一种钢管橡胶摩擦耗能器的制作方法

本发明涉及一种钢管橡胶摩擦耗能器，属于建筑消能减震技术领域。

背景技术：

地震是一种非常严重的自然灾害，在地震过程中，地表建筑物会发生扭曲变形，在地震较为强烈时，甚至会发生坍塌，从而引起巨大的经济损失和人员伤亡。为减轻建筑地震灾害，消能减震技术受到广泛关注。

耗能器根据消耗能量的机理分为速度相关型和位移相关型两大类。其中速度相关型耗能器造价高，耐久性差，导致其性价比不高；位移型耗能器当中软钢阻尼器性能稳定，受环境因素影响较小，但对机加工和焊接环节要求较高，同时这种阻尼器多采用低屈服点钢材，对材料的要求较高，并且经历地震作用后往往会因过大塑性变形而更换，往往不能做到循环使用，不利于节能环保。

由于近几年国内地震频繁发生，震害调查发现村镇房屋受损最为严重，村镇房屋抗震设防能力不足是其终极原因，而成熟的耗能产品因其成本高不利于在村镇民居中广泛应用，因此开发可应用于村镇民居的低成本耗能器成为当前提高村镇民居抗震设防能力的关键问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种钢管橡胶摩擦耗能器。

本发明的技术方案是：一种钢管橡胶摩擦耗能器，由左连接板1、外摩擦钢管2、内支撑钢管7、右连接板8和摩擦耗能体组成；

所述外摩擦钢管2的直径大于内支撑钢管7，左连接板1与直径较大的外摩擦钢管2一端焊接，外摩擦钢管2另一端自由，外摩擦钢管2内设置摩擦耗能体，摩擦耗能体与直径较小的内支撑钢管7一端固定连接，内支撑钢管7的另一端与右连接板8焊接；将结构层间相对变形转化为摩擦耗能体和外摩擦钢管2壁间的相对运动。

所述摩擦耗能体由预紧螺栓3、两组摩擦耗能单体组成，预紧螺栓3穿过两组摩擦耗能单体并通过预紧螺栓3产生的预紧力形成一个整体且两组摩擦耗能单体通过弹簧5紧密贴合；所述摩擦耗能单体由一块摩擦橡胶块4、一片弹簧5和两块圆锥台形加压钢块6组成，沿轴向布置的两块圆锥台形加压钢块6中间设有一块摩擦橡胶块4且摩擦橡胶块4与两块圆锥台形加压钢块6紧密贴合，一块摩擦橡胶块4一侧紧贴有弹簧5。

所述弹簧5为蝶形弹簧或者螺旋弹簧。

所述外摩擦钢管2、内支撑钢管7为圆形或者方形。

所述左连接板1、右连接板8与建筑结构之间采用板式连接或者铰接。

本发明的有益效果是：本发明耗能器利用摩擦机制耗能，构造简单，受力机制明确，耗能能力强，可应用于多、高层建筑，也可应用与村镇民居工程，应用范围广泛；可根据需求调节预紧螺栓预紧力及调节摩擦橡胶块的长度，从而提高性能；通过利用普通钢管和橡胶作为主体材料，成本低廉，易于工业化生产；经历地震后可以继续使用而不用更换，利于节能环保。

附图说明

图1是本发明钢管橡胶摩擦耗能器三维示意图；

图2是本发明钢管橡胶摩擦耗能器纵剖面视图；

图3是本发明钢管橡胶摩擦耗能器a—a剖面图；

图4是本发明钢管橡胶摩擦耗能器b—b剖面图；

图中各标号为：1-左连接钢板，2-外摩擦钢管，3-预紧螺栓，4-摩擦橡胶块，5-弹簧，6-圆锥台形加压钢块，7-内支撑钢管，8-右连接板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。

