一种金属与转动摩擦复合阻尼器的制作方法

1.本发明属于建筑结构消能减震技术领域，具体涉及一种金属与转动摩擦复合阻尼器。


背景技术：

2.防震减灾关乎人民群众生命财产安全和社会安定繁荣，所以有效提高建筑物的抗震能力是广大土木从业人员需要优先考虑的问题。采用消能减震技术加固既有建筑，在结构的指定部位设置消能减震构件来耗散地震能量，可有效减轻主体结构的地震反应和损伤，起到结构“保险丝”的功能，同时还能在地震后对消能减震部件进行更换，提高建筑的可修复性能。
3.目前常用的消能减震阻尼器包括金属屈服型阻尼器和摩擦型阻尼器，且大多屈服型金属消能减震构件均为小震弹性设计，只在中震和大震下起到耗能作用，耗能能力弱，经济性较差，不能适应不同强度的地震作用，尤其不能满足“三水准、两阶段”的抗震设计要求。而既有建筑存在材料强度降低、构件老化、原始设计未考虑抗震设防要求和不满足小震弹性设计校核要求等问题，所以经常在小震下原始结构若干部件就可能进入非弹性阶段工作状态而发生损伤。因此，为实现消能减震构件能够在小震到大震下分阶段的地震能量消耗，避免主体结构出现损伤，有必要开发一种新型的金属与转动摩擦复合阻尼器。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种金属与转动摩擦复合阻尼器，能够实现小震到大震下分阶段耗能。
5.本发明是通过下述技术方案实现的：
6.一种金属与转动摩擦复合阻尼器，包括：一个以上弯曲型金属阻尼器、一个以上转动摩擦阻尼器、上连接钢板和下连接钢板；所述弯曲型金属阻尼器和转动摩擦阻尼器并联，安装在上连接钢板和下连接钢板之间。
7.进一步的，所述弯曲型金属阻尼器和转动摩擦阻尼器的数量均根据需求灵活配置，并对称布置。
8.进一步的，所述弯曲型金属阻尼器的数量为一个，转动摩擦阻尼器的数量为两个，两个转动摩擦阻尼器分别对称布置在弯曲型金属阻尼器的两侧。
9.进一步的，所述弯曲型金属阻尼器包括：两个以上耗能钢板和四个以上钢板底座；
10.两个以上耗能钢板并列叠放组成耗能钢板组；耗能钢板组的上下两端中的每端至少安装有两个钢板底座，该两个钢板底座分别位于耗能钢板组的两侧，钢板底座的一个侧面与耗能钢板组的一个侧面连接，钢板底座的另一个侧面与上连接钢板或下连接钢板固定连接，最终使弯曲型金属阻尼器安装在上连接钢板和下连接钢板之间。
11.进一步的，所述耗能钢板为x形板状结构。
12.进一步的，所述钢板底座为l形结构，所述钢板底座上设有至少三个三角形加劲
肋，分别布置于钢板底座的两端及中部。
13.进一步的，所述转动摩擦阻尼器包括：曲柄一、曲柄二、底座一和底座二；
14.所述底座一固定在上连接钢板上，底座二固定在下连接钢板上，曲柄一的一端通过销轴与底座一销接，曲柄二的一端通过销轴与底座二销接，曲柄一的另一端与曲柄二的另一端通过销轴销接，曲柄一和曲柄二均可绕销轴转动，曲柄一和曲柄二组成可转动的曲柄组；在曲柄一与曲柄二销接处、曲柄一与曲柄二的接触端面之间设有环形摩擦片，环形摩擦片套装在曲柄一与曲柄二连接的销轴上，且环形摩擦片的两侧面分别与位于其两侧的曲柄一和曲柄二接触，形成摩擦面。
15.进一步的，所述曲柄一和曲柄二与水平面的初始夹角均为45
°
。
16.进一步的，所述曲柄一为单支耳结构，曲柄二为双支耳结构，曲柄一的单支耳插入到曲柄二的双支耳之间，两个环形摩擦片分别位于单支耳的两侧与双支耳之间。
17.有益效果：
18.(1)本发明通过设置弯曲型金属阻尼器和转动摩擦阻尼器，实现摩擦元件(即转动摩擦阻尼器)在多遇地震下率先耗能，金属元件(即弯曲型金属阻尼器)在设防地震、罕遇地震下渐进屈服耗能，最终实现分阶段耗能与组合耗能，形成共同耗能的高效耗能机制；解决了传统金属阻尼器在小震下不耗能和阻尼力不稳定的难题，实现了分阶段高效耗能，能更好地满足不同地震动强度抗震要求。
19.(2)本发明的两个转动摩擦阻尼器分别对称布置在弯曲型金属阻尼器的两侧，增加复合阻尼器的减震稳定性。
20.(3)本发明的弯曲型金属阻尼器包括：两个以上耗能钢板和四个以上钢板底座，且耗能钢板为x形板状结构，能够较好的提高金属元件的耗能效果，且所述耗能钢板的构造尺寸及数量可根据设计需求进行灵活配置，增加金属元件耗能的可调性。
21.(4)本发明的转动摩擦阻尼器的曲柄一和曲柄二接触端面之间设有环形摩擦片，环形摩擦片的两侧面分别与位于其两侧的曲柄一和曲柄二接触，形成摩擦面，能够增加转动摩擦阻尼器的摩擦阻尼效果。
