高耗能復位金屬阻尼器的製作方法

2023-05-31 18:42:36 2

專利名稱：高耗能復位金屬阻尼器的製作方法
技術領域：
本發明是一種用於土木工程結構抗振(震)的裝置，尤其是一種高耗能復位金屬阻尼器。
背景技術：
地震力和風振力是建築結構所承受的主要控制荷載，也是導致建築結構發生破壞和倒塌的主要因素，準確地認識結構在動荷載作用下的受力機理和動力響應，並對其實施可靠的抗振(震)保護措施是一個前沿性的研究課題。結構耗能減振控制是一種新型的抗振(震)方式，即利用耗能減振裝置消耗外部激勵能量，以達到減輕外部激勵對主結構的破壞。目前針對風振和地震開發研究的耗能減振裝置有粘彈性阻尼器、粘滯流體阻尼器、金屬阻尼器、摩擦阻尼器、形狀記憶合金阻尼器、磁(電)流變阻尼器等。金屬阻尼器主要包括軟鋼阻尼器和鉛阻尼器，其具有製作方便、價格低廉的優越特性。軟鋼阻尼器滯回曲線不夠飽滿，耗能能力較低；鉛阻尼器有較強的耗能能力，然而其沒有可回復特性。這嚴重地制約了金屬阻尼器在土木減振工程中的應用。

發明內容
技術問題本發明的目的是提供一種價格低廉、製作方便的高耗能復位金屬阻尼器，該阻尼器不僅能提供很高的耗能性能，而且具備很強的回覆特性，同時在振動過程中具備自限位能力。
技術方案本發明的高耗能復位金屬阻尼器，由左連接鋼板、左彈簧、灌注鉛、鋼棒、限位帽、內鋼管、外鋼管、限位鋼板、右彈簧、右連接鋼板組成；內鋼管位於外鋼管中，在內鋼管和外鋼管之間腔體內設有灌注鉛，沿內鋼管和外鋼管的徑向插有鋼棒，在鋼棒兩端頭設有限位帽；在阻尼器的左端，左連接鋼板連接在內鋼管的左端，左彈簧套在內鋼管外並位於左連接鋼板與外鋼管之間；在阻尼器的右端，限位鋼板與內鋼管相接，右連接鋼板與外鋼管相接，在限位鋼板與右連接鋼板之間設有右彈簧螺孔在左連接鋼板上設有左固定螺孔，在右連接鋼板上設有右固定螺孔。
將高耗能復位金屬阻尼器加設於柱間支撐、梁柱節點、桁架下弦杆等可變形部位，當結構因振動而發生變形時，高耗能復位金屬阻尼器也產生變形，此時，內鋼管和外鋼管產生相對變形，鋼棒跟隨內鋼管產生運動，在其運動和變形過程中，一方面鋼棒擠壓鉛耗散大量的輸入振動能量，另一方面鋼棒產生很強的彈性恢復力，提供給結構一定的彈性剛度，同時阻尼器兩端的彈簧也產生很強的彈性恢復力。當振動導致過大的變形時，鋼棒端頭的限位帽和內鋼管端頭的限位板被擋住，限制了阻尼器的過大變形，確保阻尼器不發生破壞。
由此可以看出，該高耗能復位金屬阻尼器受力明確、製作方便，具有很強的耗能能力和復位能力，能有效地減小土木建築結構的振動反應。
有益效果本發明的高耗能復位金屬阻尼器具有構造簡單、製作方便、造價低廉、施工方便的優點，它不僅具有很強的耗能能力，而且具備很強的回覆特性，同時在振動過程中具備自限位能力。它可廣泛地用於高層建築、橋梁結構和塔桅結構等土木工程結構的抗風和抗震工程中。


