CN204826286U - 双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置，包括上阻尼杆、上阻尼杆外桶、上阻尼油桶、下阻尼杆、下阻尼杆外桶、下阻尼油桶以及导轨底座；其中，上阻尼油桶与下阻尼杆上下串接固定在一起；上阻尼杆插装在上阻尼杆外桶上，并可在上阻尼杆外桶中沿第一方向运动；上阻尼杆外桶安装在上阻尼油桶中，并可在上阻尼油桶内沿第一方向运动；下阻尼杆插装在下阻尼杆外桶上，并可在下阻尼杆外桶中沿第二方向运动；下阻尼杆外桶安装在下阻尼油桶中，并可在下阻尼油桶中沿所述第二方向运动；上阻尼油桶安装在导轨底座上，且可在导轨底座中沿第二方向运动。本实用新型在小震、中震时不妨碍隔震支座的减震效果，大震时能与隔震支座共同作用以保护隔震层。

Description

双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置

技术领域

本实用新型涉及建筑隔震领域，具体涉及一种双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置，其可实现恒定变阻尼或间歇变阻尼，并可应用于建筑工程或桥梁工程的建筑隔震层、桥梁隔震层及设备隔震层等等。

背景技术

在隔震层中同时使用粘滞阻尼墙和橡胶隔震支座以起到较好的降低地震作用，同时在大震时，由于粘滞阻尼墙的截面面积远大于圆柱形的粘滞阻尼器，其耗能效果远大于后者，与橡胶隔震支座共同作用可以显著降低隔震层位移。根据中国的隔震设计规范，在中震结果通过对比隔震层与非隔震层的剪力比或弯矩比来确定减震效果，大震阶段则主要控制隔震层的位移。而中震阶段对减小剪力比或弯矩比起主要作用的是隔震层刚度，隔震层刚度越小，前者所述比值将越小，而粘滞阻尼墙虽有一定的耗能效果，由于此时位移较小，其耗能效果有限，反而会适当增加隔震层的刚度，从而使整体减震效果会有所降低。

为满足隔震层在中震阶段具有很好的减震效果，同时在大震阶段能很好控制隔震层位移，需要一种在小、中震阶段不起作用，以不妨碍橡胶隔震支座的隔震效果，同时大震阶段能和橡胶隔震支座共同工作，以充分控制隔震层位移，确保隔震层在大震中安全的粘滞阻尼墙装置。

但是现有技术中并没有此类粘滞阻尼墙装置，因此现有技术还需要进一步发展及改善。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种在小震、中震阶段不妨碍隔震支座对隔震层的减震效果，大震阶段能充分发挥其阻尼耗能效果，与隔震支座共同作用保护隔震层的双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置。

本实用新型提出的一种双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置，可以产生恒定式变阻尼或间歇变阻尼，其包括上阻尼杆、上阻尼杆外桶、上阻尼油桶、下阻尼杆、下阻尼杆外桶、下阻尼油桶以及导轨底座；其中，上阻尼油桶与下阻尼杆上下串接固定在一起；上阻尼杆插装在上阻尼杆外桶上，并可在上阻尼杆外桶中沿第一方向运动；上阻尼杆外桶安装在上阻尼油桶中，并可在上阻尼油桶内沿所述第一方向运动；下阻尼杆插装在下阻尼杆外桶上，并可在下阻尼杆外桶中沿第二方向运动；下阻尼杆外桶安装在下阻尼油桶中，并可在下阻尼油桶中沿所述第二方向运动；上阻尼油桶安装在导轨底座上，且可在导轨底座中沿所述第二方向运动。

在本实用新型的进一步优选方案中，所述双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置还包括滚轴滚轮***，所述滚轴滚轮***安装在上阻尼油桶的底部，且放置在导轨底座上，其可在导轨底座上沿所述第二方向运动。

在本实用新型的进一步优选方案中，所述第一方向与所述第二方向垂直。

在本实用新型的进一步优选方案中，所述上阻尼油桶和下阻尼油桶中均装有粘滞油。

在本实用新型的进一步优选方案中，导轨底座上沿所述第二方向开设有底座槽道；上阻尼油桶外壁上沿所述第二方向开设有上阻尼油桶外槽道；所述上阻尼油桶外槽道与所述底座槽道对齐安装，且可相对滑动；

上阻尼油桶内壁上沿所述第一方向开设有上阻尼油桶内槽道；上阻尼杆外桶的外壁上沿所述第一方向开设有上粘滞油滞留孔和上阻尼杆外桶槽道；所述上阻尼杆外桶槽道与所述上阻尼油桶内槽道对齐安装，且可相对滑动；

