本發(fā)明涉及消能減震技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及阻尼器。

背景技術(shù)：

阻尼器是一種用于降低震動破壞力的安全裝置，在民用建筑、工業(yè)建筑、橋梁等建筑物中被廣泛使用。例如，對于固定于橋墩上且一側(cè)與大橋橋面固定連接的兩個阻尼器，當橋面受到地震或者其他外力在水平方向上的突然沖擊時，阻尼器能夠消耗外力對橋面在水平方向上的沖擊能量，大大緩解外力對橋面在水平方向上的沖擊和破壞并限制橋面在水平方向上的相對位移。

但是，現(xiàn)有的阻尼器存在著諸多不足，例如，位移或變形恢復(fù)性能較差、消耗外力沖擊能量的能力較差。而這些不足極大地影響了建筑物的安全以及以建筑物為中心一定范圍內(nèi)人們的生命財產(chǎn)安全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種阻尼器，以克服現(xiàn)有的阻尼器，位移或變形恢復(fù)性能較差、消耗外力沖擊能量的能力較差等問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種阻尼器，包括：耗能板；所述耗能板為長方形結(jié)構(gòu)，所述耗能板的兩個表面為沿長度方向形狀一致的正弦波曲面。

結(jié)合第一方面第一種可能實現(xiàn)方式，在第二種可能實現(xiàn)方式中，所述阻尼器還包括：限位裝置和約束裝置；所述限位裝置包括兩個限位塊，平行于所述耗能板沿長度方向的兩個邊緣設(shè)置；所述約束裝置包括兩個約束槽，分別平行于所述耗能板的兩個表面且位于所述耗能板兩側(cè)，保持槽口向外。

結(jié)合第一方面第二種可能實現(xiàn)方式，在第三種可能實現(xiàn)方式中，所述阻尼器還包括封板；所述封板用于固定所述限位裝置和約束裝置。

結(jié)合第一方面第三種可能實現(xiàn)方式，在第四種可能實現(xiàn)方式中，每個所述約束槽沿寬度方向的兩個邊緣上設(shè)有槽壁，沿長度方向的兩個邊緣為開口；所述封板包括：頂部封板、底部封板、限位約束端封板和限位移動端封板；所述頂部封板分別與兩個所述約束槽的上邊緣連接；所述底部封板分別與兩個所述約束槽的下邊緣連接；所述限位約束端封板分別與兩個所述約束槽的一側(cè)槽壁連接；所述限位移動端封板分別與兩個所述約束槽的另一側(cè)槽壁連接。

結(jié)合第一方面第四種可能實現(xiàn)方式，在第五種可能實現(xiàn)方式中，所述底部封板包括封板轉(zhuǎn)接件和底板；所述封板轉(zhuǎn)接件與所述底板連接。

結(jié)合第一方面第五種可能實現(xiàn)方式，在第六種可能實現(xiàn)方式中，所述限位約束端封板沿長度方向中軸線分別設(shè)置有一個長條形通孔；所述阻尼器還包括限位約束裝置；所述耗能板沿長度方向一個端部穿過所述限位約束端封板上的長條形通孔與所述限位約束裝置連接。

結(jié)合第一方面第六種可能實現(xiàn)方式，在第七種可能實現(xiàn)方式中，所述限位移動端封板沿長度方向中軸線分別設(shè)置有一個長條形通孔；所述阻尼器還包括允許位移形變限位裝置；所述耗能板沿長度方向另一個端部穿過所述限位移動端封板上的長條形通孔與所述允許位移形變限位裝置連接。

結(jié)合第一方面第七種可能實現(xiàn)方式，在第八種可能實現(xiàn)方式中，所述阻尼器還包括隔音裝置，數(shù)目為兩個；所述隔音裝置下表面為長方形平面，上表面為沿長度方向的正弦波曲面；每個所述隔音裝置的上表面與所述耗能板的正弦波曲面貼合，下表面與一個所述約束槽的底面貼合。

