【技术实现步骤摘要】
本专利技术应用于防震减灾领域，更具体说是一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器。
技术介绍
1、阻尼器在防震减灾领域应用广泛，阻尼器具有加工方便、使用灵活、应用场景多、易更换等优点。阻尼器还可以在地震发生时优先承担地震作用力，待自身性能充分发挥后还能有效传递应力，从而达到保护建筑物的目的。现有的阻尼器种类大体分为金属阻尼器、粘弹性阻尼器、摩擦型阻尼器等。阻尼器类型多、功能全，但目前阻尼器的缺点同样明显，其中传统金属阻尼器往往只是依靠金属材料的塑性变形来达到抗震耗能效果，在小震情况下，由于作用力有限抗震效果不佳，大震情况下面临极限承载力不足的缺点；粘弹性阻尼器通常有筒体结构和粘滞性液体，其存在密封性问题以及造价昂贵，应用范围较小；摩擦型阻尼器一般是通过摩擦板之间建立摩擦力，通过摩擦力达到耗能效果，但是地震作用下由于往复力会对摩擦面产生破坏，使得摩擦耗能效果达不到预期。同样的，该类型阻尼器不具有分级耗能和自复位效果，震后残余变形明显。
2、但现有的分级耗能阻尼器分级屈服效应不明显，能量耗散以及抗疲劳性能有待提高。综上所述，研究人员迫切需要提供一种在不同地震荷载作用下各项功能趋于完善的阻尼器。
技术实现思路
1、为了克服以上技术的不足，现结合不同阻尼器的优点提出一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器。利用摩擦片摩擦以及低碳钢的高屈服点，使阻尼器既能够满足小震情况下的耗能减震，又能实现中震、大震下的耗能减震。
2、为了实现上述目的本专利技术采用的技术方案为。p>
3、一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器，包括预埋件、第一阶段摩擦耗能阻尼单元、第二阶段屈服耗能阻尼单元和第三阶段屈服耗能阻尼单元；所述预埋件一侧焊接有扩头锚栓，保证可靠连接，另一侧预加工第一圆孔，便于与阻尼器主体连接；所述第一阶段摩擦耗能阻尼单元包括滑动箱、摩擦单元、钢箱以及用于连接预埋件的连接钢棒；所述第二阶段屈服耗能阻尼单元包括第一耗能钢棒、第一弹簧以及钢套管；所述第三阶段屈服耗能阻尼单元包括第二耗能钢棒、第二弹簧、波形钢板、和螺栓。
4、进一步地，所述的滑动箱由上、下钢板和第一矩形钢筒焊接而成，并且上钢板和下钢板均加工圆孔，便于第二、三阶段屈服耗能阻尼单元连接。
5、进一步地，所述摩擦单元由摩擦钢板通过螺栓连接组成，滑动钢板开设条形孔，该摩擦单元分别和滑动箱、钢箱通过焊接连接，摩擦单元可以根据需求个性化组装。
6、进一步地，所述钢箱包括上盖板、下盖板和第二矩形钢筒，上盖板和下盖板预加工圆孔；钢箱尺寸大于滑动箱，使得滑动箱在钢箱内部有足够的滑动空间，通过滑动箱在内部滑动带动第二、三阶段屈服耗能阻尼单元工作。
7、进一步地，所述第一耗能钢棒为直径较小的圆柱形低碳钢棒，第一耗能钢棒在对应安装位置加工有螺纹，螺帽限制滑动箱的滑动行程。
8、进一步地，所述第一弹簧安装在滑动箱内部以及滑动箱和钢箱之间，并套在第一耗能钢棒的外部，通过滑动箱压缩弹簧实现第二阶段屈服阻尼单元工作。
9、进一步地，所述第二耗能钢棒为直径略大于第一耗能钢棒的圆柱形低碳钢棒，第二耗能钢棒在与钢箱连接位置设有螺纹，通过螺帽实现第二耗能钢棒和钢箱连接。
10、进一步地，所述波形钢板的波形为半圆形，半圆直径与第二耗能钢棒直径相同，同时，波形钢板设有螺栓孔，后续通过螺栓连接两片波形钢板实现对第二耗能钢棒的防屈曲功能。
11、进一步地，所述第二弹簧为两个，安装位置与第一弹簧相似，滑动箱通过滑动压缩弹簧实现第三阶段屈服耗能初始工作。
12、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种分级屈服耗能拉压阻尼器，具有以下有益效果。
13、 1、该分阶段屈服耗能拉压阻尼器在使用前就可提前组装好，保证了阻尼器的使用质量，该阻尼器可以用于减震建筑的剪力墙竖向连接中。
14、2、本专利技术采用“抽屉式”结构，工作原理简单，分阶段屈服耗能效果明显。
