一种装配式古建筑耗能减振装置的制作方法

本实用新型涉及古建筑文物保护技术领域，具体的说是一种装配式古建筑耗能减振装置。

背景技术：

古建筑是我国古代劳动人民智慧的结晶，是中华文明源远流长的具体表现。其中，木结构形式的古建筑无疑是中国众多样式古建筑中的杰出代表。然而，随着历史的不断变迁，木结构古建筑经受了沧桑岁月的洗礼，长时间的损伤积累，已使其结构内部脆弱不堪，保护古建筑乃是我们的当务之急，而保护古建筑也是在保护我们的历史。

随着我们对于木结构形式古建筑保护问题的研究深入，由临近古建筑的土木工程施工以及交通振动带来的环境振动问题对于木结构古建筑造成的危害也日益凸显。木结构古建筑在这些或强烈或细微的振动的反复作用下，将产生疲劳损伤超限等一系列问题，从而影响木结构古建筑的耐久性甚至整体结构的安全性。

因此，对于木结构古建筑而言，抗振方面的保护措施是尤为紧要的，这对于保护古文物，传承中国文化具有重要意义。大量事实和理论研究证明，导致古建筑木结构振动损伤主要以横向振动为主，所以应着重考虑控制木结构古建筑的横向振动，并且古建筑多属于低层建筑，在低层建筑中，振动的高程放大效应较为突出。所以，为了限制木结构古建筑的振动，应着重考虑通过控制柱身顶部的横向振动，从而控制结构物上部梁、枋以及屋盖的振动，减小振动的破坏。因此，迫切需要在不破坏古建筑原木构件的基础上，探索设计出一种安装方便、经济环保、能规模化投入生产使用并适用于大部分木结构形式古建筑的装置。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种装配式古建筑耗能减振装置，在不破坏古建筑原有构造的同时，有效地减小环境振动对古建筑造成的影响。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种装配式古建筑耗能减振装置，其特征在于：包括主振动系统与动力吸振器系统，所述的主振动系统包括主振动系统拼接钢圆筒和铅芯橡胶承托盘，所述的动力吸振器系统包括动力吸振器拼接钢圆筒和拼接橡胶圆筒；所述的动力吸振器拼接钢圆筒、拼接橡胶圆筒、主振动系统拼接钢圆筒和铅芯橡胶承托盘由上至下顺次连接；所述的动力吸振器拼接钢圆筒、拼接橡胶圆筒、主振动系统拼接钢圆筒和铅芯橡胶承托盘均嵌套在木柱外表面；

所述的动力吸振器拼接钢圆筒内壁与木柱外表面之间设置有钢圆筒橡胶垫圈，所述的动力吸振器拼接钢圆筒内设置有圆柱形卡槽，所述的圆柱形卡槽内可放置若干拼接质量块，所述的钢圆筒橡胶垫圈内径大于木柱直径；

所述的拼接橡胶圆筒内径大于木柱直径；

所述的主振动系统拼接钢圆筒内设置有多道环形卡槽，所述的环形卡槽内安装有粘滞性阻尼器拼盘，所述的粘滞性阻尼器拼盘粘滞性阻尼器拼盘内壁与木柱外表面紧密接触连接；

所述的铅芯橡胶承托盘内壁与木柱外表面紧密接触连接。

所述的动力吸振器拼接钢圆筒、拼接橡胶圆筒、主振动系统拼接钢圆筒和铅芯橡胶承托盘均由两片半圆形筒状结构通过螺栓连接制成，所述的半圆形筒状结构两侧的加强肋上均设置有左右对接螺栓孔，螺栓穿过左右对接螺栓孔实现两片半圆形筒状结构可拆卸连接。

所述的动力吸振器拼接钢圆筒下端面和拼接橡胶圆筒上端面之间、拼接橡胶圆筒下端面和主振动系统拼接钢圆筒上端面之间、主振动系统拼接钢圆筒下端面和铅芯橡胶承托盘上端面之间通过通过固定螺栓连接，所述的动力吸振器拼接钢圆筒、拼接橡胶圆筒、主振动系统拼接钢圆筒和铅芯橡胶承托盘上下端面边缘均设置有上下对接螺栓孔，所述的固定螺栓穿过上下对接螺栓孔实现动力吸振器拼接钢圆筒和拼接橡胶圆筒之间、拼接橡胶圆筒和主振动系统拼接钢圆筒之间、主振动系统拼接钢圆筒和铅芯橡胶承托盘之间的轴向可拆卸连接。

