組裝式雙子粘滯耗能裝置制造方法
【專利摘要】一種組裝式雙子粘滯耗能裝置，屬于土木工程和機(jī)械工程領(lǐng)域。本發(fā)明包括主油缸、油腔、主活塞、T型活塞桿、主油缸蓋板、阻尼板、阻尼孔、組裝式油缸、次油缸、定位板、螺栓、次活塞、導(dǎo)軌槽、導(dǎo)軌、注油孔、油塞、通氣孔、連接頭。組裝式雙子粘滯耗能裝置布置于建筑結(jié)構(gòu)的梁柱和橋梁的墩梁之間，通過結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)耗能裝置活塞運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而壓縮兩個(gè)子耗能裝置油腔內(nèi)粘滯流體阻尼材料通過阻尼孔耗散能量，從而達(dá)到耗能減震的目的。地震作用后可將損壞的零部件拆卸下來，用新部件代替。本發(fā)明成本低廉、可根據(jù)需要自由組裝和拆卸、耗能能力可根據(jù)需要調(diào)節(jié)、可重復(fù)利用、施工安裝方便、適宜于工廠化大量生產(chǎn)、具有良好的耗能能力。
【專利說明】組裝式雙子粘滯耗能裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程抗震與減振【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及到一種組裝式粘滯抗震耗能裝置，并將兩個(gè)相同的子粘滯抗震耗能裝置組裝成整體使用，從而形成地震作用下組裝式雙子粘滯抗震耗能裝置。該發(fā)明成本低廉、可根據(jù)需要自由組裝調(diào)節(jié)耗能裝置耗能能力、可重復(fù)利用、施工安裝方便、適宜于工廠化生產(chǎn)、抗震減振性能突出、具有良好的發(fā)展前景。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著各種高層建筑、大型橋梁和大型水電工程等城市基礎(chǔ)設(shè)施在全國(guó)各地陸續(xù)興建，其結(jié)構(gòu)的抗震性能也越來越受到重視，為了提高高層建筑、大型橋梁和水電工程結(jié)構(gòu)的抗震性能，通常在結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位安裝抗震耗能裝置。隨著高層建筑高度的增加、橋梁跨度的增加安裝于結(jié)構(gòu)上的抗震耗能裝置的數(shù)量也越來越多，且單個(gè)抗震耗能裝置質(zhì)量也越來越大。傳統(tǒng)的抗震耗能裝置通常在工廠加工完成然后運(yùn)動(dòng)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，由于單個(gè)抗震耗能裝置較大，安裝該裝置通常需要耗費(fèi)較高的人力和物力成本；傳統(tǒng)的抗震耗能裝置耗能能力固定無法根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)一步提高或降低耗能裝置的耗能能力；傳統(tǒng)耗能裝置也無法自由組裝和重復(fù)利用，耗能裝置出現(xiàn)損害后修復(fù)十分困難。因此有必要開發(fā)一種組裝式抗震耗能裝置，同時(shí)該裝置應(yīng)具備適宜工廠化生產(chǎn)，可自由組裝和拆卸、零件可重復(fù)利用、抗震耗能能力可根據(jù)需要調(diào)節(jié)、損害后修復(fù)方便和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]借鑒機(jī)械工程領(lǐng)域的技術(shù)手段，利用組裝式設(shè)計(jì)理念，綜合利用各種措施的特點(diǎn)，開發(fā)了組裝式雙子粘滯耗能裝置。