結(jié)合第一方面第八種可能實現(xiàn)方式，在第九種可能實現(xiàn)方式中，所述阻尼器還包括防火裝置，數(shù)目為兩個；每個所述防火裝置底面和左右兩側(cè)面分別與一個所述約束槽的底面和兩個槽壁貼合。

結(jié)合第一方面第九種可能實現(xiàn)方式，在第十種可能實現(xiàn)方式中，所述耗能板表面附著有隔離層。

本發(fā)明提出的阻尼器，通過將耗能板的上表面和下表面沿長度方向設(shè)置為形狀一致的正弦波曲面，使得當阻尼器與建筑構(gòu)件連接的一側(cè)接收到外力時，處于正常工作狀態(tài)的耗能板，能夠發(fā)揮其靈敏的位移或變形能力以及良好的位移或變形恢復(fù)性能，靈敏的限制傳遞過來的相對位移或變形。

附圖說明

圖1為根據(jù)本申請實施例的阻尼器爆炸圖；

圖2為根據(jù)本申請實施例的正弦波示意圖；

圖3為根據(jù)本申請實施例的耗能板沿長度方向截面圖；

圖4為根據(jù)本申請實施例的阻尼器側(cè)視圖；

圖5為根據(jù)本申請實施例的阻尼器沿長度方向截面圖；

圖6為根據(jù)本申請實施例的阻尼器沿寬度方向截面圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種阻尼器，包括：耗能板10；所述耗能板10為長方形結(jié)構(gòu)，所述耗能板10的兩個表面為沿長度方向形狀一致的正弦波曲面。

在本實施例中，采用上表面和下表面為正弦波曲面的耗能板10，使得阻尼器具有靈敏的位移或變形能力、位移或變形恢復(fù)性能、良好的抗低周疲勞彈塑性累積變形能力及優(yōu)越的二階耗能特性。正弦波曲面對應(yīng)的正弦波波紋的形狀可以根據(jù)實際效果進行設(shè)定，在此不做具體限定。為了保證所述能力或性能處于較佳的狀態(tài)，優(yōu)選地，在對正弦波波紋進行選擇時，對其相關(guān)參數(shù)采取一定的范圍或關(guān)系限定：

正弦波二分之一波長：l＝2rcosα(mm)；

正弦波幅值：h＝rsinα(mm)；

正弦波總高度：h＝2rsinα(mm)；

正弦波開口角度：30°≤α≤60°；

其中，r為正弦波半徑(mm)。相關(guān)參數(shù)含義可具體結(jié)合圖2理解。

本發(fā)明提出的阻尼器，通過將耗能板的上表面和下表面沿長度方向設(shè)置為形狀一致的正弦波曲面，使得當阻尼器與建筑構(gòu)件連接的一側(cè)接收到外力時，處于正常工作狀態(tài)的耗能板，能夠發(fā)揮其靈敏的位移或變形能力以及良好的位移或變形恢復(fù)性能，靈敏的限制傳遞過來的相對位移或變形。

作為一種可選實施例，如圖1所示，所述阻尼器還包括：限位裝置20和約束裝置30；所述限位裝置20包括兩個限位塊，平行于所述耗能板沿長度方向的兩個邊緣設(shè)置；所述約束裝置30包括兩個約束槽，分別平行于所述耗能板10的兩個表面且位于所述耗能板10兩側(cè)，保持槽口向外。

在本實施例中，對限位塊的形狀不做具體限定，優(yōu)選地，為長方體。同時，對約束槽的底板形狀也不做具體限定，優(yōu)選地，為長方形。通過兩個長方體限位塊，平行于耗能板10沿長度方向的兩個邊緣設(shè)置，使得耗能板10沿長度方向的兩個邊緣分別與兩個長方體限位塊緊密貼合，從而確保耗能板10在接收到沿寬度方向的外力時，不會上下移動；通過保持兩個約束槽分別平行于所述耗能板10的兩個表面且位于所述耗能板10兩側(cè)，使得約束槽能夠限制耗能板10相對位移或變形，避免耗能板10受力時形變過大。