所述的动力吸振器拼接钢圆筒的圆柱形卡槽顶部设置有拼接钢盖板，所述的主振动系统拼接钢圆筒顶部设置有拼接钢盖板。

所述的拼接钢盖板由两块半环型钢板拼接而成，所述的半环型钢板边缘设置有调位孔，所述的拼接钢盖板内壁上固定安装有钢盖板橡胶垫圈，所述的钢盖板橡胶垫圈的内径大于木柱直径，所述的拼接钢盖板外壁下边缘设置有拼接钢盖板外螺纹，所述的动力吸振器拼接钢圆筒内壁上边缘设置有动力吸振器钢圆筒内螺纹，所述的主振动系统拼接钢圆筒内壁上边缘设置有主振动系统钢圆筒内螺纹，所述的拼接钢盖板外螺纹能够与动力吸振器钢圆筒内螺纹以及主振动系统钢圆筒内螺纹螺纹连接。

所述的主振动系统拼接钢圆筒内设置的多道环形卡槽相邻之间采用隔板分割，环形卡槽内设置的粘滞性阻尼器拼盘同轴设置；所述的粘滞性阻尼器拼盘包括边缘预留环形凹槽的粘滞性阻尼器拼接钢托盘，端部带有可伸缩接触板的粘滞性阻尼器，预留有环形卡齿的拼接盖板；

所述的粘滞性阻尼器设置在粘滞性阻尼器拼接钢托盘和上部拼接盖板之间，所述的粘滞性阻尼器拼接钢托盘边缘的环形凹槽的深度与上部拼接盖板突出的环形卡齿的长度相同，所述的粘滞性阻尼器拼盘的厚度与环形卡槽的高度相同。

所述的粘滞性阻尼器拼盘由两个半圆盘拼接形成，每个半圆盘内设置有三个粘滞性阻尼器，相邻粘滞性阻尼器之间的夹角为60度，所述的粘滞性阻尼器端部可伸缩接触板的端面为弧形接触板，圆弧形接触板的曲率与木柱外表面曲率相同，可伸缩接触板端面固定安装有接触板橡胶垫块，所述的接触板橡胶垫块与木柱表面紧密贴合。

所述的铅芯橡胶承托盘内表面做毛处理形成圆弧形的做毛凹槽，所述的做毛凹槽槽底的曲率与木柱外表面曲率相同。

该种装配式古建筑耗能减振装置能够产生的有益效果为：当振动发生时，为使主振动系统中的粘滞性阻尼器对木柱的减振耗能性能得到更好的发挥，利用动力吸振器系统减弱主振动系统的的振动，此时主振动系统就会与所加固的木柱产生一定的振动速度差，这样就可以使主振动系统中的粘滞性阻尼器的减振耗能性得到全面的发挥。阻尼器提供的阻尼力最大限度吸收和消耗了振动对木柱的冲击能量，大大缓解了振动对建筑结构造成的冲击和破坏。该种减振装置安装方便，要求简单，便于操作人员掌握并熟练使用；加固材料和设备易于获取，便于规模化生产和应用；加固材料环保无污染且方便更换；加固方法能适用于该地区大部分木结构形式古建筑，具有良好的前景和经济效益。

