[發明專利]自復位金屬阻尼器

無效

• 申請號: 201110145219.7
• 申請日: 2011-06-01
• 公開（公告）號: CN102287015A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 王濤;滕睿;陳曦
• 申請（專利權）人: 王濤;滕睿;陳曦
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明屬于結構工程抗震技術領域，涉及一種利用金屬材料屈服耗散振動能量、利用彈性體的預壓力或者預拉力提供自復位能力的阻尼器。

(二)背景技術

為了控制建筑結構特別是高層建筑結構在風荷載和地震荷載下的動力響應，經常采用一些機械裝置耗散風振和地震作用引入的能量，從而達到保護主要承重構件的目的，這就是結構控制的概念。目前，結構控制的研究和應用方向主要分為被動控制、半主動控制、主動控制和混合控制幾種。其中，被動控制技術因其構造簡單可靠、耗能性能穩定、價格低廉、維護方便而被廣泛應用于工程建設，或用于改善已有老舊建筑物的抗震或抗風性能之中。結構的被動耗能減震技術是指在結構的某些部位設置耗能裝置，例如阻尼器，通過耗能裝置產生的摩擦、彎曲、彈塑性滯回變形來耗散或吸收地震輸入結構中的能量，減小主體結構的地震反應，從而避免結構產生破壞或倒塌，達到減震控制的目的。目前建筑結構體系中采用的被動耗能減震裝置主要可分為四大類：粘滯阻尼器、金屬阻尼器、粘彈性阻尼器以及摩擦阻尼器。

金屬阻尼器以其價格低廉、性能可靠的特性而受到人們的普遍青睞。金屬阻尼器利用金屬材料屈服后的塑性應變能耗散能量。振動結束后，進入屈服狀態的金屬阻尼器一般會產生殘余變形，對非結構構件和人類居住環境造成一定的不利影響。一些重要建筑，需要震后立即投入使用，殘余變形極不利于這類建筑的性能要求。

(三)發明內容

本發明旨在克服傳統金屬阻尼器的上述缺點，提出一種新型自復位式金屬阻尼器。本發明作為耗能元件安裝在新、舊結構中，具有一定的初始剛度可以抵抗風荷載和小震作用；當遭受到超過設防烈度等級的地震時，本發明進入塑性工作狀態并耗散大量地震能量；地震動結束后，預壓或者預拉的彈性體強迫金屬阻尼器回到初始位置，從而消除殘余變形。

本發明的自復位金屬阻尼器，包括有活塞桿(1)，外殼(2)，帶正向螺紋的碟形彈簧(3)，帶反向螺紋的碟形彈簧(4)，耗能片(5)，密封體(6)，連接螺扣(7)，其中，活塞桿(1)和外殼(2)分別連接在具有相對變形的位置上，帶正向螺紋的碟形彈簧(3)和帶反向螺紋的碟形彈簧(4)并聯，通過沿軸向旋轉活塞桿(1)對碟形彈簧(3)和(4)施加預壓力，耗能片(5)嵌入到外殼(2)和活塞桿(1)的槽內，其特征在于活塞桿(1)沿軸向相對于外殼(2)運動。

依照本發明實施例所述，活塞桿(1)帶有正、反向螺紋。

依照本發明實施例所述，耗能片(5)開十字形縫。

依照本發明實施例所述，耗能片(5)沿圓周開圓孔。

依照本發明實施例所述，采用不帶螺紋的碟形彈簧(17)，彈簧串聯。

依照本發明實施例所述，采用預應力索(20)提供自復位能力。

依照本發明實施例所述，滑塊(21)和(22)帶有防止轉動的限位(27)。

本發明解決其技術問題所采用的工作原理：

本發明安裝在結構中具有相對變形的位置上，活塞桿具有反向的兩組螺紋，分別與兩組具有正、反向螺紋的碟形彈簧配合，耗能片的內緣與外緣分別嵌固在活塞桿和外殼上，組裝時，轉動活塞桿，兩組碟形彈簧產生初始預壓力，而耗能片初始位置保持不變。本發明在工作時，活塞桿與外殼之間沿軸向發生相對運動，活塞桿帶動耗能片變形，耗能片進入塑性后開始耗散地震能量，地震動結束后，兩組碟形彈簧產生的壓力或者拉力迫使活塞桿回到初始位置，消除殘余變形。

本發明的有益效果：

結構簡單可靠，安裝方便；具備耗散地震作用和風荷載引入的振動能量，保護主要承重構件的能力；具有自復位能力，減少結構的殘余變形。

(四)附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明實施例一的剖視圖。

圖2是本發明實施例一的活塞桿示意圖。

圖3是本發明實施例一的外殼示意圖。

圖4是本發明實施例一的碟形彈簧示意圖。

圖5、圖6是本發明實施例一的耗能片示意圖。

圖7、圖8是本發明的實施例二的剖視圖。

圖9、圖10、圖11是本發明的實施例三的剖視圖。