22.(5)本发明的转动摩擦阻尼器的曲柄一的单支耳插入到曲柄二的双支耳之间，曲柄一和曲柄二实现交叉叠放，能够增加摩擦面数目，进而进一步增加转动摩擦阻尼器的摩擦阻尼效果。
23.综上所述，本发明的金属与转动摩擦复合阻尼器结构简单、便于安装，具有高效的分阶段耗能效果，能实现结构在小震到大震下不同的消能减震功能需求。
附图说明
24.图1为本发明的一种金属与转动摩擦复合阻尼器的结构示意图；
25.图2为金属与转动摩擦复合阻尼器的正视图；
26.图3为金属阻尼器部分的结构示意图；
27.图4为金属阻尼器部分的侧视图；
28.图5为转动摩擦阻尼器部分的结构示意图；
29.图6为转动摩擦阻尼器部分的侧视图；
30.其中，1－弯曲型金属阻尼器；2－转动摩擦阻尼器；3－上连接钢板；4－下连接钢
板；5－耗能钢板；6－钢板底座；7－三角形加劲肋；8－螺栓；9－曲柄一；10－曲柄二；11－销轴；12－环形摩擦片；13－底座一；14－底座二。
具体实施方式
31.下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
32.本实施例提供了一种金属与转动摩擦复合阻尼器，参见附图1-2，包括：一个以上弯曲型金属阻尼器1、一个以上转动摩擦阻尼器2、上连接钢板3和下连接钢板4；
33.所述弯曲型金属阻尼器1和转动摩擦阻尼器2并联，均通过螺栓安装在上连接钢板3和下连接钢板4之间，形成金属与转动摩擦复合阻尼器，其中，弯曲型金属阻尼器1和转动摩擦阻尼器2的数量均可根据需求灵活配置，并应对称布置，优选的，弯曲型金属阻尼器1的数量为一个，转动摩擦阻尼器2的数量为两个，两个转动摩擦阻尼器2分别对称布置在弯曲型金属阻尼器1的两侧；
34.参见附图3-4，弯曲型金属阻尼器1包括：两个以上耗能钢板5和四个以上钢板底座6；所述耗能钢板5为x形板状结构，每个所述耗能钢板5的两端均加工有螺栓孔；两个以上耗能钢板5并列叠放组成耗能钢板组；耗能钢板组的上下两端中的每端至少安装有两个钢板底座6，该两个钢板底座6分别位于耗能钢板组的两侧，所述钢板底座6为l形结构，钢板底座6的一个侧面通过螺栓8与耗能钢板组的一个侧面连接，钢板底座6的另一个侧面通过螺栓与上连接钢板3或下连接钢板4固定连接，最终使弯曲型金属阻尼器1安装在上连接钢板3和下连接钢板4之间；其中，所述耗能钢板5的构造尺寸及数量可根据设计需求进行灵活配置；所述钢板底座6上设有至少三个三角形加劲肋7，分别布置于钢板底座6的两端及中部，以对耗能钢板5的弯曲变形提供足够的固支约束。
35.参见附图5-6，转动摩擦阻尼器2包括：曲柄一9、曲柄二10、底座一13和底座二14；所述底座一13通过螺栓固定在上连接钢板3上，底座二14通过螺栓固定在下连接钢板4上，曲柄一9的一端通过销轴11与底座一13销接，曲柄二10的一端通过销轴11与底座二14销接，曲柄一9的另一端与曲柄二10的另一端通过销轴11销接，曲柄一9和曲柄二10均可绕销轴11转动，曲柄一9和曲柄二10组成可转动的曲柄组；且曲柄一9和曲柄二10与水平面的初始夹角均为45
°
；在曲柄一9与曲柄二10销接处、曲柄一9与曲柄二10的接触端面之间设有环形摩擦片12，即环形摩擦片12套装在曲柄一9与曲柄二10连接的销轴11上，且环形摩擦片12的两侧面分别与位于其两侧的曲柄一9和曲柄二10接触，形成摩擦面；
36.其中，曲柄一9、曲柄二10及环形摩擦片12的构造尺寸及数量可根据设计需求进行调整，且曲柄一9和曲柄二10交叉叠放以增加摩擦面数目，即环形摩擦片12的个数；具体为：曲柄一9为单支耳结构，曲柄二10为双支耳结构，曲柄一9的单支耳插入到曲柄二10的双支耳之间，两个环形摩擦片12分别位于单支耳的两侧与双支耳之间；优选的，曲柄一9为n支耳结构，曲柄二10为n+1支耳结构，曲柄一9的n支耳插入到曲柄二10的n+1支耳之间，n+1个环形摩擦片12分别位于n支耳的两侧与n+1支耳之间。
37.该复合阻尼器使用时，上连接钢板3和下连接钢板4与分别与待进行减震的主体结构连接固定，当进行减震时，在小震下，主要通过转动摩擦阻尼器2进行耗能，在大震下，通过弯曲型金属阻尼器1和转动摩擦阻尼器2共同作用进行耗能，最终实现分阶段高效耗能，更好地满足了不同地震动强度抗震要求。
38.综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。