一种耗能减震阻尼器的制作方法

本发明涉及耗能减震技术领域，尤其涉及一种耗能减震阻尼器。

背景技术：

耗能减震技术主要是在结构某些位置附加耗能减震构件，或是将结构的支撑件、连接件等设置为耗能减震构件。发生地震时，耗能减震构件能够通过自身运动或者位移来消耗一部分地震能量，减少传入主体结构的地震能量，避免或者减少主体结构的损伤，是一种有效的减震措施。

目前，在实际工程中，主要采用金属阻尼器作为耗能减震构件。金属阻尼器利用金属材料的弹塑性变形来进行吸收消耗地震能量。由于现有的金属阻尼器通过金属材料自身的弹塑性变形来耗散地震输入能量，震后存在不可避免的残余变形，无法实现自动复位，因此会对阻尼器结构产生不利的影响，并且修复代价昂贵。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种耗能减震阻尼器，解决现有金属阻尼器无法实现自动复位的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种耗能减震阻尼器，包括外管、设置在所述外管中的两个自由挡板、连接在两个所述自由挡板之间的弹性复位件、对应设置在所述外管两端的两个弹性减震件、以及带动两个所述自由挡板背向运动的滑动组件；两个所述自由挡板分别设置于两个所述弹性减震件之间，两个所述弹性减震件的一端分别与两个所述自由挡板对应连接，两个所述弹性减震件的另一端分别与所述外管的两端对应连接。

进一步地，所述滑动组件包括第一滑动件和第二滑动件，两个所述自由挡板分别为第一自由挡板和第二自由挡板；所述第一自由挡板设有供所述第一滑动件穿过的第一通孔，所述第一滑动件的第一端穿过所述第一自由挡板与所述第二自由挡板相接触；所述第二自由挡板设有供所述第二滑动件穿过的第二通孔，所述第二滑动件的第一端穿过所述第二自由挡板与所述第一自由挡板相接触。

进一步地，所述第一滑动件上靠近所述第一自由挡板的位置处设有第一滑动挡块，且所述第一滑动挡块位于所述第一自由挡板与所述第二自由挡板之间；所述第二滑动件上靠近所述第二自由挡板的位置处设有第二滑动挡块，且所述第二滑动挡块位于所述第一自由挡板与所述第二自由挡板之间。

进一步地，还包括第一端板和第二端板，所述第一端板和第二端板对应安装于所述外管的两端端口处；所述第一端板设有供所述第一滑动件穿过的第三通孔，所述第一滑动件的第二端穿过所述第一端板设置于所述外管外部；所述第二端板设有供所述第二滑动件穿过的第四通孔，所述第二滑动件的第二端穿过所述第二端板设置于所述外管外部。

进一步地，所述第一滑动件上靠近所述第一端板的位置处分别设有第一限位件和第二限位件，所述第一限位件设置于所述外管内部，所述第二限位件设置于所述外管外部；所述第二滑动件上靠近所述第二端板的位置处分别设有第三限位件和第四限位件，所述第三限位件设置于所述外管内部，所述第四限位件设置于所述外管外部。

进一步地，所述第一滑动件的轴线与所述外管的轴线相重合；所述第二滑动件包括第一连接件、限位板以及多个第二连接件，多个所述第二连接件均匀环设在所述第一滑动件的外周，各所述第二连接件的一端分别与所述第一自由挡板相接触，各所述第二连接件的另一端分别穿过所述第二自由挡板与所述限位板相连，所述限位板与所述第一连接件的一端相连，所述第一连接件的另一端穿过所述第二端板设置于所述外管外部。