同時(shí)為了提高單個(gè)組裝式粘滯耗能裝置的抗震耗能能力，可將兩個(gè)子組裝式粘滯耗能裝置組裝成整體使用，從而提高了抗震耗能裝置的耗能能力。該裝置克服了傳統(tǒng)抗震耗能裝置的諸多不足，為結(jié)構(gòu)抗震提供更多樣性的技術(shù)支持，具有重大的工程意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明給出了一種結(jié)構(gòu)用組裝式雙子粘滯耗能裝置，發(fā)明的目的在于提高單個(gè)抗震耗能裝置的耗能能力的同時(shí)降低抗震耗能裝置的安裝和維護(hù)成本。同時(shí)，該裝置可自由組裝和拆卸、零件可重復(fù)利用、后續(xù)維護(hù)費(fèi)用低廉、性價(jià)比高。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。
[0005]組裝式雙子粘滯減震耗能裝置，其特征在于:
[0006]將兩個(gè)子耗能裝置中的一個(gè)子耗能裝置沿垂直于連接頭4的軸孔旋轉(zhuǎn)180°與另一個(gè)相同的子耗能裝置通過導(dǎo)軌槽14和導(dǎo)軌15組合到一起；
[0007]其中一個(gè)子耗能裝置包括主油缸I 一個(gè)、主活塞3 —個(gè)、連接頭4 一個(gè)、T型活塞桿5 —個(gè)、主油缸蓋板6 —個(gè)、阻尼板7多個(gè)、阻尼孔8、組裝式油缸9至少一個(gè)、次油缸10一個(gè)、定位板11若干、螺栓12若干、次活塞13 —個(gè)、導(dǎo)軌槽14、導(dǎo)軌15、注油孔16 —個(gè)、油塞17 —個(gè)、通氣孔18 —個(gè)；
[0008]在主油缸I和次油缸10之間串聯(lián)至少一個(gè)組裝式油缸9 ;連接頭4固定于主油缸I側(cè)壁，主活塞3布置于主油缸I內(nèi)可在主油缸I內(nèi)運(yùn)動(dòng)，主活塞3與T型活塞桿5最長(zhǎng)桿連接，主油缸蓋板6焊接于主油缸I端部；組裝式油缸9內(nèi)布置有阻尼板7與油缸內(nèi)壁垂直布置且固定于組裝式油缸9內(nèi)壁，主油缸I與組裝式油缸9直接連接的油缸側(cè)壁布置有阻尼板7與油缸內(nèi)壁垂直布置且固定于主油缸I內(nèi)壁；次活塞13布置于次油缸10內(nèi)可在次油缸10內(nèi)運(yùn)動(dòng)，通氣孔18開在次油缸10的側(cè)壁上用于保證次活塞13近通氣孔18的一側(cè)壓力為大氣壓；組裝式油缸9與主油缸I和次油缸10通過定位板11上的螺栓孔限定位置并利用螺栓12緊密連接，接縫處放置密封墊和涂刷密封膠處理；通過注油孔16向油腔2內(nèi)注入粘滯流體阻尼材料，完成后用油塞17封住注油孔16 ;子耗能裝置的T型活塞桿5的兩個(gè)短桿中一個(gè)與另一個(gè)子耗能裝置的次油缸10側(cè)壁的導(dǎo)軌連接，另一個(gè)短桿端部有導(dǎo)軌槽與自身的組裝式油缸9側(cè)壁的導(dǎo)軌組裝；導(dǎo)軌安裝和油塞17運(yùn)動(dòng)方向平行。
[0009]組裝式油缸9可根據(jù)結(jié)構(gòu)耗能要求在主油缸I和次油缸10之間串聯(lián)多個(gè)組裝式油缸9從而根據(jù)結(jié)構(gòu)抗震要求靈活的改變組裝式雙子粘滯減震耗能裝置耗能能力。