实施例1：如图1-4所示，一种钢管橡胶摩擦耗能器，由左连接板1、外摩擦钢管2、内支撑钢管7、右连接板8和摩擦耗能体组成；

所述外摩擦钢管2的直径大于内支撑钢管7，左连接板1与直径较大的外摩擦钢管2一端焊接，外摩擦钢管2另一端自由，外摩擦钢管2内设置摩擦耗能体，摩擦耗能体与直径较小的内支撑钢管7一端固定连接，内支撑钢管7的另一端与右连接板8焊接；将结构层间相对变形转化为摩擦耗能体和外摩擦钢管2壁间的相对运动。

所述摩擦耗能体可以由预紧螺栓3、两组摩擦耗能单体组成，预紧螺栓3穿过两组摩擦耗能单体并通过预紧螺栓3产生的预紧力形成一个整体且两组摩擦耗能单体通过弹簧5紧密贴合；所述摩擦耗能单体由一块摩擦橡胶块4、一片弹簧5和两块圆锥台形加压钢块6组成，沿轴向布置的两块圆锥台形加压钢块6中间设有一块摩擦橡胶块4且摩擦橡胶块4与两块圆锥台形加压钢块6紧密贴合，一块摩擦橡胶块4一侧紧贴有弹簧5。

所述弹簧5可以为蝶形弹簧。

所述外摩擦钢管2、内支撑钢管7可以为方形。

所述左连接板1、右连接板8与建筑结构之间可以采用板式连接。

实施例2：如图1-4所示，一种钢管橡胶摩擦耗能器，由左连接板1、外摩擦钢管2、内支撑钢管7、右连接板8和摩擦耗能体组成；

所述外摩擦钢管2的直径大于内支撑钢管7，左连接板1与直径较大的外摩擦钢管2一端焊接，外摩擦钢管2另一端自由，外摩擦钢管2内设置摩擦耗能体，摩擦耗能体与直径较小的内支撑钢管7一端固定连接，内支撑钢管7的另一端与右连接板8焊接；将结构层间相对变形转化为摩擦耗能体和外摩擦钢管2壁间的相对运动。

所述摩擦耗能体可以由预紧螺栓3、两组摩擦耗能单体组成，预紧螺栓3穿过两组摩擦耗能单体并通过预紧螺栓3产生的预紧力形成一个整体且两组摩擦耗能单体通过弹簧5紧密贴合；所述摩擦耗能单体由一块摩擦橡胶块4、一片弹簧5和两块圆锥台形加压钢块6组成，沿轴向布置的两块圆锥台形加压钢块6中间设有一块摩擦橡胶块4且摩擦橡胶块4与两块圆锥台形加压钢块6紧密贴合，一块摩擦橡胶块4一侧紧贴有弹簧5。

所述弹簧5可以为螺旋弹簧。

所述外摩擦钢管2、内支撑钢管7可以为圆形。

所述左连接板1、右连接板8与建筑结构之间可以采用铰接。

本发明的工作过程是：

本发明利用预紧螺栓3产生的预紧力经过圆锥台形加压钢块6及弹簧5对摩擦橡胶块4形成挤压，使摩擦橡胶块4产生径向膨胀，从而挤压外摩擦钢管2壁，当地震来临时，结构层间相对变形转化为摩擦耗能体和外摩擦钢管2壁间的相对运动，形成摩擦耗能机制消耗地震能量。

上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种钢管橡胶摩擦耗能器，由左连接板、外摩擦钢管、内支撑钢管、右连接板和摩擦耗能体组成；所述外摩擦钢管的直径大于内支撑钢管，左连接板与直径较大的外摩擦钢管一端焊接，外摩擦钢管另一端自由，外摩擦钢管内设置摩擦耗能体，摩擦耗能体与直径较小的内支撑钢管一端固定连接，内支撑钢管的另一端与右连接板焊接；将结构层间相对变形转化为摩擦耗能体和外摩擦钢管壁间的相对运动。本发明耗能器利用摩擦机制耗能，构造简单，受力机制明确，耗能能力强，可应用于多、高层建筑，也可应用与村镇民居工程，应用范围广泛；可根据需求调节预紧螺栓预紧力及调节摩擦橡胶块的长度；成本低廉，易于工业化生产；节能环保。

技术研发人员：张龙飞;潘文
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2017.05.11
技术公布日：2017.08.11