进一步地，所述外管的内侧壁上分别设有限制所述第一自由挡板移动位置的第一外管限位件以及限制所述第二自由挡板移动位置的第二外管限位件。

进一步地，所述第一滑动件的第二端设有第一接头，所述第二滑动件的第二端设有第二接头。

具体地，所述弹性复位件设有多个，多个所述弹性复位件均匀环设在所述第二滑动件的外周；各所述弹性复位件均采用预应力筋。

具体地，各所述弹性减震件均采用金属波纹管或拱形金属板。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明提供的耗能减震阻尼器，通过滑动组件能够带动两个自由挡板背向运动，两个自由挡板分别压缩两个弹性减震件，从而通过弹性减震件的弹塑性变形来吸收消耗震动能量，同时两个自由挡板的背向运动，将对连接在两个自由挡板之间的弹性复位件施加拉伸力，从而通过弹性复位件的弹性回复力来实现两个自由挡板以及两个弹性减震件的自动复位，进而使得本发明所述的耗能减震阻尼器，具有性能稳定、受力均匀、耗能减震效果好的优点。

附图说明

图1是本发明实施例耗能减震阻尼器的结构示意图；

图2是本发明实施例耗能减震阻尼器的受拉状态示意图；

图3是本发明实施例耗能减震阻尼器的受压状态示意图；

图4是本发明实施例耗能减震阻尼器的图1的a-a向剖视图；

图5是本发明实施例耗能减震阻尼器的图1的b-b向剖视图；

图6是本发明实施例耗能减震阻尼器的图1的c-c向剖视图；

图7是本发明实施例耗能减震阻尼器的第一滑动件的结构示意图；

图8是本发明实施例耗能减震阻尼器的第二滑动件的结构示意图；

图9是本发明实施例耗能减震阻尼器的图8的d-d向剖视图；

图10是本发明实施例耗能减震阻尼器的图8的e-e向剖视图；

图11是本发明实施例耗能减震阻尼器的第一自由挡板的结构示意图；

图12是本发明实施例耗能减震阻尼器的第二自由挡板的结构示意图；

图13是本发明实施例耗能减震阻尼器安装在建筑结构中的示意图；

图14是本发明实施例耗能减震阻尼器安装在第一桥梁结构中的示意图；

图15是本发明实施例耗能减震阻尼器安装在第二桥梁结构中的示意图。

图中：

1：外管；1-1：第一外管限位件；1-2：第二外管限位件；

2：自由挡板；2-1：第一自由挡板；2-2：第二自由挡板；

3：弹性复位件；

4：弹性减震件；4-1：第一焊接块；4-2：第二焊接块；

5：第一端板；6：第二端板；

7：第一滑动件；7-1：第一滑动挡块；7-2：推动挡板；7-3：第一限位件；7-4：第二限位件；

8：第二滑动件；8-1：第一连接件；8-2：限位板；8-3：第二连接件；8-4：第二滑动挡块；8-5：第三限位件；8-6：第四限位件；

9：第一接头；10：第二接头；11：耗能减震阻尼器；12：支撑柱；13：支撑梁；14：三角支撑架；15：固定端；16：柱墩；17：盖梁；18：对角支撑件；19：桥台；20：桥墩；21：主梁。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图12所示，本发明实施例提供一种耗能减震阻尼器，包括外管1、设置在外管1中的两个自由挡板2、连接在两个自由挡板2之间的弹性复位件3、对应设置在外管1两端的两个弹性减震件4、以及带动两个自由挡板2进行背向运动的滑动组件。

两个自由挡板2沿外管1的延伸方向依次间隔设置，两个自由挡板2相互平行，并且两个自由挡板2分别与外管1的轴向垂直。各自由挡板2能够在外管1内部沿外管1的延伸方向自由移动。