下阻尼油桶内壁上沿所述第二方向开设有下阻尼油桶内槽道；下阻尼杆外桶的外壁上沿所述第二方向开设有下粘滞油滞留孔和下阻尼杆外桶槽道；所述下阻尼杆外桶槽道与所述下阻尼油桶内槽道对齐安装，且可相对滑动。

在本实用新型的进一步优选方案中，所述上阻尼杆外桶中沿所述第一方向设置有上滑杆；所述上阻尼杆可在所述上滑杆上沿所述第一方向运动；所述下阻尼杆外桶中沿所述第二方向设置有下滑杆；所述下阻尼杆可在所述下滑杆上沿所述第二方向运动。

特别地，当所述双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置用于产生恒定式变阻尼时，其还可优选为：所述上阻尼杆外桶内壁上还设有用于单向限制所述上阻尼杆运动、且具有弹性的上阻尼单向控制楔块；所述下阻尼杆外桶内壁上还设有用于单向限制所述下阻尼杆运动、且具有弹性的下阻尼单向控制楔块。

在本实用新型的进一步优选方案中，所述上阻尼杆外桶上还设置有用于控制所述上阻尼单向控制楔块弹性复位的上阻尼手动复位开关；所述下阻尼杆外桶上还设置有用于控制所述下阻尼单向控制楔块弹性复位的下阻尼手动复位开关。

在本实用新型的进一步优选方案中，所述导轨底座的底部设置有底座连接底板；所述下阻尼油桶的底部设置有下阻尼连接底板。

在本实用新型的进一步优选方案中，所述上阻尼杆顶部用于与隔震层上部结构连接；所述导轨底座和下阻尼杆底部用于与隔震层下部结构连接。

本实用新型至少具备以下有益效果：

1、在遭受小震、中震地震时，粘滞阻尼墙装置不提供阻尼力，因而不会妨碍隔震支座形成的较好减震效果；在遭受大震地震时，粘滞阻尼墙装置能提供较大的阻尼力，与隔震支座共同保护隔震层的安全。

2、可适用于隔震层的双向大位移、大阻尼的需要，应用广，结构简单，易维护，且地震后不用修复便可再次使用。

3、在进一步优选方案中，能提供恒定的阻尼力或间歇式的阻尼力。

4、在进一步优选方案中，采用上阻尼手动复位开关/下阻尼手动复位开关，能够让上阻尼杆/下阻尼杆复位。

附图说明

图1是实施例提出的双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置整体的立体结构示意图。

图2是图1中上阻尼杆及上阻尼杆外桶的立体结构示意图。

图3是相对于图2的平面俯视图。

图4是图3的A-A剖切视图。

图5是相对于图2的平面主视图。

图6是图5的B-B剖切视图。

图7是图1中上阻尼油桶、下阻尼杆及下阻尼杆外桶的立体结构示意图。

图8是相对于图7的立体仰视图。

图9是相对于图7的立体左视图。

图10是图1中上阻尼油桶、下阻尼杆及下阻尼杆外桶的平面主视图。

图11是图10的A-A剖切图。

图12是图1中上阻尼油桶、下阻尼杆及下阻尼杆外桶的平面俯视图。

图13是图12的B-B剖切图。

图14是图1中下阻尼油桶的立体结构示意图。

图15是图1中导轨底座的部分立体结构示意图。

图中：10-上阻尼杆，11-上阻尼杆外桶，12-上阻尼油桶，13-上阻尼油桶外槽道，14-上阻尼油桶内槽道，15-上粘滞油滞留孔，16-上阻尼杆外桶槽道，17-上滑杆，18-上阻尼单向控制楔块，19-上阻尼手动复位开关，20-下阻尼杆，21-下阻尼杆外桶，22-下阻尼油桶，24-下阻尼油桶内槽道，25-下粘滞油滞留孔，26-下阻尼杆外桶槽道，27-下滑杆，28-下阻尼单向控制楔块，29-下阻尼手动复位开关，30-导轨底座，31-底座槽道，40-滚轴滚轮***，51-底座连接底板，52-下阻尼连接底板。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步描述。

