CN204326292U - 一种建筑结构能量阻尼*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种建筑结构能量阻尼***，包括第一结构构件、第二结构构件、多个阻尼元件，所述第一结构构件上有盲孔，所述第二结构构件上设有通孔I，所述阻尼元件包括：封闭的端壁部、卷筒组件I、卷筒组件II、卷筒组件III、弹性紧固螺栓、垫圈、贝氏垫圈、垫片、螺帽、内螺纹套筒、环形摩擦件；所述盲孔与通孔I的轴向中心线对齐，阻尼元件安装在盲孔与通孔I形成的空间内。螺栓连接消能是通过摩擦耗散能量，具有比较好的效果，另外，由于本实用新型的这样一种地震能量阻尼***尺寸小，所以所述建筑结构能量阻尼***可均匀分布或排列在整个建筑结构中，以使得在总的能量消散量上比其他的消散方法消散更大量的地震能量。

Description

一种建筑结构能量阻尼***

技术领域

本实用新型涉及建筑结构消能耗能技术领域，具体地说是一种建筑结构能量阻尼***。

背景技术

地震是人类社会无法避免的一种自然现象，地震造成的人员伤亡和经济损失90％甚至更多源于建筑物倒塌所致。因此世界各国都在致力于做好工程抗震减灾工作，致力于提高建设工程的抗震设防水平，提高建设工程的抗震能力。在地震区修建建筑物时，为了减轻潜在地震威胁，必须对建筑物进行抗震设计。

其中，利用阻尼装置地震能量耗散是众所周知的。另外还包括一些隔震设计、装配式框架结构、钢板剪力墙、地震制动器等消能耗能技术。

隔震设计方面，在底框结构底层两个方向设置抗震墙做成框架一抗震墙结构，而不是纯框架结构，增大底层空间刚度，大跨度工业厂房为提高纵向刚度和稳定性沿纵向布置柱间支撑，主要形式有十字交叉支撑，人字形支撑，八字形支撑和斜柱式支撑等，可以起到增大纵向刚度、传力的作用，同时可以提高厂房的整体性。但传统的加强措施，虽然减震效果明显，但是仍存在一些不足。最明显的是，采用抗震墙设计，限制了底层空间，耗费了人力。对工业厂房布置柱间支撑，用钢量比较大，布置起来也比较复杂，地震来临时振动控制效果不佳，无法起到良好的耗能效果。

钢框架结构也是一种理想耗能方法，但是多次震灾均表明，梁与柱的连接节点率先容易发生破坏，造成严重灾害。为防止这一现象，国际上先后出现了加强梁与柱连接节点、削弱梁端部截面等一系列抗震改进方法，这些方法虽然有效，但改变了梁的截面形状，成为非等截面梁，不仅影响了翼缘、腹板等板件的局部稳定，对梁的整体稳定也有影响，而且加工制作繁琐，增加了建设成本。

目前，世界上采用钢板剪力墙作为主要抗侧力构件的建筑也很越来越多。为防止钢板剪力墙发生剪切屈曲，以钢板的剪切屈曲承载力作为其极限承载力，或通过对钢板加劲使其屈服之前不发生屈曲，但以上两种方式都偏于保守且造价比较高，不利于钢板剪力墙的发展和应用。

地震制动器对配管和夹持块之间的尺寸和范围一定的限制，其消散的能量集中在夹紧块和管道，因此可能导致建筑物结构内的应力集中，另外，地震制动器的结构是相当昂贵的，从而使建筑物业主不愿安装足够数量的这些设备来处理抵抗地震。

传统的粘弹性阻尼器是应用在工程结构减震的有效控制装置，主要依靠粘弹性材料的剪切滞回耗能特性，给结构提供附加刚度和阻尼，减少结构的动力反应，以达到减振的目的。其中，螺栓连接消能是通过摩擦耗散能量，具有比较好的效果。因此开发成本低廉、反应灵敏的限位型抗震耗能装置具有重大的工程意义。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低廉且能显著消散地震能量的建筑结构能量阻尼***。

