和多组插片相互咬合插接安装在安装槽2内,当基座1收到左右方向的震动时,基座1和立柱会有在左右方向上产生相对位移的趋势,此时前后走向的第二插片4和第四插片7之间的第二减震片9可被压缩,因此立柱和连接体5之间为挠性连接而非刚性连接,此时立柱和连接体5之间可产生一个左右方向上的相对位移或产生一个挠度,多个第二减震片9吸收震动的能量对震动进行缓冲,减轻震动对立柱的影响;同理,当基座1收到前后方向的震动时,基座1和立柱会有在前后方向上产生相对位移的趋势,此时左右走向的第一插片3和第三插片6之间的第二减震片9可被压缩,此时立柱和连接体5之间可产生一个前后方向上的相对位移或产生一个挠度,多个第二减震片9吸收震动的能量对震动进行缓冲,减轻震动对立柱的影响;综上,第一插片3和第三插片6和缓冲前后方向上的震动,第二插片4和第四插片7可缓冲左右方向上的震动,根据矢量的合成法则,四组插片可缓冲各个方向上的横向震动,同时插片之间相互作用又能起到限位作用,防止位移量或挠曲量过大。
当基座1受到上下方向上的震动时,在基座1和立柱相向运动即基座1上顶的过程中,立柱上的凸沿13会通过液压杆12向下挤压活塞11,使活塞11克服第一压簧14的作用向下运动,活塞11向下运动会将其下方的液压油挤压进第一通道15内,液压油推动柱塞18克服第二压簧23的作用向上运动,使柱塞18上的环形槽19与进液孔16接通,第一通道15经第二通道20、环形槽19与进液孔16接通,此时回液孔17被环形槽19下方的柱塞18外壁封闭,活塞11下方的液压油被挤压经第一通道15、第二通道20、环形槽19和进液孔16进入到活塞11上方的液压腔10内,但是由于进液孔16的孔径很小,所以液压油会对活塞11产生阻力,第一压簧14的阻力和液压油的阻力通过活塞11和液压杆12作用于立柱的凸沿13,对基座1的冲撞进行消能缓冲,再加上各组第一减震片8的缓冲作用,有效减轻基座1对立柱的冲击;当基座1回落时,活塞11上方的压力减小,对其下方的液压油的压力减小,柱塞18在自重和第二压簧23的作用下下落,环形槽19和回液孔17接通,第一通道15经第二通道20、环形槽19与回液孔17接通,此时进液孔16被环形槽19上方的柱塞18外壁封闭,活塞11在其下方第一压簧14的作用下向上运动,活塞11上方的液压油经回液孔17、环形槽19、第二通道20和第一通道15回流至活塞11下方的液压腔10内,由于回液孔17的孔径大,因此液压油可快速的回流,从而使活塞11杆可以快速的向上伸出对立柱提供有效的支撑。
本发明通过四组插接片相互配合,使立柱和基座1之间既能产生横向的相对位移,又能产生弯曲挠度,有效的缓冲消能,同时两个垂直方向上的缓冲通过矢量合成,能对各个方向的横向震动进行有效缓冲,而且插片之间相互作用又能对位移和挠曲进行限位;四组液压结构能有效的对竖直方向上的震动进行缓冲,且承载力大,不会产生机械疲劳,能长时间可靠地进行工作,避免了弹性材料缓冲容易产生疲劳使弹性系数变化而失效的问题。
Claims (3)
1.一种减震钢结构立柱,包括基座(1),其特征在于,基座(1)的上表面开有矩形的安装槽(2),安装槽(2)的槽底设有多个前后间隔并排布置的第一插片(3),立柱下端设有多个左右间隔并排布置的第二插片(4),立柱和安装槽(2)之间安装有一个矩形块状的连接体(5),连接体(5)的下表面设有多个前后间隔并排布置的第三插片(6),上表面设有多个左右间隔并排布置的第四插片(7),第一插片(3)和第三插片(6)相互咬合插接在一起,第二插片(4)和第四插片(7)相互咬合插接在一起;同组插片的每个间隔的底部均安装有一个第一减震片(8),插接后每两个相邻的插片之间均夹装有一个第二减震片(9);安装槽(2)的外侧均布有四个竖向的液压腔(10),每个液压腔(10)内安装有一个活塞(11),每个活塞(11)的上表面安装有一个伸出基座(1)上方的液压杆(12),立柱的下部外壁设有凸沿(13),凸沿(13)压在液压杆(12)上,活塞(11)的底部安装有一个第一压簧(14),每个液压腔(10)的一侧均开有一个下端与液压腔(10)的底部相通的第一通道(15),液压腔(10)的顶部开有一个进液孔(16)和一个回液孔(17),进液孔(16)在上且其孔径小于回液孔(17)的孔径,进液孔(16)和回液孔(17)均与第一通道(15)相通,第一通道(15)的上部安装有一个可上下移动的柱塞(18),柱塞(18)的上方安装有第二压簧(23),柱塞(18)的侧壁上开有一个环形槽(19),柱塞(18)的底面开有连通环形槽(19)与第一通道(15)的第二通道(20),柱塞(18)上下移动可使环形槽(19)与进液孔(16)或回液孔(17)接通;第一通道(15)的上设有位于柱塞(18)下方的缩口(21),缩口(21)可限制柱塞(18)下移的位置。
2.根据权利要求1所述的一种减震钢结构立柱,其特征在于,所述的第一通道(15)的上端口开至基座(1)的上表面且经螺堵(22)封堵。
3.根据权利要求1所述的一种减震钢结构立柱,其特征在于,所述的四组插片可直接铸造成型,也可经开槽加工而成。
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