附图说明

图1为本实用新型一种装配式古建筑耗能减振装置的应用场景示意图。

图2为本实用新型一种装配式古建筑耗能减振装置中主振动系统与动力吸振器系统的结构图。

图3为本实用新型一种装配式古建筑耗能减振装置中动力吸振器拼接钢圆筒的结构图。

图4为本实用新型一种装配式古建筑耗能减振装置中动力吸振器拼接钢圆筒的截面图。

图5为本实用新型一种装配式古建筑耗能减振装置中拼接钢盖板的结构图。

图6为本实用新型一种装配式古建筑耗能减振装置中拼接质量块的结构图。

图7为本实用新型一种装配式古建筑耗能减振装置中拼接橡胶圆筒的结构图。

图8为本实用新型一种装配式古建筑耗能减振装置中拼接橡胶圆筒的界面图。

图9为本实用新型一种装配式古建筑耗能减振装置中主振动系统拼接钢圆筒的结构图。

图10为本实用新型一种装配式古建筑耗能减振装置中主振动系统拼接钢圆筒的截面图。

图11为本实用新型一种装配式古建筑耗能减振装置中拼接盖板的结构图。

图12为本实用新型一种装配式古建筑耗能减振装置中粘滞性阻尼器托盘的结构图。

图13为本实用新型一种装配式古建筑耗能减振装置中粘滞性阻尼器的结构图。

图14为本实用新型一种装配式古建筑耗能减振装置中铅芯橡胶承托盘的结构图。

图15为本实用新型一种装配式古建筑耗能减振装置中的工作原理图。

说明书附图标记：1、拼接钢盖板，1-1、调位孔，1-2、钢盖板橡胶垫圈，1-3、拼接钢盖板外螺纹，2、动力吸振器拼接钢圆筒，2-1、圆柱形卡槽，2-2、钢圆筒橡胶垫圈，2-3、动力吸振器钢圆筒内螺纹，3、拼接质量块，4、左右对接螺栓孔，5、上下对接螺栓孔，6、拼接橡胶圆筒，7、主振动系统拼接钢圆筒，7-1、主振动系统钢圆筒内螺纹，7-2、环形卡槽，8、粘滞性阻尼器拼盘，8-1、粘滞性阻尼器托盘，8-2、拼接盖板，8-3、卡槽，8-4、环形卡槽，8-5、环形卡齿，9、粘滞性阻尼器，9-1、可调伸长量接触板，9-2、接触板橡胶垫块，10、铅芯橡胶承托盘，10-1、做毛凹槽，11、木柱。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述。

一种装配式古建筑耗能减振装置，其特征在于：包括主振动系统与动力吸振器系统，所述的主振动系统包括主振动系统拼接钢圆筒7和铅芯橡胶承托盘10，所述的动力吸振器系统包括动力吸振器拼接钢圆筒2和拼接橡胶圆筒6；所述的动力吸振器拼接钢圆筒2、拼接橡胶圆筒6、主振动系统拼接钢圆筒7和铅芯橡胶承托盘10由上至下顺次连接；所述的动力吸振器拼接钢圆筒2、拼接橡胶圆筒6、主振动系统拼接钢圆筒7和铅芯橡胶承托盘10均嵌套在木柱11外表面；

所述的动力吸振器拼接钢圆筒2内壁与木柱11外表面之间设置有钢圆筒橡胶垫圈2-2，所述的动力吸振器拼接钢圆筒2内设置有圆柱形卡槽2-1，所述的圆柱形卡槽2-1内可放置若干拼接质量块3，所述的钢圆筒橡胶垫圈2-2内径大于木柱11直径；

所述的拼接橡胶圆筒6内径大于木柱11直径；

所述的主振动系统拼接钢圆筒7内设置有多道环形卡槽7-2，所述的环形卡槽7-2内安装有粘滞性阻尼器拼盘8，所述的粘滞性阻尼器拼盘8粘滞性阻尼器拼盘8内壁与木柱11外表面紧密接触连接；

所述的铅芯橡胶承托盘10内壁与木柱11外表面紧密接触连接。

本实施例中，动力吸振器拼接钢圆筒2、拼接橡胶圆筒6、主振动系统拼接钢圆筒7和铅芯橡胶承托盘10均由两片半圆形筒状结构通过螺栓连接制成，所述的半圆形筒状结构两侧的加强肋上均设置有左右对接螺栓孔4，螺栓穿过左右对接螺栓孔4实现两片半圆形筒状结构可拆卸连接。

本实施例中，动力吸振器拼接钢圆筒2下端面和拼接橡胶圆筒6上端面之间、拼接橡胶圆筒6下端面和主振动系统拼接钢圆筒7上端面之间、主振动系统拼接钢圆筒7下端面和铅芯橡胶承托盘10上端面之间通过通过固定螺栓连接，所述的动力吸振器拼接钢圆筒2、拼接橡胶圆筒6、主振动系统拼接钢圆筒7和铅芯橡胶承托盘10上下端面边缘均设置有上下对接螺栓孔5，所述的固定螺栓穿过上下对接螺栓孔5实现动力吸振器拼接钢圆筒2和拼接橡胶圆筒6之间、拼接橡胶圆筒6和主振动系统拼接钢圆筒7之间、主振动系统拼接钢圆筒7和铅芯橡胶承托盘10之间的轴向可拆卸连接。

本实施例中，动力吸振器拼接钢圆筒2的圆柱形卡槽2-1顶部设置有拼接钢盖板1，所述的主振动系统拼接钢圆筒7顶部设置有拼接钢盖板1。

本实施例中，拼接钢盖板1由两块半环型钢板拼接而成，所述的半环型钢板边缘设置有调位孔1-1，所述的拼接钢盖板1内壁上固定安装有钢盖板橡胶垫圈1-2，所述的钢盖板橡胶垫圈1-2的内径大于木柱11直径，所述的拼接钢盖板1外壁下边缘设置有拼接钢盖板外螺纹1-3，所述的动力吸振器拼接钢圆筒2内壁上边缘设置有动力吸振器钢圆筒内螺纹2-3，所述的主振动系统拼接钢圆筒7内壁上边缘设置有主振动系统钢圆筒内螺纹7-1，所述的拼接钢盖板外螺纹1-3能够与动力吸振器钢圆筒内螺纹2-3以及主振动系统钢圆筒内螺纹7-1螺纹连接。