15、3、本专利技术通过在低碳钢棒外部加入钢套管，在防止钢棒受压屈曲方面效果显著，且对钢棒受拉承载力无影响。
16、4、本专利技术将波形钢板固定在低碳钢棒外部，通过限制低碳钢棒的受压屈曲，达到提升低碳钢棒抗压屈服承载力的目的。
17、5、本专利技术采用“盒”式结构，使得阻尼器更加模块化，便于灵活组装、使用。
18、 6、拉压耗能阻尼器中第一阶段摩擦耗能阻尼单元、第二阶段屈服耗能阻单元和第三阶段屈服耗能阻尼单元分别应对不同的地震作用产生不同的变形，即小震时，仅第一阶段摩擦耗能阻尼单元中的摩擦板产生相对滑动；中震时，第二阶段屈服耗能阻尼单元进入屈服耗能阶段；大震时，第三阶段屈服耗能阻尼单元进入工作阶段，从而根据震源等级分阶段屈服，达到分阶段耗能效果，实现多级消能减震的目的。
19、 7、本专利技术还具有自复位能力，地震作用时阻尼器实现分阶段屈服耗能，地震消散后，第二、三阶段屈服耗能阻尼单元中的的弹簧因为弹力作用可以减小结构的残余变形，促进震后生活和生产的继续。
20、 8、本专利技术可以根据实际工程需要个性化定制屈服耗能件组数，以完成不同的耗能需求，且本专利技术均可实现在现场、工厂化生产，有效提高生产效率。
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1.一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器，包括预埋件(1)、第一阶段摩擦耗能阻尼单元(2)、第二阶段屈服耗能阻尼单元(3)和第三阶段屈服耗能阻尼单元（4），阻尼器整体为对称的装配式结构；其特征在于，所述的第一阶段摩擦耗能阻尼单元（2）包括滑动箱（5）、摩擦单元（6）、钢箱（7）；所述滑动箱（5）和摩擦单元（6）安装在钢箱（7）内部组成“抽屉式”结构； 所述第二阶段屈服耗能阻尼单元（3）包括第一耗能钢棒（8）、钢套管（9）和第一弹簧（10）；所述钢套管（9）具有防止第一耗能钢棒（8）受压屈曲功能；所述第三阶段屈服耗能阻尼单元包括第二耗能钢棒（11）、波形钢板（12）和第二弹簧（13），波形钢板（12）通过螺栓（14）安装在第二耗能钢棒（11）外部，防止受压屈曲，提高受压承载力的同时不影响受拉承载力；
2.根据权利要求1所述的一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器，其特征在于，所述的预埋件（1）均焊有扩头锚栓（16），且加工第一圆孔（17）；所述扩头锚栓（16）可以加强阻尼器和混凝土结构连接，保证地震作用可以有效传递到阻尼器。
3.根据权利要求1所述的一
4.根据权利要求1所述的一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器，其特征在于，所述的摩擦单元（6）由3片摩擦钢板（23）通过螺栓组装而成，中间摩擦钢板（23）加工条形孔（24）；所述条形孔（24）长度不应小于第二弹簧（13）压缩形变量和所用螺栓半径两者和的2倍；摩擦单元（6）分别与滑动箱（5）和钢箱（7）通过焊接连接。
5.根据权利要求1所述的一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器，其特征在于，所述的钢箱（7）包括上盖板（25）、下盖板（26）和第二矩形钢筒（27）焊接组成；上盖板（25）预加工第一圆孔（17），下盖板（26）预加工第三圆孔（22）和第四圆孔（28）。
6.根据权利要求1所述的一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器，其特征在于，所述滑动箱（5）和钢箱（7）均为钢板加工而成，钢箱（7）尺寸应大于滑动箱（5），使得第二弹簧（13）被压缩工作时有充足的空间。
7.根据权利要求1所述的一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器，其特征在于，所述的第一耗能钢棒（8）与滑动箱（5）对应连接位置预加工螺纹；第二阶段屈服耗能阻尼单元（3）安装时：首先，第一耗能钢棒（8）穿入钢套管（9）、第一弹簧（10），然后，通过预加工的圆孔穿入滑动箱（5）,最后，再次穿入第一弹簧（10），拧紧螺帽完成连接。
