一种剪切型功能自恢复阻尼消能器制造技术

本发明专利技术公开了一种剪切型功能自恢复阻尼消能器，包括顶部开设有洞口且带空腔的约束套；约束套的顶部洞口处设有准动密封件；准动密封件的上方设有与外部主体结构连接的联动板；联动板、约束套和准动密封件之间围成的封闭空腔内满填阻尼介质，阻尼介质中埋设有若干个挤压件；联动板下表面固定有驱动件，驱动件穿过准动密封件的中孔向下延伸至约束套的空腔内并与埋设于阻尼介质中的挤压件固定连接，在外部荷载作用下驱动件带动挤压件与阻尼介质相互作用，产生消散所输入动能的阻尼消能效果。本发明专利技术采用多级密封，避免阻尼介质泄露；设置的多个挤压件与流动铅体之间的挤压实现阻尼器的耗能，以及耗能后的自修复；同时设置弹性层便于阻尼介质的形变。性层便于阻尼介质的形变。性层便于阻尼介质的形变。

【技术实现步骤摘要】
一种剪切型功能自恢复阻尼消能器


[0001]本专利技术属于工程结构振动控制
，具体涉及一种剪切型功能自恢复阻尼消能器。

技术介绍

[0002]工程结构在风荷载、地震等动力荷载作用下产生强烈的振动，不仅严重影响结构的正常使用功能，而且可能威胁结构安全，造成结构破坏、倒塌的严重后果。合理地在工程结构中的安装一定数量的阻尼消能器吸收和耗散输入结构的动能，衰减结构的振动是保障工程结构在动力荷载作用下结构安全和正常使用的有效途径之一。
[0003]剪切型阻尼消能器是一种重要的阻尼消能器类型，其中，在工程中应用最多的是剪切型金属阻尼消能器。它是利用钢材提供耗能机制，即利用钢材在外力作用下产生屈服，进而达到耗散能量的效果，如不同加肋方式和不同开孔方式的剪切软钢阻尼器等。然而，由于钢材屈服后，材料的力学性能较之前发生明显改变，而且钢材的延性与耐疲劳性能难以满足多次地震作用的要求，因此，上述现有技术，在历经发生较频繁的中、小地震后就极可能面临需要大面积更换阻尼消能器的问题，这不仅需要投入大量的经济成本，而且给人民的工作、生活带来极大不便，甚至可能引发住户对房屋结构安全性的恐慌以及更换阻尼消能器出资争议等系列的社会问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种剪切型功能自恢复阻尼消能器，以解决或改善上述的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0006]一种剪切型功能自恢复阻尼消能器，其包括顶部开设有洞口且带空腔的约束套；所述约束套的顶部洞口处设有准动密封件；所述准动密封件的上方设有与外部主体结构连接的联动板；所述联动板、约束套和准动密封件之间围成的封闭空腔内满填阻尼介质，阻尼介质中埋设有若干个挤压件；所述联动板下表面固定有驱动件，驱动件穿过准动密封件的中孔向下延伸至约束套的空腔内并与埋设于阻尼介质中的挤压件固定连接。
[0007]进一步地，准动密封件为由一层钢板和一层橡胶板交替叠置并经高温硫化形成一体的叠层钢板
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橡胶件，叠层钢板
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橡胶件包括两种不同的设置方式：
[0008](1)叠层钢板
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橡胶件的钢板沿竖向设置，且叠层钢板
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橡胶件的最内层为橡胶层，与穿过其中孔的驱动件之间紧密贴合并粘黏固定；而叠层钢板
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橡胶件的最外层为钢板，与约束套固定连接形成一体。
[0009](2)叠层钢板
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橡胶件的钢板沿水平向设置，且叠层钢板
‑
橡胶件的顶面与底面分别与联动板的下表面和约束套的上表面紧密贴合并固定连接形成一体。
[0010]进一步地，准动密封件的下方设有与约束套固定连接的导向密封加强板；导向密封加强板与准动密封件紧密贴合、固定连接，且导向密封加强板上开设有缝隙，开缝的缝宽
与驱动件的厚度相吻合，开缝的缝长等于驱动件横向长度与驱动件最大水平位移之和。
[0011]进一步地，驱动件为刚性板或刚性柱状物；约束套为中空圆柱体、长方体、正方体、球体或半球体的刚性构件；挤压件为柱状、板状或球状形状的刚性构件，且挤压件表面设有若干数量的用于增大挤压件与阻尼介质相互作用面积的刚性突出物。
[0012]进一步地，驱动件为刚性板；挤压件为端部呈半球状的柱状体，且柱状体的长度方向沿水平向设置，柱状体的半径为10mm
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150mm。
[0013]进一步地，驱动件为刚性板；挤压件为两侧面设有半球状刚性突出物的刚性板，且板厚方向沿水平向设置，板厚为10mm
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80mm，半球状突出物的球半径为10mm
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50mm。
[0014]进一步地，挤压件的外表面和约束套的内壁上均嵌设一薄层用于加速阻尼介质产生形变的弹性层。
[0015]进一步地，联动板、约束套、驱动件和挤压件的材质为钢材、铸铁、合金或钢筋混凝土；阻尼介质为铅、铝低屈服点的软金属或细砂、铁屑固体刚性颗粒。
[0016]本专利技术提供的剪切型功能自恢复阻尼消能器，具有以下有益效果：
