[實(shí)用新型]減隔震和沖擊的桿式彈性膠泥阻尼器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720937546.9
• 申請(qǐng)日: 2017-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN206971869U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶桂波;張辰嘯;戴君武;劉坤;于志偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所
• 主分類號(hào): E04H9/02
• 分類號(hào): E04H9/02;E04B1/98;F16F15/02
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11139
• 代理人: 孫皓晨,李林

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及結(jié)構(gòu)和設(shè)備及館藏文物領(lǐng)域，具體涉及一種減隔震和沖擊的桿式彈性膠泥阻尼器。

背景技術(shù)

中國(guó)地處兩條主要的地震帶-歐亞地震帶和環(huán)太平洋地震帶之間，是世界上遭受到地震危害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一。歷史上，在長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲曾經(jīng)多次發(fā)生6級(jí)以上的強(qiáng)震，在京津環(huán)渤海地區(qū)，近300年來，平均每44年就發(fā)生一次7級(jí)以上的大地震。隨著城市化進(jìn)程的加快，大量的國(guó)民財(cái)富快速的向城市及城市群地區(qū)集中。而我國(guó)三分之一以上的已建或擬建的城市群位于可能會(huì)發(fā)生7級(jí)以上大地震的地區(qū)。城市內(nèi)結(jié)構(gòu)、設(shè)備和館藏文物的破壞而引起的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡將對(duì)國(guó)家安全和社會(huì)穩(wěn)定造成巨大的沖擊。地震是由于地殼巖層處于復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)中，隨著地殼的不斷變化，地應(yīng)力的作用超過某處巖層的極限強(qiáng)度時(shí)，巖層就會(huì)發(fā)生突然的斷裂和錯(cuò)動(dòng)，從而引起震動(dòng)，并以彈性波的形式傳到地表，引起地表附近的具有一定質(zhì)量的物體產(chǎn)生慣性力，當(dāng)物體本身具有的抵抗這種慣性作用的抗震能力不足時(shí)，物體發(fā)生破壞。而當(dāng)?shù)卣饎?dòng)的卓越周期和物體的自振周期比較接近時(shí)，物體的破壞就將更加嚴(yán)重。而通過對(duì)物體設(shè)置一定的隔震裝置可以顯著改變物體的自振周期，從而避開地震的卓越周期，從而顯著的降低作用于物體的慣性力，減小物體在地震作用下的破壞，增加物體在地震下的安全。

傳統(tǒng)的減隔震和抗沖擊技術(shù)一般分為兩大類：一類是通過隔震和抗沖擊裝置的設(shè)置來延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的自振周期，降低上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)；另一類是通過在結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的連接處設(shè)置耗能的裝置，消耗地震和沖擊對(duì)結(jié)構(gòu)的能量輸入，從而減小輸入到結(jié)構(gòu)中的地震和沖擊能量，降低地震和沖擊作用的破壞。目前這兩種減隔震和抗沖擊技術(shù)均取得了較好的應(yīng)用，但上述兩種技術(shù)都是以減小水平向地震和沖擊作用為目的。在很多情況下，結(jié)構(gòu)和設(shè)備及館藏文物等并不能簡(jiǎn)單的區(qū)分地震作用的方向，甚至于上述的物體更常見的是以軸向受力為主，因此上述技術(shù)僅能夠滿足水平隔震和抗沖擊的需要，還存在著較大的缺陷和隱患。但是歷次地震后的調(diào)查分析都發(fā)現(xiàn)，對(duì)于那些以軸向受力為主的結(jié)構(gòu)和設(shè)備及館藏文物，僅進(jìn)行水平隔震和抗沖擊不滿足減隔震和抗沖擊的需求，甚至于在一定的條件下，這種隔震和抗沖擊技術(shù)還會(huì)對(duì)地震和沖擊產(chǎn)生放大作用，給結(jié)構(gòu)的地震和沖擊下的安全性帶來巨大的威脅。

彈性膠泥材料是國(guó)際上近20年來開始應(yīng)用的高技術(shù)材料，是經(jīng)過添加適當(dāng)?shù)姆旨?jí)結(jié)構(gòu)和分子量的聚硅氧烷以及選用適當(dāng)?shù)奶砑觿┒纬傻慕橛诠腆w和液體之間的膠泥。這種材料在受壓和受拉時(shí)均具有非常大的滯回性能，在500Mpa的壓力作用下，其變形能夠達(dá)到17％，能夠耗散大量的輸入能量，減小物體的振動(dòng)和噪聲等，更重要的是這種材料能夠在外荷載消除后自動(dòng)恢復(fù)形狀，因此是21世紀(jì)最有應(yīng)用前景的材料。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實(shí)用新型提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)軸向減隔震的減隔震和沖擊的桿式彈性膠泥阻尼器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種減隔震和沖擊的桿式彈性膠泥阻尼器，其特征在于：包括外套鋼管、沿軸向設(shè)于外套鋼管兩端的兩個(gè)傳力裝置以及設(shè)置在外套鋼管與傳力裝置之間的阻尼裝置，其中：

所述外套鋼管包括外鋼管以及在外鋼管兩端開口處徑向內(nèi)縮形成的端板；

所述傳力裝置包括軸向鋼柱，所述軸向鋼柱伸入外鋼管內(nèi)部的一端的端部沿徑向外擴(kuò)形成內(nèi)封板；

所述阻尼裝置包括兩個(gè)彈性膠泥管與一個(gè)彈性膠泥柱，所述彈性膠泥管套在所述軸向鋼柱伸入外鋼管的部分上，其一端與所述內(nèi)封板的外側(cè)抵接，另一端與所述端板的內(nèi)側(cè)抵接，所述彈性膠泥柱抵接在兩個(gè)內(nèi)封板的內(nèi)側(cè)之間。

所述的減隔震和沖擊的桿式彈性膠泥阻尼器，其中：所述傳力裝置還包括連接在所述軸向鋼柱外端的耳板。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)在于：本實(shí)用新型解決了軸向減隔震和抗沖擊的問題，達(dá)到了對(duì)必須實(shí)現(xiàn)軸向減隔震和抗沖擊的結(jié)構(gòu)和設(shè)備及館藏文物提供保護(hù)的目的，最大限度地將地震和沖擊作用向被保護(hù)的結(jié)構(gòu)和設(shè)備及館藏文物的傳遞路徑“切斷”或削弱，延長(zhǎng)被保護(hù)的結(jié)構(gòu)和設(shè)備及館藏文物的自振周期，避開地震作用和沖擊作用的卓越周期，達(dá)到降低地震和沖擊作用，利用彈性膠泥管和彈性膠泥的變形來吸收、消耗和存儲(chǔ)地震動(dòng)和沖擊荷載的輸入能量，從而達(dá)到被保護(hù)結(jié)構(gòu)和設(shè)備及館藏文物的安全。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型整體軸測(cè)圖；

圖2為本實(shí)用新型整體俯視圖；

圖3為本實(shí)用新型整體正視圖；

圖4為本實(shí)用新型整體側(cè)視圖；

圖5為本實(shí)用新型整體俯視剖面圖；