实施例一

本实施例提出的一种双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置，如图1所示，包括上阻尼杆10、上阻尼杆外桶11、上阻尼油桶12、下阻尼杆20、下阻尼杆外桶21、下阻尼油桶22以及导轨底座30；其中，上阻尼油桶12与下阻尼杆20上下串接固定在一起；上阻尼杆10插装在上阻尼杆外桶11上，并可在上阻尼杆外桶11中沿第一方向运动；上阻尼杆外桶11安装在上阻尼油桶12中，并可在上阻尼油桶12内沿所述第一方向运动；下阻尼杆20插装在下阻尼杆外桶21上，并可在下阻尼杆外桶21中沿第二方向运动；下阻尼杆外桶21安装在下阻尼油桶22中，并可在下阻尼油桶22中沿所述第二方向运动；上阻尼油桶12安装在导轨底座30上，且可在导轨底座30中沿所述第二方向运动。

本实施例中，可将上阻尼杆10的顶部与隔震层上部结构连接；导轨底座30和下阻尼杆20底部与隔震层下部结构连接，使得本粘滞阻尼墙装置与安装在隔震层的隔震支座(图未示出)共同起到保护隔震层的作用。同时注意所述第一方向包括运动轨迹上的两个方向(以上阻尼杆10为例，根据受震力方向的不同，上阻尼杆10可以向运动轨迹上的两个方向中的任一个方向运动)，所述第二方向亦是同理。

本实施例中，优选所述第一方向与第二方向垂直，从而粘滞阻尼墙装置在地震中遭受的震力可以分解成所述第一方向与第二方向上的分力。特别地，以受到的震力来自于第一方向为例，在遭受小震、中震地震时，上阻尼杆10只会在上阻尼杆外桶11中沿第一方向发生小位移运动，粘滞阻尼墙装置几乎不提供阻尼力，因而不会妨碍隔震支座形成的较好减震效果；在遭受大震地震时，上阻尼杆10在上阻尼杆外桶11中运动到终点后会带动上阻尼杆外桶11一起在上阻尼油桶12中运动，实现大位移运动，从而粘滞阻尼墙装置能提供较大的阻尼力，与隔震支座共同保护隔震层的安全。

同理，以受到的推力来自于第二方向为例，在遭受小震、中震地震时，下阻尼杆20只会在下阻尼杆外桶21中沿第二方向发生小位移运动(下阻尼杆20上面的上阻尼杆10、上阻尼杆外桶11以及上阻尼油桶12与下阻尼杆外桶21看成一个整体进行运动)，粘滞阻尼墙装置几乎不提供阻尼力，因而不会妨碍隔震支座形成的较好减震效果；在遭受大震地震时，下阻尼杆20在下阻尼杆外桶21中运动到终点后会带动下阻尼杆外桶21一起在下阻尼油桶22中运动，实现大位移运动，从而粘滞阻尼墙装置能提供较大的阻尼力，与隔震支座共同保护隔震层的安全。

本实施例中，由于上阻尼杆外桶11和下阻尼杆外桶21并不需要总是对上阻尼杆10或下阻尼杆20提供阻尼力，因此可不用装粘滞油，而上阻尼油桶12和下阻尼油桶22的主要作用在于提供较大阻尼力，因此优选上阻尼油桶12和下阻尼油桶22均装有粘滞油。

本实施例可适用于隔震层的双向大位移、大阻尼的需要，应用广，结构简单，易维护，且地震后不用修复便可再次使用。

实施例二

实施例二与实施例一的区别仅在于，在实施例一的基础上，实施例二还包括滚轴滚轮***40，请参阅图1，所述滚轴滚轮***40安装在上阻尼油桶12的底部，且放置在导轨底座30上，其可在导轨底座30上沿所述第二方向运动。

所述滚轴滚轮***40的主要作用有两个，一是对上阻尼油桶12及上阻尼杆10、上阻尼杆外桶11起到支撑作用，二是更便于实现上阻尼油桶12(与阻尼杆10、上阻尼杆外桶11一起)在导轨底座30中沿所述第二方向运动，以起到更佳的抗震效果。

可以理解的是，实施例二包括了实施例一的有益效果。

实施例三

实施例是在实施例一或实施例二的基础上所做的进一步改进及具体化设计。

本实施例中，导轨底座30上沿所述第二方向开设有底座槽道31(可参阅图1或图15)；上阻尼油桶12外壁上沿所述第二方向开设有上阻尼油桶外槽道13(可参阅图7至图10)；所述上阻尼油桶外槽道13与所述底座槽道31对齐安装，且可相对滑动；

上阻尼油桶12内壁上沿所述第一方向开设有上阻尼油桶内槽道14(可参阅图7)；上阻尼杆外桶11的外壁上沿所述第一方向开设有上粘滞油滞留孔15和上阻尼杆外桶槽道16(可参阅图2)；所述上阻尼杆外桶槽道16与所述上阻尼油桶内槽道14对齐安装，且可相对滑动；