本实用新型的技术方案是：一种建筑结构能量阻尼***，包括第一结构构件、第二结构构件、多个阻尼元件，所述第一结构构件1有盲孔，所述第二结构构件上设有通孔I，所述阻尼元件包括：封闭的端壁部、卷筒组件I、卷筒组件II、卷筒组件III、弹性紧固螺栓、垫圈、贝氏垫圈、垫片、螺帽、内螺纹套筒、环形摩擦件，所述卷筒组件I包括管状主体I和环形凸缘I，所述弹性紧固螺栓两头设有螺纹和；所述盲孔与通孔I的轴向中心线对齐，阻尼元件安装在盲孔与通孔I形成的空间内；所述封闭的端壁部、卷筒组件安装在第一结构构件内，所述卷筒组件II、卷筒组件III安装在第二结构构件内，所述内螺纹套筒焊接在封闭的端壁部上，其内部设有与所述弹性紧固螺栓相互配合的内螺纹，弹性紧固螺栓穿过盲孔与通孔I，一端与内螺纹套筒配合连接，另一端与螺帽连接，在螺帽与第二结构构件之间设有垫圈、贝氏垫圈、垫片；环形摩擦件与环形凸缘I形成一个第一摩擦面，与环形凸缘II形成一个第二摩擦面。螺栓连接消能是通过摩擦耗散能量，具有比较好的效果，第一结构构件和第二结构构件的一对孔为所述紧固螺栓提供一个相对较大的空间，在发生地震时，对于所述两个结构构件之间相对于彼此的移动约束力很小，安全系数更高。

进一步地，所述第一结构构件和第二结构构件可以是板、梁、柱或者剪力墙。由于本发明的这样一种地震能量阻尼***尺寸小，所以所述建筑结构能量阻尼***可均匀分布或排列在整个建筑结构中，以使得在总的能量消散量上比其他的消散方法消散更大量的地震能量。

进一步地，所述封闭的端壁部焊接在第一结构构件内。

进一步地，所述卷筒组件I包括管状主体I和环形凸缘I，所述卷筒组件I是活动安装在盲孔内部，没有机械地锁定或夹紧，或紧固至混凝土结构中，可减弱能量传递，加强能量消散。

进一步地，所述卷筒组件II是由管状主体II和环形凸缘II组成的，所述环形凸缘II在管状主体II的一端，所述管状主体II的内表面设有内螺纹。

进一步地，所述卷筒组件III是由管状主体III和环形凸缘III组成的，所述环形凸缘III在管状主体III的一端，所述管状主体III的外部部设有外螺纹。

进一步地，所述卷筒组件II的管状主体II的内表面的内螺纹与所述卷筒组件III的管状主体III的外螺纹相互配合，通过旋转卷筒组件II和卷筒组件III的螺纹，可控制垫圈与第二结构构件的接触，起到一个相应的线程限定作用。

进一步地，所述垫片也可以是应力指示器。可用来测量或指示由弹性紧固螺栓加预负荷的水平。

地震发生时，引起第一结构构件和第二结构构件的相对运动，如箭头所示，当地震较小，不足以达到一定的力的水平，由紧固螺栓和卷轴组件的摩擦接合提供的夹紧力的方向，第一结构构件和第二结构构件彼此刚性连接，此时，建筑物或结构保持正常静止。

当地震较大，沿箭头方向的力水平达到足够水平的情况下，则第一结构构件和第二结构构件将彼此相对移动。这个移动将导致两个卷筒组件和的相对运动，因为这两个卷筒组件和各自被有效地锁定到其相应第一结构构件和第二结构构件上，所以第一摩擦面将移动相对于第二摩擦面，以及相对于每个部件移动，由于环形摩擦件是由粘弹性材料制成的，它有一个特别理想的库仑阻尼特性，与钢接触时，会形成一个均匀的滞后。库仑阻尼因为内部的弹性紧固螺栓和周围表面之间可有效地耗散相当量的能量。

本实用新型的有益效果是：

第一，本发明的这样一种地震能量阻尼***具有显著阻尼特性，地震能量消散能力强；

第二，本发明的这样一种地震能量阻尼***尺寸小，可均匀分布布置在整个建筑结构中，使得地震能量被吸收并耗散在整个建筑结构，从而在总的能量消散量上比其他的消散方法消散更大量的地震能量。