两个自由挡板2分别设置于两个弹性减震件4之间，两个弹性减震件4的一端分别与两个自由挡板2对应连接，两个弹性减震件4的另一端分别与外管1的两端对应连接。

在使用时，通过滑动组件能够带动两个自由挡板2进行背向运动，从而使两个自由挡板2分别对应压缩两个弹性减震件4，从而通过弹性减震件4的弹塑性变形来吸收消耗震动能量，同时两个自由挡板2的背向运动，将对连接在两个自由挡板2之间的弹性复位件3施加拉伸力，从而通过弹性复位件3的弹性回复力来实现两个自由挡板2的自动复位，使得两个弹性减震件4实现自动复位，进而使得本发明实施例所述的耗能减震阻尼器，具有性能稳定、受力均匀、耗能减震效果好的优点。

在一些实施例中，还包括第一端板5和第二端板6，第一端板5和第二端板6对应安装于外管1的两端端口处。也即，第一端板5、第二端板6和外管1之间合围形成腔室，两个自由挡板2、弹性复位件3以及两个弹性减震件4均设置在腔室内部，从而对腔室内部的结构进行有效保护。

具体来说，外管1的横截面可以采用圆形。相应地，两个自由挡板2均可以采用圆形，第一端板5和第二端板6也可以采用圆形。

具体来说，两个自由挡板2分别为第一自由挡板2-1和第二自由挡板2-2。

在一些实施例中，滑动组件包括第一滑动件7和第二滑动件8。

其中，第一滑动件7可以采用圆钢杆，第一滑动件7的轴线与外管1的轴线相重合。

其中，第二滑动件8包括第一连接件8-1、与第一连接件8-1相连的限位板8-2以及与限位板8-2相连的多个第二连接件8-3。多个第二连接件8-3均匀环设在第一滑动件7的外周，从而保证受力均匀。

第二连接件8-3的数量可以根据实际使用需求设置两个、三个、四个或者四个以上。在本实施例中，第二连接件8-3设有四个。

各第二连接件8-3可以采用钢杆或钢板。在本实施例中，各第二连接件8-3均采用弧形钢板。

具体来说，第一自由挡板2-1设有供第一滑动件7穿过的第一通孔，第一滑动件7的第一端穿过第一自由挡板2-1上的第一通孔与第二自由挡板2-2相接触。其中，第一滑动件7能够相对于第一自由挡板2-1自由滑动。

具体来说，第二自由挡板2-2设有供第二连接件8-3穿过的第二通孔，各第二连接件8-3的一端分别与第一自由挡板2-1相接触，各第二连接件8-3的另一端分别穿过第二自由挡板2-2上的第二通孔与限位板8-2相连。各第二连接件8-3能够相对于第二自由挡板2-2自由滑动。限位板8-2设置于第二自由挡板2-2与第二端板6之间，第一连接件8-1的第一端与限位板8-2相连。

具体来说，第一端板5设有供第一滑动件7穿过的第三通孔，第一滑动件7的第二端穿过第一端板5上的第三通孔设置于外管1外部。其中，第一滑动件7能够相对于第一端板5自由滑动。

具体来说，第二端板6设有供第一连接件8-1穿过的第四通孔，第一连接件8-1的第二端穿过第二端板6上的第四通孔设置于外管1外部。其中，第一连接件8-1能够相对于第二端板6自由滑动。

在一些实施例中，第一滑动件7上靠近第一自由挡板2-1的位置处设有第一滑动挡块7-1，且第一滑动挡块7-1位于第一自由挡板2-1与第二自由挡板2-2之间。

当向左拉动第一滑动件7时，第一滑动件7能够通过第一滑动挡块7-1带动第一自由挡板2-1向左移动。

当向右推动第一滑动件7时，第一滑动件7的右端能够推动第二自由挡板2-2向右移动。

具体来说，可以在第一滑动件7的右端设置推动挡板7-2，通过设置推动挡板7-2，能够增大第一滑动件7与第二自由挡板2-2之间的接触面积，进而便于通过第一滑动件7推动第二自由挡板2-2向右移动。

在一些实施例中，各第二连接件8-3上靠近第二自由挡板2-2的位置处分别设有第二滑动挡块8-4，且各第二滑动挡块8-4均位于第一自由挡板2-1与第二自由挡板2-2之间。

