變摩擦耗能減震裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種變摩擦耗能減震裝置，屬于工程結(jié)構(gòu)消能減震領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]消能減震技術(shù)作為一種被動的結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)，近幾年來已經(jīng)逐步應(yīng)用在建筑物或構(gòu)筑物中。所謂消能減震技術(shù)，是在結(jié)構(gòu)上附加消能減震裝置，附加減震裝置和結(jié)構(gòu)本身共同承擔(dān)地震和風(fēng)振等作用，通過附加減振裝置的耗能作用從而減小結(jié)構(gòu)本身的動力響應(yīng)，保證了結(jié)構(gòu)的安全性、舒適性和正常使用性等功能要求。國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對消能減振技術(shù)進行了大量研宄，開發(fā)了諸多消能減震裝置，例如金屬阻尼器(鉛阻尼器、金屬剪切板阻尼器等)、粘滯阻尼器以及摩擦阻尼器等。這些阻尼器在實際使用中還顯露出一些不足之處。傳統(tǒng)摩擦阻尼器在運動過程中正壓力和摩擦面系數(shù)保持不變，其滯回模型類似矩形，如果起滑力較小，耗能裝置的作用較小，而過起滑力較大，裝置滑動位移較小，不能發(fā)揮耗能作用。同時兩種材料在恒定的正壓力作用下，保持長期的靜接觸會產(chǎn)生冷粘結(jié)或者冷凝固，造成期望的摩擦系數(shù)不能保證。為了克服傳統(tǒng)阻尼器的這個缺點，有必要開發(fā)一種能夠?qū)崿F(xiàn)阻尼力隨著滑動位移變化而變化的新型摩擦阻尼器，保證達到期望的摩擦系數(shù)，并能實現(xiàn)在不同荷載作用下均能發(fā)揮較好的耗能效果。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種變摩擦耗能減震裝置。
[0004]本實用新型包括上蓋板1、下蓋板3、滑動板2、固定板4、顆粒群5、鉛塊6、摩擦材料7、預(yù)緊螺栓8和墊條10等部件，該減震裝置采用了混合耗能機理，能產(chǎn)生隨位移變化而變化的摩擦力，阻尼顆粒群5的摩擦、碰撞、擠壓等增加耗能能力，在不同荷載作用下都能發(fā)揮作用，具有減震效果明顯、適用性強等特點。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]本實用新型提出的一種變摩擦耗能減震裝置，包括上蓋板1、下蓋板3、滑動板2、固定板4、顆粒群5、鉛塊6、摩擦材料7、預(yù)緊螺栓8和墊條10，其中:上蓋板I位于下蓋板3上方，上蓋板I與下蓋板3之間設(shè)有滑動板2，滑動板2 —端設(shè)有固定板4，所述固定板4通過預(yù)緊螺栓8和墊條10固定于上蓋板I和下蓋板3之間；所述上蓋板I底部表面形成凸面，相應(yīng)的，滑動板2上表面形成與上蓋板I底部凸面相匹配的凹面，滑動板2底部表面和下蓋板3上表面連接處設(shè)有摩擦材料7，形成摩擦對；上蓋板I和滑動板2之間間隙處形成腔體9，所述腔體9內(nèi)放置顆粒群5，上蓋板I和下蓋板3 —端相對應(yīng)處開有沿滑動板2長度方向的滑動槽11，滑動板2 —端留有孔洞，所述孔洞內(nèi)放置鉛塊6，所述鉛塊6能在滑動槽11內(nèi)來回移動；所述上蓋板I和下蓋板3通過預(yù)緊螺栓8和墊條10相連。
[0007]本實用新型中，所述顆粒群5單體為鋼珠、陶粒砂或鉛球中任一種，所述顆粒群5單體直徑稍小于腔體9高度。
[0008]本實用新型中，上蓋板I底部表面至少形成一個凸起的弧面，相應(yīng)的，滑動板2上面表面形成與所述凸起的弧面相匹配的凹面，所述凸起的弧面或者所述凹起的弧面的坡度根據(jù)設(shè)計要求進行調(diào)節(jié)。
[0009]本實用新型中，所述鉛塊6寬度稍小于滑動槽11的寬邊，以便于在滑動槽11內(nèi)滑動。
[0010]本實用新型中，過在上蓋板I凸面和滑動板2的凹面之間的腔體9內(nèi)放置顆粒群5，在滑動板2移動過程中借助顆粒群5的擠壓實現(xiàn)正壓力的變化，上蓋面凸面和滑動板2凹面的坡度可以根據(jù)設(shè)計需求進行調(diào)節(jié)。