第三，本发明的这样一种地震能量阻尼***造价低廉，适合大量被运用到建筑结构中。

附图说明

图1是本实用新型的剪切面板与工字钢梁的连接结构示意图；

图2是本实用新型剪力墙与混凝土柱的连接结构示意图；

图3是摩擦接触面的局部示意图；

其中，1-第一结构构件、2-第二结构构件、3-阻尼元件、4-盲孔、5-通孔I、6-封闭的端壁部、7-卷筒组件I、8-卷筒组件II、9-卷筒组件III、10-弹性紧固螺栓、11-垫圈、12-贝氏垫圈、13-垫片、14-螺帽、15-内螺纹套筒、16-环形摩擦件、17-通孔II、1a-剪切面板、2a-工字钢梁、1b-剪力墙、2b-混凝土柱、7a-管状主体I、7b-环形凸缘I、8a-管状主体II、8b-环形凸缘II、9a-管状主体III和、9b-环形凸缘III、18a-第一摩擦面、18b-第二摩擦面。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本实用新型进行详细的阐述。

实施例1：

如图1所示，为剪切面板与工字钢梁的连接结构示意图：该阻尼***包括剪切面板1a、工字钢梁2a、多个阻尼元件3，所述括剪切面板1a上有盲孔4，所述工字钢梁2a上设有通孔I5，所述阻尼元件3包括：封闭的端壁部6、卷筒组件I 7、卷筒组件II 8、卷筒组件III9、弹性紧固螺栓10、垫圈11、贝氏垫圈12、垫片13、螺帽14、内螺纹套筒15、环形摩擦件16。

所述卷筒组件I 7包括管状主体I 7a和环形凸缘I 7b，所述弹性紧固螺栓10两头设有螺纹10a和10b；所述盲孔4与通孔I 5的轴向中心线对齐，阻尼元件3安装在盲孔4与通孔I 5形成的空间内；所述封闭的端壁部6、卷筒组件7安装在剪切面板1a内，所述卷筒组件II 8、卷筒组件III9安装在工字钢梁2a内，所述内螺纹套筒15焊接在封闭的端壁部6上，其内部设有与所述弹性紧固螺栓10相互配合的内螺纹，弹性紧固螺栓10穿过盲孔4与通孔I 5，一端与内螺纹套筒15配合连接，另一端与螺帽14连接，在螺帽14与工字钢梁2a之间设有垫圈11、贝氏垫圈12、垫片13。

环形摩擦件16与环形凸缘I 7b形成一个第一摩擦面18a，与环形凸缘II 8b形成一个第二摩擦面18b；所述封闭的端壁部6焊接在剪切面板1a内；所述卷筒组件I 7包括管状主体I 7a和环形凸缘I 7b，所述卷筒组件I 7是活动安装在盲孔4内部，没有机械地锁定或夹紧，或紧固至混凝土结构中，可减弱能量传递，加强能量消散；所述卷筒组件II8是由管状主体II8a和环形凸缘II8b组成的，所述管状主体II 8a的内表面设有内螺纹；所述卷筒组件III9是由管状主体III9a和环形凸缘III9b组成的，所述管状主体III9a的外部部设有外螺纹；所述卷筒组件II 8的管状主体II 8a的内表面的内螺纹与所述卷筒组件III9的管状主体III9a的外螺纹相互配合，通过旋转卷筒组件II 8和卷筒组件III9的螺纹，可控制垫圈11与工字钢梁2a的接触，起到一个相应的线程限定作用；所述内螺纹套筒15焊接在封闭的端壁部6上，其内部设有与所述弹性紧固螺栓10相互配合的内螺纹，可以通过弹性紧固螺栓10来调节松紧程度。所述环形摩擦件为粘弹性材料，优选黄铜。螺栓连接消能是通过摩擦耗散能量，具有比较好的效果，剪切面板1a和工字钢梁2a的一对孔为所述紧固螺栓提供一个相对较大的空间，在发生地震时，对于所述两个结构构件之间相对于彼此的移动约束力很小，安全系数更高。

地震发生时，引起剪切面板1a与工字钢梁2a的相对运动，如箭头所示，当地震较小，不足以达到一定的力的水平，由紧固螺栓10和卷轴组件的摩擦接合提供的夹紧力的方向，剪切面板1a和工字钢梁2a彼此刚性连接，此时，建筑物或结构保持正常静止。