[0010]連接頭4在外荷載作用下引起主活塞3運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致油腔2內(nèi)壓力變化；次油缸10上的通氣孔18的存在，使得次活塞13近通氣孔18 —側(cè)的壓力保持不變?nèi)詾榇髿鈮?；這將導(dǎo)致次活塞13兩側(cè)壁的壓力不平衡，引起次活塞13運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而引起油腔2內(nèi)粘滯流體阻尼材料運(yùn)動(dòng)通過阻尼板7上的阻尼孔8而耗散能量。在耗能過程中，次油缸10和組裝式油缸9側(cè)壁的導(dǎo)軌15在主油缸I外側(cè)壁的導(dǎo)軌槽14內(nèi)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)焊接于次油缸10側(cè)壁導(dǎo)軌15上的活塞桿5運(yùn)動(dòng)，這保證兩個(gè)雙子耗能裝置同時(shí)運(yùn)動(dòng)耗散能量。組裝式油缸9與主油缸I和組裝式油缸9與次油缸10通過定位板11上的螺栓孔限定位置并利用螺栓12緊密連接。組裝式油缸9可根據(jù)結(jié)構(gòu)耗能要求在主油缸I和次油缸10之間串聯(lián)多個(gè)組裝式油缸9從而提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0012]( I)本發(fā)明將兩個(gè)子組裝式粘滯抗震耗能裝置組裝為一體使用，不僅提高了單個(gè)抗震耗能裝置的耗能能力而且可以節(jié)省建筑物使用空間。
[0013](2)本發(fā)明中的組裝式油缸可串聯(lián)多個(gè)使用，提高了單個(gè)抗震耗能裝置的耗能能力，且抗震耗能能力可根據(jù)結(jié)構(gòu)抗震需要調(diào)節(jié)。
[0014](3)本發(fā)明組裝方便，構(gòu)造簡(jiǎn)潔，性價(jià)比高，適宜于現(xiàn)場(chǎng)施工，降低了抗震耗能裝置的安裝成本。
[0015](4)本發(fā)明零部件重復(fù)利用率高，拆卸方便，維護(hù)成低。
[0016](5)所用材料成本低廉,構(gòu)造簡(jiǎn)單,抗震效果良好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為組裝式雙子粘滯耗能裝置縱剖面示意圖。
[0018]圖2為組裝式雙子粘滯耗能裝置圖1A-A截面的右剖視圖。
[0019]圖3為組裝式雙子粘滯耗能裝置圖1B-B截面的右剖視圖。
[0020]圖4為組裝式雙子粘滯耗能裝置三維視圖。
[0021]圖5為組裝式雙子粘滯耗能裝置圖1C-C截面的右剖視圖。
[0022]圖6為組裝式雙子粘滯耗能裝置圖1D-D截面的右剖視圖。
[0023]圖7為組裝式雙子粘滯耗能裝置布置在電梯井內(nèi)梁和立柱間平面示意圖。[0024]圖8為組裝式雙子粘滯耗能裝置布置在電梯井內(nèi)梁和立柱間立面示意圖。
[0025]圖9為組裝式雙子粘滯耗能裝置的1/2縱剖面圖和1/2三維圖。
[0026]圖中:主油缸1、油腔2、主活塞3、連接頭4、活塞桿5、主油缸蓋板6、阻尼板7、阻尼孔8、組裝式油缸9、次油缸10、定位板11、螺栓12、次活塞13、導(dǎo)軌槽14、導(dǎo)軌15、注油孔16、油塞17、通氣孔18、組裝式雙子粘滯耗能裝置19、電梯井內(nèi)梁20、立柱21。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]如圖7和圖8所示，高層建筑住宅處于8度抗震設(shè)防區(qū)。為了減少地震作用對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞，需在該高層建筑住宅合適位置布置耗能裝置進(jìn)行抗震構(gòu)造，為了不影響建筑物的使用功能和美觀，選擇將耗能裝置布置于電梯井側(cè)面的梁柱之間。由于電梯井空間狹小且電梯井的內(nèi)梁的寬度只有40cm，若布置傳統(tǒng)的耗能裝置通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)需在每層電梯井的內(nèi)梁的兩端與柱之間需各布置一個(gè)直徑將超過50cm耗能裝置才能滿足抗震要求。