[0011]本實用新型中，滑動板2下表面和下蓋板3內(nèi)表面粘有摩擦材料7形成摩擦對，在滑動板2移動過程中，依靠摩擦面正壓力的變化實現(xiàn)摩擦力的變化，使得該實用新型在不同的荷載作用下均具有良好的耗能減震性能。
[0012]本實用新型中，上蓋板I凸起的內(nèi)表面與滑動板2凹面之間腔體9內(nèi)放置顆粒群5，顆粒群5在滑動板2移動過程中發(fā)生滾動、滑動、擠壓和摩擦以及顆粒群5與上蓋板1、滑動板2之間的摩擦，增強耗能效果。
[0013]本實用新型中，鉛塊6放置在滑動板2端部，當(dāng)滑動板2移動位移較大時，利用鉛塊6的剪切變形，增強減震裝置耗能能力。
[0014]本實用新型中，所述顆粒群5單體可以為鋼珠、陶粒砂或鉛球，顆粒群5單體直徑稍小于腔體9高度。
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點與有益效果:
[0016]1、本實用新型裝置構(gòu)造簡單、制造成本低、安置方便，適用于不同類型的建筑物或構(gòu)筑物。
[0017]2、本實用新型將顆粒群放置在空腔中，利用顆粒群的滾動或滑動、碰撞、擠壓和摩擦以及顆粒群與上蓋板、滑動板之間的摩擦轉(zhuǎn)移或耗散能量，有效提到減震控制效果。
[0018]3、本實用新型通過在上蓋板凸面和滑動板的凹面之間的腔體內(nèi)放置顆粒群，在滑動過程中依靠正壓力的變化實現(xiàn)摩擦力的變化，保證了阻尼器在不同大小荷載作用下均能發(fā)揮很好的控制效果。
[0019]4、本實用新型在凹槽端部增設(shè)鉛塊，在較大荷載作用下能增加阻尼器阻尼耗能，增強結(jié)構(gòu)耗能減震效果，同時能夠限制滑動板的移動范圍。
[0020]5、本實用新型適用性強，能夠根據(jù)不同的設(shè)計需求進行靈活調(diào)整，并能保證在各種情況下均有較好的耗能效果。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型實施例的試驗裝置的主視圖；
[0022]圖2是本實用新型實施例的試驗裝置的俯視圖；
[0023]圖3是本實用新型實施例的試驗裝置的側(cè)視圖；
[0024]圖4是上蓋板俯視圖；
[0025]圖5是滑動板俯視圖；
[0026]圖6是下蓋板俯視圖；
[0027]圖7是顆粒群單體詳圖；
[0028]圖8是固定板詳圖；
[0029]圖中標(biāo)號:I為上蓋板，2為滑動板，3為下蓋板，4為固定板，5為顆粒群，6為鉛塊，7為摩擦材料，8為預(yù)緊螺栓，9為腔體，10為墊條，11為滑動槽，12為固定孔。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實施作進一步說明，但不作為對本實用新型的限定。
[0031]實施例1:請參閱圖1、圖2、圖3、圖4是本實用新型試驗裝置整體結(jié)構(gòu)各個方向視圖示意圖。
[0032]本實用新型實施例1為一種平板式變摩擦阻尼器，由上蓋板1、滑動板2、下蓋板3以及放置在上下蓋板3之間的其它部件組成，其中位于中間的為滑動板2，分居在滑動板2兩側(cè)的為上蓋板I和下蓋板3。
[0033]具體的，請參閱圖1、圖2、圖3、圖7所示，上蓋板I與下蓋板3均留有兩排固定孔12，上蓋面預(yù)留有滑動槽11，在上蓋板I和下蓋板3的預(yù)緊螺栓8下放置橫向墊條10，上蓋板I和下蓋板3通過預(yù)緊螺栓8穿過兩排固定孔12進行連接。上蓋板I和滑動板2之間形成有腔體9，顆粒群5單體直徑稍小與腔體9高度，單層放置適當(dāng)數(shù)量單體在空腔內(nèi)，占據(jù)空腔60%~80%的體積。上蓋板I內(nèi)表面形成凸面，滑動板2上表面形成與所述凸面相匹配的凹面，凸起與凹下的坡度依據(jù)設(shè)計條件進行調(diào)節(jié)。
[0034]如圖4和圖6所示，上蓋面和下蓋板3端部留有兩條滑動槽11和兩排固定孔12，滑動槽11寬度稍大于鉛塊6寬度，鉛塊6可以在滑動槽11內(nèi)自由縱向運動，滑動槽11同時用于限制滑動板2移動范圍，固定孔12作為上蓋板I和下蓋板3通過預(yù)緊螺栓8連接的通道。
[0035]如圖1和圖5所示，滑動板2左端與固定板4預(yù)留空間小于顆粒群5單體直徑，用于限制顆粒群5在空腔內(nèi)運動，滑動板2右邊預(yù)留兩個孔洞，用于放置上述鉛塊6。