当地震较大，沿箭头方向的力水平达到足够水平的情况下，则剪切面板1a与工字钢梁2a将彼此相对移动。这个移动将导致两个卷筒组件7和8的相对运动，因为这两个卷筒组件7和8各自被有效地锁定到其相应剪切面板1a和工字钢梁2a上，所以第一摩擦面18a将移动相对于第二摩擦面18b，以及相对于每个部件移动，由于环形摩擦件是由粘弹性材料制成的，它有一个特别理想的库仑阻尼特性，与钢接触时，会形成一个均匀的滞后。库仑阻尼因为内部的弹性紧固螺栓10和周围表面之间可有效地耗散相当量的能量。

另外，由于本发明的这样一种地震能量阻尼***尺寸小，所以所述建筑结构能量阻尼***可均匀分布或排列在整个建筑结构中，以使得在总的能量消散量上比其他的消散方法消散更大量的地震能量。

实施例2：

如图2所示，为剪力墙与混凝土柱的连接结构示意图：一种建筑结构能量阻尼***，包括剪力墙1b、混凝土柱2b、多个阻尼元件3，所述剪力墙1b上有盲孔4，所述混凝土柱2b上设有通孔I 5，所述阻尼元件3包括：封闭的端壁部6、卷筒组件I 7、卷筒组件II 8、卷筒组件III9、弹性紧固螺栓10、垫圈11、贝氏垫圈12、垫片13、螺帽14、内螺纹套筒15、环形摩擦件16、通孔II17。

所述卷筒组件I 7包括管状主体I 7a和环形凸缘I 7b，所述弹性紧固螺栓10两头设有螺纹10a和10b；所述盲孔4与通孔I 5的轴向中心线对齐，阻尼元件3安装在盲孔4与通孔I 5形成的空间内；所述封闭的端壁部6、卷筒组件7安装在剪力墙1b内，所述卷筒组件II 8、卷筒组件III9安装在混凝土柱2b内，所述内螺纹套筒15焊接在封闭的端壁部6上，其内部设有与所述弹性紧固螺栓10相互配合的内螺纹，弹性紧固螺栓10穿过盲孔4与通孔I 5，一端与内螺纹套筒15配合连接，另一端与螺帽14连接，在螺帽14与混凝土柱2b之间设有垫圈11、贝氏垫圈12、垫片13。

所述卷筒组件I 7包括管状主体I 7a和环形凸缘I 7b，所述弹性紧固螺栓10两头设有螺纹10a和10b；所述盲孔4与通孔I 5的轴向中心线对齐，阻尼元件3安装在盲孔4与通孔I 5形成的空间内；环形摩擦件16与环形凸缘I 7b形成一个第一摩擦面18a，与环形凸缘II8b形成一个第二摩擦面18b；所述弹性紧固螺栓10、垫圈11、贝氏垫圈12、垫片13、螺帽14是通过通孔II 17安装进去的；所述封闭的端壁部6焊接在剪力墙1b内；所述卷筒组件I 7包括管状主体I 7a和环形凸缘I 7b，所述卷筒组件I 7是活动安装在盲孔4内部，没有机械地锁定或夹紧，或紧固至混凝土结构中，可减弱能量传递，加强能量消散；所述卷筒组件II8是由管状主体II8a和环形凸缘II 8b组成的，所述管状主体II8a的内表面设有内螺纹；所述卷筒组件III9是由管状主体III9a和环形凸缘III9b组成的，所述管状主体III9a的外部部设有外螺纹；所述卷筒组件II 8的管状主体II 8a的内表面的内螺纹与所述卷筒组件III9的管状主体III9a的外螺纹相互配合，通过旋转卷筒组件II 8和卷筒组件III9的螺纹，可控制垫圈11与混凝土柱2b的接触，起到一个相应的线程限定作用；所述内螺纹套筒15焊接在封闭的端壁部6上，其内部设有与所述弹性紧固螺栓10相互配合的内螺纹，可以通过弹性紧固螺栓10来调节松紧程度。所述环形摩擦件为粘弹性材料，优选黄铜；所述垫片13是应力指示器。可用来测量或指示由弹性紧固螺栓10加预负荷的水平。螺栓连接消能是通过摩擦耗散能量，具有比较好的效果，剪力墙1b和混凝土柱2b的一对孔为所述紧固螺栓提供一个相对较大的空间，在发生地震时，对于所述两个结构构件之间相对于彼此的移动约束力很小，安全系数更高。