作為一種可選實施例，如圖1所示，所述阻尼器還包括封板40；所述封板40用于固定所述約束裝置30和所述限位裝置20。

作為一種可選實施例，如圖1所示，每個所述約束槽沿寬度方向的兩個邊緣上設(shè)有槽壁，沿長度方向的兩個邊緣為開口；所述封板40包括：頂部封板41、底部封板42、限位約束端封板43和限位移動端封板44；所述頂部封板41分別與兩個所述約束槽的上邊緣連接；所述底部封板42分別與兩個所述約束槽的下邊緣連接；所述限位約束端封板43分別與兩個所述約束槽的一側(cè)槽壁連接；所述限位移動端封板44分別與兩個所述約束槽的另一側(cè)槽壁連接。

在本實施例中，對各封板與約束裝置30或限位裝置20的連接方式不做具體限制，包括但不限于：焊接、螺栓連接、鉚釘連接或粘結(jié)。在本實施例中，優(yōu)選地，采用螺栓連接。

具體地，頂部封板為槽狀結(jié)構(gòu)，每個所述槽狀結(jié)構(gòu)沿長度方向的兩個邊緣上設(shè)有槽壁，沿寬度方向的兩個邊緣為開口，每個槽壁沿長度方向設(shè)置有一排通孔。一個長條形限位塊沿長度方向設(shè)置有一排通孔與頂部封板槽壁上的通孔對應(yīng)。約束裝置的每個約束槽的上邊緣處沿長度方向設(shè)有一排通孔與頂部封板槽壁上的通孔對應(yīng)。將一個長條形限位塊內(nèi)嵌于頂部封板41的兩槽壁之間，將螺栓依次穿過頂部封板41的一個槽壁、約束裝置的一個約束槽上邊緣、長條形限位塊、約束裝置的另一個約束槽上邊緣和頂部封板41的另一個槽壁，用螺母固定。

具體地，限位約束端封板43沿長度方向分別設(shè)置有兩排通孔分別與兩個約束槽的一側(cè)槽壁上的通孔對應(yīng)，通過螺栓和螺母固定。

具體地，限位移動端封板44沿長度方向分別設(shè)置有兩排通孔分別與兩個約束槽的另一側(cè)槽壁上的通孔對應(yīng)，通過螺栓和螺母固定。

作為一種可選實施例，如圖1所示，所述底部封板42包括封板轉(zhuǎn)接件421和底板422；所述封板轉(zhuǎn)接件421與所述底板422連接。

在本實施例中，對封板轉(zhuǎn)接件421和底板422的連接方式不做具體限制，包括但不限于：焊接、螺栓連接、鉚釘連接或粘結(jié)。在本實施例中，優(yōu)選地，采用螺栓連接。

具體地，所述封板轉(zhuǎn)接包括兩個截面為直角的構(gòu)件，每個構(gòu)件的兩個側(cè)面上均設(shè)置有一排通孔。另一個長方體限位塊沿長度方向設(shè)置有一排通孔。將兩個截面為直角的構(gòu)件平行擺放，并保持通孔分別另一個長方體限位塊的通孔對應(yīng)。將螺栓依次穿過一個構(gòu)件的一個側(cè)面、約束裝置的一個約束槽下邊緣、另一個長方體限位塊、約束裝置的另一個約束槽下邊緣和另一個構(gòu)件的一個側(cè)面，用螺母固定。

具體地，所述底板422沿長度方向設(shè)置有兩排通孔。將螺桿穿過兩個截面為直角的構(gòu)件另一側(cè)面和所述底板422，通過螺母固定。此外，所述底板422還用于與建筑構(gòu)件連接，以固定阻尼器。