[0036]如圖5和圖6所示，滑動板2下表面和上蓋板I內(nèi)表面預(yù)期相接觸的部位粘有摩擦材料7形成摩擦面，在滑動板2移動過程中摩擦耗能，滑動板2 —端通過焊接與建筑物或構(gòu)筑物的構(gòu)件連接。下蓋板3。
[0037]如圖8所示，固定板4 一段預(yù)留兩個連接孔，通過預(yù)緊螺栓8和上蓋板I以及下蓋板3固定，固定板4另一端通過焊接與建筑物或構(gòu)筑物的構(gòu)件固定。
[0038]上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本實用新型不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的揭示，對于本實用新型做出的改進和修改都應(yīng)該在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種變摩擦耗能減震裝置，包括上蓋板(1)、下蓋板(3)、滑動板(2)、固定板(4)、顆粒群(5)、鉛塊(6)、摩擦材料(7)、預(yù)緊螺栓(8)和墊條(10)，其特征在于:上蓋板(I)位于下蓋板(3)上方，上蓋板(I)與下蓋板(3)之間設(shè)有滑動板(2)，滑動板(2) —端設(shè)有固定板(4)，所述固定板(4)通過預(yù)緊螺栓(8)和墊條(10)固定于上蓋板(I)和下蓋板(3)之間；所述上蓋板(I)底部表面形成凸面，相應(yīng)的，滑動板(2)上表面形成與上蓋板(I)底部凸面相匹配的凹面，滑動板(2)底部表面和下蓋板(3)上表面連接處設(shè)有摩擦材料(7)，形成摩擦對；上蓋板(I)和滑動板(2)之間間隙處形成腔體(9)，所述腔體(9)內(nèi)放置顆粒群(5)，上蓋板⑴和下蓋板(3) —端相對應(yīng)處開有沿滑動板(2)長度方向的滑動槽(11)，滑動板⑵一端留有孔洞，所述孔洞內(nèi)放置鉛塊(6)，所述鉛塊(6)能在滑動槽(11)內(nèi)來回移動；所述上蓋板⑴和下蓋板⑶通過預(yù)緊螺栓⑶和墊條(10)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變摩擦耗能減震裝置，其特征在于:所述顆粒群(5)單體為鋼珠、陶粒砂或鉛球中任一種，所述顆粒群(5)單體直徑稍小于腔體(9)高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變摩擦耗能減震裝置，其特征在于:上蓋板(I)底部表面至少形成一個凸起的弧面，相應(yīng)的，滑動板(2)上表面形成與所述凸起的弧面相匹配的凹面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變摩擦耗能減震裝置，其特征在于:所述鉛塊(6)寬度稍小于滑動槽(11)的寬邊，以便于在滑動槽(11)內(nèi)滑動。
【專利摘要】本實用新型涉及一種變摩擦耗能減震裝置，主要用于建筑物或構(gòu)筑物抗風(fēng)、抗震領(lǐng)域。該建筑裝置主要由上蓋板、下蓋板、滑動板、固定板、顆粒群、鉛塊、摩擦材料、預(yù)緊螺栓和墊條組成。上蓋板內(nèi)表面形成凸面，滑動板上表面形成與上蓋板凸面相匹配的凹面，滑動板下表面和下蓋板內(nèi)表面粘有摩擦材料形成摩擦面，上蓋板和滑動板之間留有腔體，腔體內(nèi)放置顆粒群。變摩擦耗能減震裝置能夠?qū)崿F(xiàn)摩擦力隨著滑動位移變化而變化的效果；在遭受較大荷載作用時借助鉛塊的剪切形變，增大減震裝置耗能能力；顆粒群在滑動板移動中能夠發(fā)生滾動或滑動、碰撞、擠壓和摩擦，有效提高減震效果。本實用新型構(gòu)造簡單、制造成本低、適應(yīng)性強，與傳統(tǒng)摩擦阻尼器相比具有更大的優(yōu)勢，適宜在建筑物或構(gòu)筑物抗風(fēng)、抗震領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
【IPC分類】E04B1-98
【公開號】CN204570980
【申請?zhí)枴緾N201520075940
【發(fā)明人】李俊衛(wèi), 李超, 羅浩, 王旭峰
【申請人】同濟大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年2月4日