当向右拉动第二滑动件8时，第二滑动件8能够通过第二滑动挡块8-4带动第二自由挡板2-2向右移动。

当向左推动第二滑动件8时，第二连接件8-3的左端能够推动第一自由挡板2-1向左移动。

在一些实施例中，第一滑动件7上靠近第一端板5的位置处分别设有第一限位件7-3和第二限位件7-4，其中第一限位件7-3设置于外管1内部，第二限位件7-4设置于外管1外部。通过设置第一限位件7-3和第二限位件7-4，能够限制第一滑动件7的左右移动范围。

在一些实施例中，第一连接件8-1上靠近第二端板6的位置处分别设有第三限位件8-5和第四限位件8-6，其中第三限位件8-5设置于外管1内部，第四限位件8-6设置于外管1外部。通过设置第三限位件8-5和第四限位件8-6，能够限制第二滑动件8的左右移动范围。

具体来说，在自由状态下，第二端板6与第四限位件8-6之间的间距与第一端板5与第二限位件7-4之间的间距相等。第二自由挡板2-2与限位板8-2之间的间距为第二端板6与第四限位件8-6之间间距的二倍。

在一些实施例中，外管1的内侧壁上设有限制第一自由挡板2-1移动位置的第一外管限位件1-1，外管1的内侧壁上还设有限制第二自由挡板2-2移动位置的第二外管限位件1-2。其中，第一外管限位件1-1和第二外管限位件1-2均设置于第一自由挡板2-1与第二自由挡板2-2之间。

在一些实施例中，第一滑动件7的第二端还设有第一接头9，第一连接件8-1的第二端设有第二接头10。通过设置第一接头9和第二接头10，便于实现耗能减震阻尼器的安装。

在一些实施例中，弹性复位件3设有多个，多个弹性复位件3均匀环设在第二滑动件8的外周，从而保证受力均匀。

其中，弹性复位件3的设置数量可以根据实际使用需求而定，例如设置两个、三个、四个或四个以上。在本实施例中，弹性复位件3设有四个。

具体来说，各弹性复位件3可以采用预应力筋，各预应力筋的两端对应穿过两个自由挡板2，并且各预应力筋分别通过锚具锚固在自由挡板2上。

在自由状态下，各预应力筋处于拉伸状态，此时，第一自由挡板2-1与第一外管限位件1-1相抵触，通过第一外管限位件1-1限制第一自由挡板2-1的移动。第二自由挡板2-2与第二外管限位件1-2相抵触，通过第二外管限位件1-2限制第二自由挡板2-2的移动。

在一些实施例中，各弹性减震件4可以采用金属波纹管或拱形金属板。

位于左侧的弹性减震件4套设于第一滑动件7外部，位于右侧的弹性减震件4套设于第二滑动件8的外部。

当弹性减震件4采用金属波纹管时，各金属波纹管的一端分别通过第一焊接块4-1与对应的自由挡板2固连，各金属波纹管的另一端分别通过第二焊接块4-2与外管1的内侧壁固连。

本发明实施例所述的耗能减震阻尼器的工作原理如下：

如图2所示，当所述的耗能减震阻尼器受拉时，第一滑动件7带动第一自由挡板2-1向左移动，左侧的弹性减震件4受压发生弹塑性变形，从而吸收消耗震动能量。同时，第二滑动件8带动第二自由挡板2-2向右移动，右侧的弹性减震件4受压发生弹塑性变形，从而吸收消耗震动能量。在此过程中，各弹性复位件3受拉伸长。当第一滑动件7上的第一限位件7-3与第一端板5相接触，且第二滑动件8上的第三限位件8-5与第二端板6相接触时，第一滑动件7和第二滑动件8的位移受到限制。