本实施例中，主振动系统拼接钢圆筒7内设置的多道环形卡槽7-2相邻之间采用隔板分割，环形卡槽7-2内设置的粘滞性阻尼器拼盘8同轴设置；所述的粘滞性阻尼器拼盘8包括边缘预留环形凹槽8-4的粘滞性阻尼器拼接钢托盘8-1，端部带有可伸缩接触板9-1的粘滞性阻尼器9，预留有环形卡齿8-5的拼接盖板8-2；

所述的粘滞性阻尼器9设置在粘滞性阻尼器拼接钢托盘8-1和上部拼接盖板8-2之间，所述的粘滞性阻尼器拼接钢托盘8-1边缘的环形凹槽8-4的深度与上部拼接盖板8-2突出的环形卡齿8-5的长度相同，所述的粘滞性阻尼器拼盘8的厚度与环形卡槽7-2的高度相同。

本实施例中，粘滞性阻尼器拼盘8由两个半圆盘拼接形成，每个半圆盘内设置有三个粘滞性阻尼器9，相邻粘滞性阻尼器9之间的夹角为60度，所述的粘滞性阻尼器9端部可伸缩接触板9-1的端面为弧形接触板，圆弧形接触板的曲率与木柱11外表面曲率相同，可伸缩接触板9-1端面固定安装有接触板橡胶垫块9-2，所述的接触板橡胶垫块9-2与木柱11表面紧密贴合。

本实施例中，铅芯橡胶承托盘10内表面做毛处理形成圆弧形的做毛凹槽10-1，所述的做毛凹槽10-1槽底的曲率与木柱11外表面曲率相同。

进一步的，在安装时动力吸振器拼接钢圆筒2围绕木柱11，通过加劲肋左右两侧的左右对接螺栓孔4用螺栓进行拼接，接着在圆柱形卡槽2-1内套放质量块3，然后用拼接钢盖1围绕木柱11并使其拼接钢盖板外螺纹1-3对齐动力吸振器拼接钢圆筒2的吸振器钢圆筒内螺纹2-3进行螺纹预连接，再借助l型扳手通过拼接钢盖1的调位孔1-1进行最后的调整，使拼接钢盖1顶面与动力吸振器拼接钢圆筒2上端部光滑面齐平，拼接钢盖1顶部橡胶垫圈1-2与钢圆筒圆柱形卡槽2-1的橡胶垫圈2-2贴合。重复上述步骤可完成拼接橡胶圆筒6的拼接，同时在轴向上完成动力吸振器拼接钢圆筒2和拼接橡胶圆筒6的链接。为保证动力吸振器的性能得以发挥，钢盖板橡胶垫圈1-2与钢圆筒橡胶垫圈2-2的半径要大于木柱11的半径，动力吸振器系统只与下部的主振动系统相连接，不与柱身产生接触。

进一步的，粘滞性阻尼器9放入托盘内留设的卡槽8-3中，拼接盖板8-2的环形卡齿8-5对齐粘滞性阻尼器拼接钢托盘8-1的环形凹槽8-4插入，将安装好的粘滞性阻尼器拼盘8放入主振动系统钢圆筒7内部设置的环形卡槽7-3中，围绕木柱11进行钢圆筒7柱身的预拼装，目的是调整粘滞性阻尼器前端的可伸缩的接触板9-1，使接触板前端的橡胶垫块9-2与柱身11紧密贴合，调整无误后，用钢圆筒加劲肋左右两侧预留的螺栓孔7，进行螺栓连接，接着用拼接钢盖板1的外螺纹1-3与钢圆筒的内螺纹7-1进行螺纹连接，再借助l型扳手通过钢盖板的调位孔1-1进行最后的调整，使拼接钢盖1顶面与主振动系统拼接钢圆筒7上端部光滑面齐平。

主振动系统钢圆筒下部连接有铅芯橡胶承托盘10，对主振动系统也提供了一定的阻尼力和弹性力，在一定程度上能协助粘滞性阻尼器吸收和消耗振动所产生的能量。

进一步的，安装时，先对已完成拼装的钢圆筒进行暂时固定，在木柱柱身11的合适位置，通过半圆形承托盘预留的左右对接螺栓孔4完成铅芯橡胶承托盘10的拼接，使木柱11柱身都紧密嵌入保护套的做毛凹槽10-1内，在铅芯橡胶承托盘10完成拼接后，通过其上部预留的上下对接螺栓孔5与主振动系统的主振动系统拼接钢圆筒7进行螺栓连接，即完成所有装置的拼装。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。