[0017]功能自恢复：区别于现有技术的剪切型金属阻尼器，本专利技术在消能机理上并不是以钢材为消能芯材，即不是通过钢材屈服和变形消散能量，而是通过驱动件带动刚性的挤压件挤压铅体，进而迫使铅体屈服消耗输入的能量，由于铅这种材料具有在外荷载作用后，经过自动结晶，恢复到荷载作用前的物理状态的特性，从而使得本专利技术在外力作用前、后，其减震性能参数变化不大，实现减震功能的自恢复，另外，本专利技术的准动
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密封层采用叠层钢板
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橡胶件，该部件能够提供一定弹性刚度和弹性恢复力，在外荷载作用下，驱动件带动挤压件挤压铅体屈服和消耗能量，与此同时，在驱动件的带动下，叠层钢板
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橡胶件的橡胶层也将产生剪切变形，由于橡胶是一种弹性体，这就使得叠层钢板
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橡胶件能够提供弹性恢复力，通过控制橡胶的硬度和剪切面积，可控制弹性恢复力的大小，使得本专利技术的阻尼消能器具有良好的复位能力，从而进一步增强本专利技术的阻尼消能器的自恢复特性。
[0018]多级密封：与以硅油等液态介质为阻尼介质的传统技术方案不同，本专利技术的阻尼介质采用固态介质，其相对于以液态介质为阻尼介质的传统方案，对部件之间的密封要求显著降低，避免了阻尼消能器在服役过程中由于环境温度变化、材料热胀冷缩等因素造成其原本密封的部件连接处出现缝隙，进而导致液态阻尼介质泄露和阻尼消能器失效的尖锐问题和弊病。此外，本专利技术还通过多级密封进一步地防止外部动荷载作用下阻尼介质发生泄漏的可能性，包括第一级密封，位于阻尼介质上方的导向密封加强板，用于实现对阻尼介质的第一级密封；第二级密封，位于导向密封加强板上方的叠层橡胶钢板；第三级密封，位于约束套开口处的联动板；采用多级密封，层层配合，可有效地将固体阻尼介质密封于约束套内，达到多级密封、严防泄漏的效果。
[0019]挤压件：多个突出均匀分布于挤压件的表面，挤压件之间分散布置，在具体耗能时，可有效增大挤压件与铅体之间的接触面积，并通过多个突出物与铅体之间的挤压实现阻尼器的耗能。
[0020]弹性层，在阻尼消能器制造时，弹性层的设置有利于对固体阻尼介质施加一定的预应力以利于消除制造间隙，保障阻尼介质密实，此外，在外部荷载作用下，铅体随挤压件的挤压运动而被动蠕动，铅体与设置的弹性层也将相互挤压，弹性层产生微小的弹性形变，从而对阻尼介质蠕动、屈服和降低驱动件的强度要求起到有益的效果。
附图说明
[0021]图1为剪切型功能自恢复阻尼消能器的一个立体示意图。
[0022]图2为图1的侧视图。
[0023]图3为图2在1
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1处的剖视图。
[0024]图4为图3在2
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2处的剖视图。
[0025]图5为图3在3
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3处的剖视图。
[0026]图6为图3在4
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种剪切型功能自恢复阻尼消能器，其特征在于：包括顶部开设有洞口且带空腔的约束套；所述约束套的顶部洞口处设有准动密封件；所述准动密封件的上方设有与外部主体结构连接的联动板；所述联动板、约束套和准动密封件之间围成的封闭空腔内满填阻尼介质，阻尼介质中埋设有若干个挤压件；所述联动板下表面固定有驱动件，驱动件穿过准动密封件的中孔向下延伸至约束套的空腔内并与埋设于阻尼介质中的挤压件固定连接。2.根据权利要求1所述的剪切型功能自恢复阻尼消能器，其特征在于：所述准动密封件为由一层钢板和一层橡胶板交替叠置并经高温硫化形成一体的叠层钢板
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橡胶件。3.根据权利要求2所述的剪切型功能自恢复阻尼消能器，其特征在于：所述叠层钢板
‑
橡胶件的钢板沿竖向设置，且叠层钢板
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橡胶件的最内层为橡胶层，与穿过其中孔的驱动件之间紧密贴合并粘黏固定；所述叠层钢板
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橡胶件的最外层为钢板，位于最外层的钢板与约束套固定连接形成一体。4.根据权利要求2所述的剪切型功能自恢复阻尼消能器，其特征在于：所述叠层钢板
‑
橡胶件的钢板沿水平向设置，且叠层钢板
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橡胶件的顶面与底面分别与联动板的下表面和约束套的上表面紧密贴合并固定连接形成一体。5.根据权利要求1所述的剪切型功能自恢复阻尼消能器，其特征在于：所述准动密封件的下方设有与约束套固定连接的导向密封加强板；所述导向密封加强板与准动...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭阳照，吴体，
申请(专利权)人：四川省建筑科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：