作為一種可選實施例，如圖1所示，所述限位約束端封板43和所述限位移動端封板44遠離所述耗能板10的一側(cè)下邊緣處向外分別突出設(shè)置有兩個平行的長條。

在本實施例中，限位約束端封板43和限位移動端封板44遠離耗能板10的一側(cè)下邊緣處向外分別突出設(shè)置的兩個平行的長條為長方形或直角三角形。優(yōu)選地，在本實施例中，長條為三角形，且直角短邊與所在封板的板面平行，直角長邊與該封板板面垂直。通過在限位約束端封板43和限位移動端封板44遠離所述耗能板10的一側(cè)下邊緣處向外分別突出設(shè)置兩個平行的長條，使得限位約束端封板43和限位移動端封板44更穩(wěn)固，不易在外力作用下發(fā)生位移。

作為一種可選實施例，如圖1所示，所述限位約束端封板43沿長度方向中軸線分別設(shè)置有一個長條形通孔；所述阻尼器還包括限位約束裝置50；所述耗能板10沿長度方向的一個端部穿過所述限位約束端封板43上的長條形通孔與所述限位約束裝置50連接。

在本實施例中，限位約束裝置50與耗能板10的連接方式不做具體限制，包括但不限于：焊接、螺栓連接、鉚釘連接或粘結(jié)。在本實施例中，優(yōu)選地，采用螺栓連接。

具體地，耗能板10的正弦波曲面沿長度方向的一端為平面，即耗能板10的一個端部為平板。在該端部靠近沿寬度方向的邊緣處設(shè)置有一排通孔。

具體地，限位約束裝置50包括兩個截面為直角的構(gòu)件，每個構(gòu)件的一側(cè)面沿長度方向設(shè)置有一排通孔與耗能板10該端部的通孔對應(yīng)。將螺栓依次穿過一個構(gòu)件、耗能板10的該端部和另一個構(gòu)件，用螺母固定。當耗能板10接收到作用于另一端部的外力沖擊，通過將耗能板10該端部與限位約束裝置50連接，限位約束裝置50能夠?qū)⒃撏饬Φ臎_擊能量導(dǎo)入底板422所連接的固定構(gòu)件，較小外力沖擊的破壞力。此外，截面為直角的構(gòu)件沿兩個側(cè)面的垂直面設(shè)置若干個方形板與限位約束端封板43貼合。當耗能板10接收到作用于另一端部的外力沖擊時，通過截面為直角的構(gòu)件上方形板與限位約束端封板43貼合，限制了限位約束端封板43的發(fā)生相對位移。

作為一種可選實施例，如圖1所示，所述限位移動端封板44沿長度方向中軸線分別設(shè)置有一個長條形通孔；所述阻尼器還包括允許位移形變限位裝置60；所述耗能板10沿長度方向另一個端部穿過所述限位移動端封板44上的長條形通孔與所述允許位移形變限位裝置60連接。

在本實施例中，允許位移形變限位裝置60與耗能板10的連接方式不做具體限制，包括但不限于：焊接、螺栓連接、鉚釘連接或粘結(jié)。在本實施例中，優(yōu)選地，采用螺栓連接。

具體地，耗能板10的正弦波曲面沿長度方向的另一端為平面，即耗能板10的另一個端部為平板。在該端部靠近沿寬度方向的邊緣處設(shè)置有一排通孔。

具體地，允許位移形變限位裝置60包括兩個截面為直角的構(gòu)件，每個構(gòu)件的一側(cè)面沿長度方向設(shè)置有一排通孔與耗能板10另一個端部的通孔對應(yīng)。將螺栓依次穿過一個構(gòu)件、耗能板10另一個端部和另一個構(gòu)件，用螺母固定。當允許位移形變限位裝置60接收到外力發(fā)生相對位移或形變時，會將相對位移或形變傳遞給耗能板10，使得耗能板10能夠發(fā)揮耗能作用，減少外力對允許位移形變限位裝置60所連接的建筑構(gòu)件的破壞。