下阻尼油桶22内壁上沿所述第二方向开设有下阻尼油桶内槽道24(可参阅图14)；下阻尼杆外桶21的外壁上沿所述第二方向开设有下粘滞油滞留孔25和下阻尼杆外桶槽道26(可参阅图9或图10)；所述下阻尼杆外桶槽道26与所述下阻尼油桶内槽道24对齐安装，且可相对滑动。

本实施例中，所述上粘滞油滞留孔15和下粘滞油滞留孔25的作用是，在上阻尼杆10及上阻尼杆外桶11或者下阻尼杆20及下阻尼杆外桶21运动时，粘滞油可以通过，从而提供更佳的阻尼力。

可以理解的是，实施例三相应包括实施例一或实施例二的有益效果。

实施例四

实施例四是在实施例一至实施例三中任一项的基础上所做的进一步改进及具体化设计。

本实施例中，所述上阻尼杆外桶11中沿所述第一方向设置有上滑杆17(可参阅图4或图6)；所述上阻尼杆10可在所述上滑杆17上沿所述第一方向运动；所述下阻尼杆外桶21中沿所述第二方向设置有下滑杆27(可参阅图10或图13)；所述下阻尼杆20可在所述下滑杆27上沿所述第二方向运动。

可以理解的是，实施例四相应包括实施例一或实施例二或实施例三的有益效果。

实施例五

实施例五是在实施例一至实施例四中任一项基础上所做的进一步改进及具体化设计，其目在于实现恒定式变阻尼。

本实施例中，所述上阻尼杆外桶11内壁上还设有用于单向限制所述上阻尼杆10运动、且具有弹性的上阻尼单向控制楔块18(可参阅图4)；所述下阻尼杆外桶21内壁上还设有用于单向限制所述下阻尼杆20运动、且具有弹性的下阻尼单向控制楔块28(可参阅图11)。

所述上阻尼单向控制楔块18可以设置为如图4所示的两组，共4个；以其中一组(假设按图4中同一水平方向上的两个上阻尼单向控制楔块18为一组)为例，在初始状况，上阻尼杆10位于该组的两个上阻尼单向控制楔块18的中间，在地震发生时，上阻尼杆10受到震力作用会往其中一侧运动，当上阻尼单向控制楔块18受到较大压力时会往后退缩(上阻尼单向控制楔块18内部有弹簧)，从而上阻尼杆10可以运动至上阻尼单向控制楔块18与上阻尼杆外桶11的内壁之间(由于上阻尼单向控制楔块18是单向通行，故上阻尼杆10无法自动返回至初始位置)；当发生大震时，上阻尼杆10会带动上阻尼杆外桶11一起在上阻尼油桶12中做大位移运动，而上阻尼油桶12中的粘滞油通过上粘滞油滞留孔15形成比较恒定的阻尼力。

下阻尼单向控制楔块28的工作原理与上阻尼单向控制楔块18同理，这里不再赘述。

值得一提的是，若是没有设置上阻尼单向控制楔块18和下阻尼单向控制楔块28，则粘滞阻尼墙装置提供的是间歇式变阻尼。例如，在小震时，上阻尼杆10能通过上滑杆17在上阻尼杆外桶11中运动，但位移较小，几乎未与上阻尼杆外桶11发生相对滑动，这时便不产生阻尼力；在大震时，上阻尼杆10通过上滑杆17运动到上阻尼杆外桶11一侧的内壁处，并带动上阻尼杆外桶11一起继续运动；当震力反向时，上阻尼杆10先通过上滑杆17运动到上阻尼杆外桶11的另一侧的内壁处，此时上阻尼杆外桶11未动，故不提供阻尼力，然后上阻尼杆10带动上阻尼杆外桶11一起继续运动，上阻尼油桶12中的粘滞油通过上粘滞油滞留孔15形成阻尼力；由于阻尼力会出现间歇，因此若没有设置上阻尼单向控制楔块18，则粘滞阻尼墙装置提供的是间歇式变阻尼。下阻尼单向控制楔块28的作用亦是同理。