8.根据权利要求1所述的一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器，其特征在于，所述的第二耗能钢棒（11）在端部以及与钢箱（7）连接处均加工螺纹，便于后续通过螺帽连接，第二耗能钢棒（11）长度以及直径均大于第一耗能钢棒（8）；第三阶段屈服耗能阻尼单元（4）与第二阶段屈服耗阻尼单元（3）安装原理相同。
9.根据权利要求1所述的一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器，其特征在于，所述的波形钢板（12）预加工螺栓孔，波宽与第二耗能钢棒（11）的直径相同；两片波形钢板（12）通过螺栓安装在第二耗能钢棒（11）的外部。
10.根据权利要求1所述的一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器，其特征在于，所述的第一弹簧（10）和第二弹簧（13）均为两组，下钢板（19）上下各一组，当滑动箱（5）滑动时可以压缩弹簧；所述第一弹簧（10）和第二弹簧（13）可以促进三个阶段的耗能单元有条不紊的根据地震作用大小分阶段工作，减小地震对结构产生的破坏，且震后可以提供恢复力。
...【技术特征摘要】
1.一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器，包括预埋件(1)、第一阶段摩擦耗能阻尼单元(2)、第二阶段屈服耗能阻尼单元(3)和第三阶段屈服耗能阻尼单元（4），阻尼器整体为对称的装配式结构；其特征在于，所述的第一阶段摩擦耗能阻尼单元（2）包括滑动箱（5）、摩擦单元（6）、钢箱（7）；所述滑动箱（5）和摩擦单元（6）安装在钢箱（7）内部组成“抽屉式”结构； 所述第二阶段屈服耗能阻尼单元（3）包括第一耗能钢棒（8）、钢套管（9）和第一弹簧（10）；所述钢套管（9）具有防止第一耗能钢棒（8）受压屈曲功能；所述第三阶段屈服耗能阻尼单元包括第二耗能钢棒（11）、波形钢板（12）和第二弹簧（13），波形钢板（12）通过螺栓（14）安装在第二耗能钢棒（11）外部，防止受压屈曲，提高受压承载力的同时不影响受拉承载力；
2.根据权利要求1所述的一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器，其特征在于，所述的预埋件（1）均焊有扩头锚栓（16），且加工第一圆孔（17）；所述扩头锚栓（16）可以加强阻尼器和混凝土结构连接，保证地震作用可以有效传递到阻尼器。
3.根据权利要求1所述的一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器，其特征在于，所述的滑动箱（5）包括上钢板（18）、下钢板（19）和第一矩形钢筒（20），三者焊接而成，所述上钢板（18）开设第一圆孔（17），下钢板（19）开设第二圆孔（21）和第三圆孔（22），分别用于连接预埋件（1）、第二阶段屈服耗能阻尼单元（3）和第三阶段屈服耗能阻尼单元（4）。
4.根据权利要求1所述的一种功能可恢复的装配式三级拉压耗能阻尼器，其特征在于，所述的摩擦单元（6）由3片摩擦钢板（23）通过螺栓组装而成，中间摩擦钢板（23）加工条形孔（24）；所述条形孔（24）长度不应小于第二弹簧（13）压缩形变量和所用螺栓半径两者和的2倍；摩擦单元（6）分别与滑动箱（5）和钢箱（7）通过焊接连接。
5.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖红梅，李祥涛，朱立猛，王双龙，张春巍，刘浩，杜岐山，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：
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