作為一種可選實施例，如圖1所示，所述阻尼器還包括隔音裝置70，數(shù)目為兩個；所述隔音裝置70下表面為長方形平面，上表面為沿長度方向的正弦波曲面；每個所述隔音裝置70的上表面與所述耗能板10的正弦波曲面貼合，下表面與一個所述約束槽的底面貼合。

在本實施例中，具體地，隔音裝置70的材料可以根據(jù)實際情況選擇。優(yōu)選地，可采用隔音巖棉。通過隔音裝置70的上表面與所述耗能板10的正弦波曲面貼合，下表面與一個所述約束槽的底面貼合，能夠?qū)鬟f過來的噪音吸收。

作為一種可選實施例，如圖1所示，所述阻尼器還包括防火裝置80，數(shù)目為兩個；每個所述防火裝置80底面和左右兩側(cè)面分別與一個所述約束槽的底面和兩個槽壁貼合。

在本實施例中，對防火裝置的形狀不做限定，優(yōu)選地，防火裝置80為長方體結(jié)構(gòu)且長寬高分別與約束槽底面的長寬以及槽壁的高度一致。防火裝置80具體可通過粘結(jié)的方式固定于約束槽的槽壁之間。通過將兩個防火裝置80分別固定于兩個約束槽的槽壁之間，使得阻尼器在火災(zāi)環(huán)境中能夠得到較好的保護。

作為一種可選實施例，如圖1所示，所述耗能板表面附著有隔離層。

在本實施例中，所述隔離層的材料可以根據(jù)實際情況設(shè)定，在此不做限定。優(yōu)選地，隔離層為碳纖維絕緣潤滑隔離層。由于碳纖維具有質(zhì)量輕、強度高、耐疲勞性好等優(yōu)點，因此，通過使耗能板10表面附著碳纖維絕緣潤滑隔離層，不僅能提高阻尼器的耐疲勞性，此外隔離層的絕緣、潤滑作用還能夠?qū)哪馨?0起到一定的保護作用。

基于上述所有可選實施例結(jié)合的阻尼器組裝之后的側(cè)視圖如圖3所示，沿長度方向的截面圖如圖4所示，沿寬度方向的截面如圖5所示。

此外，耗能板10的沿長度方向截面圖如6所示。在圖6中，h＝2rsinα為正弦波總高度(mm)；r為正弦波半徑(mm)；b為兩個約束槽底面之間的距離(mm)；d為隔離層與約束槽底面之間的間隙(mm)，t為耗能板厚度(mm)。為了保證耗能板的性能處于較佳的狀態(tài)，優(yōu)選地，做如下關(guān)系限定：1.5≤r/t≤6.0，d/h＝2.2e^{-2.2(π/2-α)}。

在阻尼器的實際使用過程中，將阻尼器的允許位移形變限位裝置與允許發(fā)生相對位移或變形的構(gòu)件、建筑物或橋梁連接，通過底部封板將阻尼器固定。當構(gòu)件、建筑物或橋梁發(fā)生相對位移或變形，且觸發(fā)到阻尼器的允許位移形變限位裝置時，會將相對位移或變形傳遞到耗能板上；耗能板在不發(fā)生屈曲、屈服現(xiàn)象時即在正常工作狀態(tài)下，能夠發(fā)揮其自身良好的變形恢復(fù)性能，在彈性階段靈敏的限制傳遞過來的相對位移或變形；當耗能板進入屈服狀態(tài)后，且約束槽和限位約束裝置仍具有足夠的剛度時，耗能板發(fā)揮其自身良好的抗低周疲勞彈塑性累積變形能力，在彈塑性階段充分耗散由于相對位移或變形所產(chǎn)生的能量；耗能板在進入破壞狀態(tài)后，可根據(jù)阻尼器的集成裝配化安裝特點，對軸向位移阻尼器進行修復(fù)、更換。

最后，本發(fā)明的方法僅為較佳的實施方案，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。