具有位移放大功能的摩擦耗能减震器的制作方法

文档序号:14099075阅读:443来源:国知局

本发明属于减震抗震技术领域,提供了一种具有放大功能的摩擦耗能减震器。



背景技术:

在建筑结构中安装耗能减震器是结构减震抗震的一个十分有效手段,其工作原理是在结构上选择一些特定的位置安装耗能减震器,在地震或强风荷载作用下利用结构上两点之间产生的相对位移,驱动耗能减震器消耗结构震动所产生的能量,达到减震和吸振的目的,可有效地保护建筑结构,减小建筑由地震或强风作用引起的破坏,提高建筑结构的使用安全性。

一般而言,对于摩擦耗能减震器而言,其消耗的能量与减震器工作时发生的位移密切相关,位移越大减震器消耗的能量就越多,现有的pall型摩擦耗能减震器在使用时虽然与框架的4个拐角点连接,获取结构的两个对角点之间的相对位移,但建筑结构在正常工作时两对角点之间的相对位移一般较小,因而破坏前摩擦型耗能减震器耗能小,减震效果不是十分理想。



技术实现要素:

本发明实施例提供一种具有放大功能的摩擦耗能减震器,旨在将建筑结构上两点微小的位移进行位移放大,再传递到摩擦耗能的部位,增大了能量的消耗,提高减震效果。

本发明是这样实现的,一种具有位移放大功能的摩擦耗能减震器,所述减震器包括:

四个长度相同连杆,四个连杆首尾铰接成四边形;

在四边形的两对角上设有导向机构,导向机构包括:导向杆a及导向杆b,导向杆a的一端开孔,导向杆b的一端与导向杆a的开孔间隙配合,导向杆a及导向杆b的另一端分别与四边形的两对角铰接;

在四边形的另外两个对角上设有摩擦耗能组件,摩擦耗能组件包括:u型导程槽,连接杆,一端与u型导程槽远离开口的一端固定,另一端与四边形的另外两个对角中的一个对角铰接;摩擦片,设于u型导程槽两内侧壁;滑块,一端与位于u型导程槽两内侧壁的摩擦片过盈配合,另一端与四边形的另外两个对角中的另一个对角铰接。

进一步的,所述摩擦机构设有:两组预紧结构,预紧结构包括:

设于u型导程槽两内侧壁上的预紧螺栓,预紧螺栓位于滑块之上;

以及依次套设于预紧螺栓的垫片和螺母。

进一步的,在导向杆a和导向杆b靠近四边形对角的一端设有螺孔,螺孔均位于四边形的外侧。

本发明实施例提出的摩擦耗能减震器在结构发生较小位移条件下消耗更多的能量,获得更好的减震效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的具有位移放大功能的摩擦减震器的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的摩擦减震器沿b-b的剖视图;

图3为本发明实施例提供的摩擦减震器沿c-c的剖视图;

图4为本发明实施例提供的耗能减震器工作原理的示意图;

图5为本发明实施例提供的减震器杆件夹角与位移放大倍数的关系示意图;

图6为本发明实施例提供的cd两点的相对位移与受力关系图;

图7为本发明实施例提供的用ab两点位移表示的耗能减震的迟滞回线图;

1.连杆a、2.连杆b、3.连杆c、4.连杆d、5.导向杆a、6.导向杆b、7.销轴、8.垫片a、9.螺母a、10.连接杆、11.预紧螺栓、12.垫片b、13.螺母b、14.u型导程槽、15.摩擦片、16.滑块、17.螺孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例提供的具位移放大功能的摩擦耗能减震器的结构示意图,图2为本发明实施例提供的摩擦减震器沿b-b的剖视图,图3为本发明实施例提供的摩擦减震器沿c-c的剖视图,为了便于说明,仅示出与本发明实施例相关的部分。

结合图1、图2及图3可知,该减震器包括:

