軟鋼與摩擦阻尼器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種軟鋼與摩擦阻尼器，主要由橢圓形摩擦板、軟鋼板、固定板、中軸錨栓、中軸螺孔、固定板螺孔、摩擦板彈簧卡口和彈簧等組成。其特征在于：兩個橢圓形摩擦板交叉設(shè)置，兩個長軸相互垂直；兩個橢圓形摩擦板的外側(cè)分別設(shè)置軟鋼板。兩個橢圓形摩擦板和兩個軟鋼板組成矩形耗能體。本發(fā)明的效果和優(yōu)點(diǎn)是具有較大的初始剛度，在風(fēng)振和地震作用下，能夠迅速進(jìn)入耗能狀態(tài)，并且在大變形下仍具有較好的耗能能力。整個系統(tǒng)的受力均勻、穩(wěn)定、節(jié)省材料，又保證耗能體系穩(wěn)固、有效，構(gòu)造簡單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。既可以用于新建建筑工程的抗震設(shè)計，也可以用于已有工程的加固維修。
【專利說明】 軟鋼與摩擦阻尼器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)震動控制裝置，特別是涉及一種建筑結(jié)構(gòu)震動控制的建筑用軟鋼與摩擦阻尼器。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬屈服阻尼器(metallic yielding damper)是用軟鋼或其它軟金屬材料做成的各種形式的阻尼耗能器。金屬屈服后具有良好的滯回性能，利用某些金屬具有的彈塑性滯回變形耗能，包括軟鋼屈服阻尼器、鉛阻尼器和形狀記憶合金(shape memory alloys，簡稱SMA)阻尼器等。它對結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動控制的機(jī)理是將結(jié)構(gòu)振動的部分能量通過金屬的屈服滯回耗能耗散掉，從而達(dá)到減小結(jié)構(gòu)反應(yīng)的目的。
[0003]軟鋼屈服阻尼器是充分利用軟鋼進(jìn)入塑性階段后具有良好的滯回特性。1972年，Kelly和Skinner等美國學(xué)者首先開始研究利用軟鋼的這種性能來控制結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)，并提出軟鋼屈服阻尼器的幾種形式，包括扭轉(zhuǎn)梁、彎曲梁、U形條耗能器等。隨后，其它學(xué)者又相繼提出許多形式各異的軟鋼屈服阻尼器，其中比較典型的如X形、三角形板軟鋼屈服阻尼器、E型鋼阻尼器、C型鋼阻尼器。經(jīng)過國內(nèi)外許多學(xué)者的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，證實(shí)軟鋼屈服阻尼器具有穩(wěn)定的滯回特性，良好的低周疲勞性能，長期的可靠性和不受環(huán)境、溫度影響等特點(diǎn)，是一種很有前途的耗能器。
[0004]摩擦阻尼器作為一種耗能裝置，因其耗能能力強(qiáng)，荷載大小、頻率對其性能影響不大，且構(gòu)造簡單，取材容易，造價低廉，因而具有很好的應(yīng)用前景。特別是在控制結(jié)構(gòu)近斷層地震反應(yīng)和中高層結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)方面有獨(dú)特優(yōu)勢。摩擦阻尼器對結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動控制的機(jī)理是:阻尼器在主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件屈服前的預(yù)定荷載下產(chǎn)生滑移或變形，依靠摩擦或阻尼耗散地震能量，同時，由于結(jié)構(gòu)變形后自振周期加長，減小了地震輸入，從而達(dá)到降低結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的目的。摩擦阻尼器的發(fā)展始于20世紀(jì)70年代末，隨后為適應(yīng)不同類型的建筑結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外學(xué)者陸續(xù)研制開發(fā)了多種摩擦阻尼器，其摩擦力大小易于控制，可方便地通過調(diào)節(jié)預(yù)緊力大小來確定。目前，研究開發(fā)的摩擦阻尼器主要有:普通摩擦阻尼器、Pall摩擦阻尼器、Sumitomo摩擦阻尼器、摩擦剪切鉸阻尼器、滑移型長孔螺栓節(jié)點(diǎn)阻尼器、T形芯板摩擦阻尼器、擬粘滯摩擦阻尼器、多級摩擦阻尼器以及一些摩擦復(fù)合耗能器。
[0005]如果摩擦阻尼器提供的力過大，就需要提高正壓力，因此會致使計算的參數(shù)誤差較大，也容易造成耗能效果顯著降低，并且也容易造成裝置的失效。因此，采用軟鋼與摩擦阻尼器聯(lián)合使用，提高阻尼器的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種軟鋼與摩擦阻尼器，主要為了改善軟鋼屈服阻尼器的變形能力和耗能能力。將軟鋼屈服與摩擦聯(lián)合阻尼器安裝在交叉支撐節(jié)點(diǎn)，有效控制軟鋼的嚴(yán)重變形，保證軟鋼始終具有良好的耗能能力，而摩擦阻尼器具有良好的耗能能力，二者聯(lián)合作用，充分發(fā)揮二者的優(yōu)點(diǎn)，有效控制結(jié)構(gòu)的風(fēng)振和地震反應(yīng)，保護(hù)結(jié)構(gòu)安全。[0007]本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