然后，当所述的耗能减震阻尼器的拉力卸载时，在各弹性复位件3的弹性回复力作用下，第一自由挡板2-1和第二自由挡板2-2自动复位，进而带动两个弹性减震件4实现自动复位，所述的耗能减震阻尼器复位至如图1所示的初始状态。

如图3所示，当所述的耗能减震阻尼器受压时，第一滑动件7推动第二自由挡板2-2向右移动，右侧的弹性减震件4受压发生弹塑性变形，从而吸收消耗震动能量。同时，第二滑动件8推动第一自由挡板2-1向左移动，左侧的弹性减震件4受压发生弹塑性变形，从而吸收消耗震动能量。在此过程中，各弹性复位件3受拉伸长。当第二自由挡板2-2与第二滑动件8的限位板8-2相接触时，第一滑动件7和第二滑动件8的位移受到限制，同时第二限位件7-4和第四限位件8-6起到辅助限位作用，可以使阻尼器的两端位移均匀，避免一端位移过大。

然后，当所述的耗能减震阻尼器的压力卸载时，在各弹性复位件3的弹性回复力作用下，第一自由挡板2-1和第二自由挡板2-2自动复位，进而带动两个弹性减震件4实现自动复位，所述的耗能减震阻尼器复位至如图1所示的初始状态。

本发明实施例所述的耗能减震阻尼器，可以根据实际使用需求安装在各种建筑结构以及桥梁结构中，用于建筑结构以及桥梁结构的耗能减震。

如图13所示，在一些实施例中，可以将本发明实施例所述的耗能减震阻尼器11安装在建筑结构中。该建筑结构包括两个相互平行的支撑柱12以及支撑梁13，支撑梁13分别与两个支撑柱12的上部垂直连接，在两个支撑柱12之间连接有三角支撑架14，在三角支撑架14的顶部与支撑梁13之间安装耗能减震阻尼器11。其中，耗能减震阻尼器11的两端分别通过固定端15与三角支撑架14、支撑梁13对应连接，耗能减震阻尼器11与支撑梁13平行设置。通过在建筑结构中设置耗能减震阻尼器11，能够增加地震时的耗能，进而减轻地震反应，提高建筑结构的抗震性能。

如图14所示，在一些实施例中，可以将本发明实施例所述的耗能减震阻尼器11安装在第一桥梁结构中。该第一桥梁结构包括两个相互平行的柱墩16、盖梁17以及对角支撑件18，盖梁17分别与两个柱墩16的顶部垂直连接，对角支撑件18的一端左侧柱墩16的底部相连，对角支撑件18的另一端通过耗能减震阻尼器11与右侧柱墩16的顶部相连。其中，耗能减震阻尼器11的两端分别通过固定端15与对角支撑件18、右侧柱墩16对应连接。通过在第一桥梁结构中设置耗能减震阻尼器11，能够增大该第一桥梁结构的刚度，减小结构位移，继而提高该第一桥梁结构的耗能减震性能。

如图15所示，在一些实施例中，可以将本发明实施例所述的耗能减震阻尼器11安装在第二桥梁结构中。该第二桥梁结构包括桥台19、桥墩20以及连接在桥台19与桥墩20之间的主梁21，可以在桥台19与主梁21之间安装耗能减震阻尼器11。每个桥墩20上安装有两个主梁21，在两个主梁21之间也可以安装耗能减震阻尼器11。其中，耗能减震阻尼器11的两端分别设有固定端15，通过固定端15与主梁21或桥台19进行连接。通过在第二桥梁结构中设置耗能减震阻尼器11，能够提高该第二桥梁的抗纵向位移能力，继而提高该第二桥梁结构的耗能减震性能。

综上所述，本发明实施例所述的耗能减震阻尼器，能够通过弹性减震件的弹塑性变形来吸收消耗震动能量，通过弹性复位件的弹性回复力来实现自动复位，具有性能稳定、受力均匀、耗能减震效果好的优点。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是一个或多个；“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。