圖1為本發明的剖面結構示意圖。圖中有左固定螺孔1、左連接鋼板2、左彈簧3、灌注鉛4、鋼棒5、限位帽6、內鋼管7、外鋼管8、限位鋼板9、右彈簧10、右連接鋼板11、右固定螺孔12。
具體實施例方式
本發明的高耗能復位金屬阻尼器是由左連接鋼板2、左彈簧3、灌注鉛4、鋼棒5、限位帽6、內鋼管7、外鋼管8、限位鋼板9、右彈簧10、右連接鋼板11組成；內鋼管7位於外鋼管8中，在內鋼管7和外鋼管8之間腔體內設有灌注鉛4，沿內鋼管7和外鋼管8的徑向插有鋼棒5，在鋼棒5兩端頭設有限位帽6；在阻尼器的左端，左連接鋼板2連接在內鋼管7的左端，左彈簧3套在內鋼管7外並位於左連接鋼板2與外鋼管8之間；在阻尼器的右端，限位鋼板9與內鋼管7相接，右連接鋼板11與外鋼管8相接，在限位鋼板9與右連接鋼板11之間設有右彈簧10。
在左連接鋼板2上設有左固定螺孔1，在右連接鋼板11上設有右固定螺孔12。鋼棒5在發生變形過程中一方面擠壓灌注鉛4能耗散大量的振動能量，另一方面鋼棒5具有很強的回覆特性，鋼棒的尺寸需要根據具體結構進行設計。左彈簧3和右彈簧10也是在變形過程中提供給阻尼器回復力，一般為5KN～30KN。當變形超過一定範圍時，限位帽和限位鋼板被擋住，不允許內鋼管7和外鋼管8發生相對位移。左連接鋼板2和右連接鋼板11可與土木建築結構螺栓連接或焊接。
權利要求
1.一種高耗能復位金屬阻尼器，其特徵在於該阻尼器由左連接鋼板(2)、左彈簧(3)、灌注鉛(4)、鋼棒(5)、限位帽(6)、內鋼管(7)、外鋼管(8)、限位鋼板(9)、右彈簧(10)、右連接鋼板(11)組成；內鋼管(7)位於外鋼管(8)中，在內鋼管(7)和外鋼管(8)之間腔體內設有灌注鉛(4)，沿內鋼管(7)和外鋼管(8)的徑向插有鋼棒(5)，在鋼棒(5)兩端頭設有限位帽(6)；在阻尼器的左端，左連接鋼板(2)連接在內鋼管(7)的左端，左彈簧(3)套在內鋼管(7)外並位於左連接鋼板(2)與外鋼管(8)之間；在阻尼器的右端，限位鋼板(9)與內鋼管(7)相接，右連接鋼板(11)與外鋼管(8)相接，在限位鋼板(9)與右連接鋼板(11)之間設有右彈簧(10)。
全文摘要
本發明的高耗能復位金屬阻尼器由左連接鋼板(2)、左彈簧(3)、灌注鉛(4)、鋼棒(5)、限位帽(6)、內鋼管(7)、外鋼管(8)、限位鋼板(9)、右彈簧(10)、右連接鋼板(11)組成；內鋼管(7)位於外鋼管(8)中，在內鋼管(7)和外鋼管(8)之間腔體內設有灌注鉛(4)，沿內鋼管(7)和外鋼管(8)的徑向插有鋼棒(5)，在鋼棒(5)兩端頭設有限位帽(6)；在阻尼器的左端，左連接鋼板(2)連接在內鋼管(7)的左端，左彈簧(3)套在內鋼管(7)外並位於左連接鋼板(2)與外鋼管(8)之間；在阻尼器的右端，限位鋼板(9)與內鋼管(7)相接，右連接鋼板(11)與外鋼管(8)相接，在限位鋼板(9)與右連接鋼板(11)之間設有右彈簧(10)。
文檔編號F16F9/00GK1769607SQ20041006605
公開日2006年5月10日 申請日期2004年12月16日 優先權日2004年12月16日
發明者李愛群, 徐趙東, 程文瀼, 張志強 申請人:東南大學