四个长度相同连杆,四个连杆首尾铰接成四边形,四个连杆依次为连杆a1、连杆b2、连杆c3及连杆d4,连杆a1的两端分别与连杆b2的一端及连杆d4的一端铰接,连杆c3的两端分别与连杆b2的另一端和连杆d4的另一端铰接;

在四边形的两对角上设有导向机构,导向机构包括:导向杆a5及导向杆b6,导向杆a5的一端开孔,导向杆b6的一端与导向杆a5的开孔间隙配合,导向杆a5及导向杆b6的另一端分别与四边形的两对角铰接,导向杆a5与导向杆b6的配合构成导向副,起到导向作用;

在四边形的另外两个对角上设有摩擦耗能组件,该摩擦耗能组件包括:

u型导程槽14,

连接杆10,一端与u型导程槽14远离开口的一端固定,另一端与四边形的另外两个对角中的一个对角铰接;

摩擦片15,设于u型导程槽14两内侧壁;

滑块16,一端与位于u型导程槽14两内侧壁的摩擦片过盈配合,另一端与四边形的另外两个对角中的另一个对角铰接。

在本发明实施例中,该摩擦耗能组件还设有:两组预紧结构,该预紧结构包括:

设于u型导程槽14两侧壁上的预紧螺栓11,预紧螺栓11位于滑块16之上;

以及依次套设于预紧螺栓11的垫片b12和螺母b13;

将螺母b13旋入预紧螺栓11,以调节滑块16与摩擦片15间的摩擦力,来控制减震器的耗能。

在本发明实施例中,在导向杆a5和导向杆b6靠近对角的一端设有螺孔17,螺孔17均位于平行四边形的外侧,通过螺栓与螺孔17的配合将整个摩擦耗能减震器固定于建筑物,且保证了减震器的左右输出构件工作时始终在同一直线上。

本发明实施例中的铰接均是指通过插销7与垫片a8和螺母a9的配合来实现的。

本发明实施例的耗能减震器工作原理示意图如图4所示,4个连杆杆长相同,均为l,首位铰接构成平行四边形,由几何关系分析可得:ab两点的相对位移δab与cd两点的相对位移δcd之间关系:

δcd=δabctanα(1)

根据虚功原理,其作用力之间的关系为:

fcd=fabtanα(2)

其中,α为cb与db杆之间夹角的一半。

由式(1)可以求出减震器杆件cb与db之间的夹角一半与位移放大倍数之间关系如图5所示,当α≤0.1974rad即α≤11.31°时,减震器位移放大倍数在5倍以上。

若用cd两点的相对位移与受力之间关系如图6所示,取bc杆长l=1000mm,在满足减震器位移放大倍数在5倍以上的条件下,则利用公式(1)及(2)计算出的耗能减震器迟滞回线如图7所示;

本发明实施例提出的摩擦耗能减震器在结构发生较小位移条件下消耗更多的能量,获得更好的减震效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。



技术特征:

技术总结
本发明适用于减震技术领域,提供了一种具有位移放大功能的摩擦耗能减震器,包括:四个长度相同连杆,四个连杆首尾铰接成四边形;在四边形的两对角上设导向机构,包括:导向杆a及导向杆b,导向杆a的一端开孔,导向杆b的一端与导向杆a的开孔间隙配合,导向杆a及导向杆b另一端分别与四边形的两对角铰接;在四边形的另外两个对角上设摩擦耗能组件,包括:U型导程槽;连接杆,一端与U型导程槽远离开口一端固定,摩擦片,设于U型导程槽两内侧壁;滑块,一端与位于U型导程槽两内侧壁的摩擦片过盈配合,滑块及连接杆另一端分别与四边形的另外两个对角铰接。该减震器在结构发生较小位移条件下消耗更多的能量,获得更好的减震效果。

技术研发人员:何芝仙;丁坤;丁瑞
受保护的技术使用者:安徽工程大学
技术研发日:2017.12.18
技术公布日:2018.04.06
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