此外，为了实现上阻尼杆10和下阻尼杆20的复位，本实施例中，所述上阻尼杆外桶11上还设置有用于控制所述上阻尼单向控制楔块18弹性复位的上阻尼手动复位开关19(参阅图2至图6)；所述下阻尼杆外桶21上还设置有用于控制所述下阻尼单向控制楔块28弹性复位的下阻尼手动复位开关29(参阅图10至图11)。只需要按下上阻尼手动复位开关19，上阻尼单向控制楔块18便会退缩，处在上阻尼单向控制楔块18与上阻尼杆外桶11的内壁之间的上阻尼杆10便可复位至初始状态；同样，只需要按下下阻尼手动复位开关29，下阻尼单向控制楔块28便会退缩，处在下阻尼单向控制楔块28与下阻尼杆外桶21的内壁之间的下阻尼杆20便可复位至初始状态。

可以理解的是，实施例五应包括实施例一或实施例二或实施例三或实施例四的有益效果。

以上各实施例中，大震阶段发生任一角度的斜向位移时，粘滞阻尼墙装置都将提供双向运动阻尼。同时，为了便于安装在隔震层上，所述导轨底座30的底部还可设置底座连接底板51，如图5或图1所示；所述下阻尼油桶22的底部还可设置下阻尼连接底板52，如图14或图1所示。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置，其特征在于，包括上阻尼杆、上阻尼杆外桶、上阻尼油桶、下阻尼杆、下阻尼杆外桶、下阻尼油桶以及导轨底座；其中，上阻尼油桶与下阻尼杆上下串接固定在一起；上阻尼杆插装在上阻尼杆外桶上，并可在上阻尼杆外桶中沿第一方向运动；上阻尼杆外桶安装在上阻尼油桶中，并可在上阻尼油桶内沿所述第一方向运动；下阻尼杆插装在下阻尼杆外桶上，并可在下阻尼杆外桶中沿第二方向运动；下阻尼杆外桶安装在下阻尼油桶中，并可在下阻尼油桶中沿所述第二方向运动；上阻尼油桶安装在导轨底座上，且可在导轨底座中沿所述第二方向运动。

2.根据权利要求1所述的双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置，其特征在于，还包括滚轴滚轮***，所述滚轴滚轮***安装在上阻尼油桶的底部，且放置在导轨底座上，其可在导轨底座上沿所述第二方向运动。

3.根据权利要求2所述的双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直。

4.根据权利要求3所述的双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置，其特征在于，所述上阻尼油桶和下阻尼油桶中均装有粘滞油。

5.根据权利要求1至4任一项所述的双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置，其特征在于，导轨底座上沿所述第二方向开设有底座槽道；上阻尼油桶外壁上沿所述第二方向开设有上阻尼油桶外槽道；所述上阻尼油桶外槽道与所述底座槽道对齐安装，且可相对滑动；

上阻尼油桶内壁上沿所述第一方向开设有上阻尼油桶内槽道；上阻尼杆外桶的外壁上沿所述第一方向开设有上粘滞油滞留孔和上阻尼杆外桶槽道；所述上阻尼杆外桶槽道与所述上阻尼油桶内槽道对齐安装，且可相对滑动；

下阻尼油桶内壁上沿所述第二方向开设有下阻尼油桶内槽道；下阻尼杆外桶的外壁上沿所述第二方向开设有下粘滞油滞留孔和下阻尼杆外桶槽道；所述下阻尼杆外桶槽道与所述下阻尼油桶内槽道对齐安装，且可相对滑动。

6.根据权利要求5所述的双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置，其特征在于，所述上阻尼杆外桶中沿所述第一方向设置有上滑杆；所述上阻尼杆可在所述上滑杆上沿所述第一方向运动；所述下阻尼杆外桶中沿所述第二方向设置有下滑杆；所述下阻尼杆可在所述下滑杆上沿所述第二方向运动。

7.根据权利要求6所述的双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置，其特征在于，所述上阻尼杆外桶内壁上还设有用于单向限制所述上阻尼杆运动、且具有弹性的上阻尼单向控制楔块；所述下阻尼杆外桶内壁上还设有用于单向限制所述下阻尼杆运动、且具有弹性的下阻尼单向控制楔块。

8.根据权利要求7所述的双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置，其特征在于，所述上阻尼杆外桶上还设置有用于控制所述上阻尼单向控制楔块弹性复位的上阻尼手动复位开关；所述下阻尼杆外桶上还设置有用于控制所述下阻尼单向控制楔块弹性复位的下阻尼手动复位开关。

9.根据权利要求8所述的双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置，其特征在于，所述导轨底座的底部设置有底座连接底板；所述下阻尼油桶的底部设置有下阻尼连接底板。

10.根据权利要求9所述的双向大位移变阻尼粘滞阻尼墙装置，其特征在于，所述上阻尼杆顶部用于与隔震层上部结构连接；所述导轨底座和下阻尼杆底部用于与隔震层下部结构连接。