軟鋼與摩擦阻尼器主要由橢圓形摩擦板、軟鋼板、固定板、中軸錨栓、耗能板體安裝錨栓、安裝螺孔、墊板、中軸螺孔、固定板螺孔、摩擦板彈簧卡口(和彈簧組成。其特征在于:兩個橢圓形摩擦板交叉設(shè)置，兩個長軸相互垂直；兩個橢圓形摩擦板的外側(cè)分別設(shè)置軟鋼板，兩個橢圓形摩擦板和兩個軟鋼板組成矩形耗能體。在橢圓形摩擦板和軟鋼板的形心設(shè)置中軸錨栓；兩個橢圓形摩擦板的形心分別設(shè)置彈簧。在兩個橢圓形摩擦板的長軸端部和軟鋼板四個角部分別設(shè)置固定板螺孔。在矩形耗能體的四個角部分別安裝固定板，固定板的軸線與中軸錨栓和耗能板體安裝錨栓形心的連線的夾角在10°?20°之間。固定板之間設(shè)置墊板。在兩個橢圓形摩擦板的形心分別設(shè)置摩擦板彈簧卡口，兩個摩擦板彈簧卡口的卡口方向相反。
[0008]本發(fā)明的效果和優(yōu)點(diǎn)是具有較大的初始剛度，在風(fēng)振和地震作用下，能夠迅速進(jìn)入耗能狀態(tài)，并且在大變形下仍具有較好的耗能能力。整個系統(tǒng)的受力均勻、穩(wěn)定、節(jié)省材料，又保證耗能體系穩(wěn)固、有效，構(gòu)造簡單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。既可以用于新建建筑工程的抗震設(shè)計，也可以用于已有工程的加固維修。方案是在總結(jié)國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)試驗(yàn)取得的，還要通過安全計算。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明軟鋼與摩擦阻尼器正視示意圖；
圖2為本發(fā)明軟鋼與摩擦阻尼器俯視示意圖；
圖3為圖2的A-A剖面圖。
[0010]圖中，I為橢圓形摩擦板；2為軟鋼板；3為固定板；4為中軸錨栓；5為耗能板體安裝錨栓；6為安裝螺孔；7為墊板；8為中軸螺孔；9為固定板螺孔；10為摩擦板彈簧卡口 ；11為彈簧。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合技術(shù)方案和參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0012]本發(fā)明提出的軟鋼與摩擦阻尼器如圖f圖3所示。整個裝置主要由橢圓形摩擦板1、軟鋼板2、固定板3、中軸錨栓4、耗能板體安裝錨栓5、安裝螺孔6、墊板7、中軸螺孔8、固定板螺孔9、摩擦板彈簧卡口 10和彈簧11等組成。
[0013]根據(jù)實(shí)際要求，分別對橢圓形摩擦板I和軟鋼板2開挖固定板螺孔9 ;對橢圓形摩擦板I的形心進(jìn)行開孔，并形成摩擦板彈簧卡口 10，兩個摩擦板彈簧卡口 10的卡口方向相反。將彈簧11設(shè)置在兩個橢圓形摩擦板I之間，并根據(jù)要求將橢圓形摩擦板I交叉安裝；分別將軟鋼板2安裝到橢圓形摩擦板I的兩側(cè)，并固定中軸錨栓4及安裝固定板3，最后焊接墊板7。
【權(quán)利要求】
1.一種軟鋼與摩擦阻尼器，由橢圓形摩擦板(I)、軟鋼板(2)、固定板(3)、中軸錨栓(4)、耗能板體安裝錨栓(5)、安裝螺孔(6)、墊板(7)、中軸螺孔(8)、固定板螺孔(9)、摩擦板彈簧卡口( 10)和彈簧(11)組成，其特征在于:兩個橢圓形摩擦板(I)交叉設(shè)置，兩個長軸相互垂直；兩個橢圓形摩擦板(I)的外側(cè)分別設(shè)置軟鋼板(2)，兩個橢圓形摩擦板(I)和兩個軟鋼板(2)組成矩形耗能體，在橢圓形摩擦板(I)和軟鋼板(2)的形心設(shè)置中軸錨栓(4);兩個橢圓形摩擦板(I)的形心分別設(shè)置彈簧(11)，在兩個橢圓形摩擦板(I)的長軸端部和軟鋼板(2)四個角部分別設(shè)置固定板螺孔(9)，在矩形耗能體的四個角部分別安裝固定板(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟鋼與摩擦阻尼器，其特征在于:固定板(3)的軸線與中軸錨栓(4)和耗能板體安裝錨栓(5)形心的連線的夾角在10°?20°之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟鋼與摩擦阻尼器，其特征在于:固定板(3)之間設(shè)置墊板(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟鋼與摩擦阻尼器，其特征在于:在兩個橢圓形摩擦板(I)的形心分別設(shè)置摩擦板彈簧卡口(10)，兩個摩擦板彈簧卡口(10)的卡口方向相反。
【文檔編號】E04B1/98GK103541452SQ201310429481
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】張延年, 汪青杰, 鄭怡, 徐春一, 劉陽, 董錦坤, 王英峽 申請人:沈陽建筑大學(xué)