地震发生时，引起构件1、2的相对运动，如箭头所示，当地震较小，不足以达到一定的力的水平，由紧固螺栓10和卷轴组件的摩擦接合提供的夹紧力的方向，部件1和2彼此刚性连接，此时，建筑物或结构保持正常静止。

当地震较大，沿箭头方向的力水平达到足够水平的情况下，则该两个部件1，2将彼此相对移动。这个移动将导致两个卷筒组件7和8的相对运动，因为这两个卷筒组件7和8各自被有效地锁定到其相应构件1，2上，所以第一摩擦面18a将移动相对于第二摩擦面18b，以及相对于每个部件移动，由于环形摩擦件是由粘弹性材料制成的，它有一个特别理想的库仑阻尼特性，与钢接触时，会形成一个均匀的滞后。库仑阻尼因为内部的弹性紧固螺栓10和周围表面之间可有效地耗散相当量的能量。

另外，由于本发明的这样一种地震能量阻尼***尺寸小，所以所述建筑结构能量阻尼***可均匀分布或排列在整个建筑结构中，以使得在总的能量消散量上比其他的消散方法消散更大量的地震能量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种建筑结构能量阻尼***，其特征在于包括第一结构构件(1)、第二结构构件(2)、一个或多个阻尼元件(3)，所述第一结构构件(1)上有盲孔(4)，所述第二结构构件(2)上设有通孔I(5)，所述阻尼元件(3)包括：封闭的端壁部(6)、卷筒组件I(7)、卷筒组件II(8)、卷筒组件III(9)、弹性紧固螺栓(10)、垫圈(11)、贝氏垫圈(12)、垫片(13)、螺帽(14)、内螺纹套筒(15)、环形摩擦件(16)，所述弹性紧固螺栓(10)两头设有螺纹I(10a)和螺纹II(10b)；所述盲孔(4)与通孔I(5)的轴向中心线对齐，阻尼元件(3)安装在盲孔(4)与通孔I(5)形成的空间内；所述封闭的端壁部(6)、卷筒组件I(7)安装在第一结构构件(1)内，所述卷筒组件II(8)、卷筒组件III(9)安装在第二结构构件(2)内，所述内螺纹套筒(15)焊接在封闭的端壁部(6)上，其内部设有与所述弹性紧固螺栓(10)相互配合的内螺纹，弹性紧固螺栓(10)穿过盲孔(4)与通孔I(5)，一端与内螺纹套筒(15)配合连接，另一端与螺帽(14)连接，在螺帽(14)与第二结构构件(2)之间设有垫圈(11)、贝氏垫圈(12)、垫片(13)。

2.如权利要求1所述的一种建筑结构能量阻尼***，其特征在于所述第一结构构件(1)和第二结构构件(2)可以是板、梁、柱或者剪力墙。

3.如权利要求1所述的一种建筑结构能量阻尼***，其特征在于所述封闭的端壁部(6)焊接在第一结构构件(1)内。

4.如权利要求1所述的一种建筑结构能量阻尼***，其特征在于所述卷筒组件I(7)包括管状主体I(7a)和环形凸缘I(7b)，所述卷筒组件I(7)是活动安装在盲孔(4)内部。

5.如权利要求1所述的一种建筑结构能量阻尼***，其特征在于所述卷筒组件II(8)是由管状主体II(8a)和环形凸缘II(8b)组成的，所述环形凸缘II(8b)在管状主体II(8a)的一端，所述管状主体II(8a)的内表面设有内螺纹。

6.如权利要求1所述的一种建筑结构能量阻尼***，其特征在于所述卷筒组件III(9)是由管状主体III(9a)和环形凸缘III(9b)组成的，所述环形凸缘III(9b)在由管状主体III(9a)的一端，所述管状主体III(9a)的外部部设有外螺纹。

7.如权利要求4或5任意一项所述的一种建筑结构能量阻尼***，其特征在于所述卷筒组件II(8)的管状主体II(8a)的内表面的内螺纹与所述卷筒组件III(9)的管状主体III(9a)的外螺纹相互配合。

8.如权利要求1所述的一种建筑结构能量阻尼***，其特征在于所述垫片(13)也可以是应力指示器。