傳統(tǒng)耗能裝置個(gè)頭巨大且安裝不便將嚴(yán)重影響電梯的運(yùn)行存在安全隱患，且造價(jià)昂貴。因此選用本發(fā)明組裝式雙子粘滯耗能裝置布置于電梯井的內(nèi)梁兩端與柱之間，本裝置造價(jià)低廉、現(xiàn)場(chǎng)組裝方便安裝，占有空間少耗能能力強(qiáng)。首先，在住宅施工階段將耗能裝置連接頭布置在電梯井的內(nèi)梁距梁端1.0m處和立柱距柱頂1.0m處。其次，在工廠加工雙子粘滯耗能裝置各部件，在精密機(jī)床上用高強(qiáng)度鋼板加工主油缸1、主活塞3、連接頭4、活塞桿5、主油缸蓋板6、阻尼板7、組裝式油缸9、次油缸10、定位板11、次活塞13、導(dǎo)軌槽14、導(dǎo)軌15等各部件，主油缸外徑35cm，壁厚Icm ;組裝式油缸9和次油缸10外徑20cm，壁厚Icm ;活塞桿直徑4cm,長(zhǎng)35cm ;阻尼板直徑18cm,厚2cm,阻尼孔直徑0.6cm ;主活塞3直徑33cm,厚5cm ；次活塞13直徑18cm，厚6cm ;導(dǎo)軌槽寬6cm，高1.6cm，沿主油缸I長(zhǎng)度方向通常布置；導(dǎo)軌15寬6cm，高1.5cm沿組裝式油缸9和次油缸10長(zhǎng)度方向通常布置；定位板11上螺栓孔直徑16_，板厚1.6cm ;連接頭4厚5cm，連接孔直徑3cm。然后，在住宅主體結(jié)構(gòu)施工完畢時(shí)，安裝雙子粘滯耗能裝置，將活塞桿5穿過主油缸蓋板6中心與主活塞3焊接為一體，將主活塞3放入主油缸I內(nèi)，然后將主油缸蓋板6焊接于主油缸I側(cè)壁，將次活塞13放入次油缸10內(nèi)。將阻尼板7放入主油缸I和組裝式油缸9內(nèi)依次焊接于油缸側(cè)壁，將主油缸I和組裝式油缸9以及次油缸10和組裝式油缸9通過定位板11利用螺栓12連接為一體，油缸之間連接部位放置密封環(huán)，并在接縫處涂抹密封膠，確保接縫處不漏油。將兩個(gè)子耗能裝置按反對(duì)稱形式通過導(dǎo)軌槽14和導(dǎo)軌15組合到一起，并將活塞桿5無導(dǎo)軌槽一側(cè)焊接于次油缸10側(cè)壁的導(dǎo)軌15的合適位置。通過注油孔16向油腔2內(nèi)注入粘滯流體阻尼材料。完成組裝式雙子粘滯減震耗能裝置的組裝。該裝置可靈活組裝與拆卸，部件可重復(fù)利用。通過布置本發(fā)明的組裝式雙子粘滯耗能裝置，在地震作用下可有效的耗散地震能量和減少地震對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞。
[0030]以上為本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，但本發(fā)明的實(shí)施不限于此。
【權(quán)利要求】
1.組裝式雙子粘滯耗能裝置，其特征在于: 將兩個(gè)子耗能裝置中的一個(gè)子耗能裝置沿垂直于連接頭(4)的軸孔旋轉(zhuǎn)180°與另一個(gè)相同的子耗能裝置通過導(dǎo)軌槽(14)和導(dǎo)軌(15)組合到一起； 其中一個(gè)子耗能裝置包括主油缸(I) 一個(gè)、主活塞(3)—個(gè)、連接頭(4) 一個(gè)、T型活塞桿(5)—個(gè)、主油缸蓋板(6)—個(gè)、阻尼板(7)多個(gè)、阻尼孔(8)、組裝式油缸(9)至少一個(gè)、次油缸(10) 一個(gè)、定位板(11)若干、螺栓(12)若干、次活塞(13) 一個(gè)、導(dǎo)軌槽(14)、導(dǎo)軌(15)、注油孔(16) —個(gè)、油塞(17) —個(gè)、通氣孔(18) —個(gè)； 在主油缸(I)和次油缸(10)之間串聯(lián)至少一個(gè)組裝式油缸(9);連接頭(4)固定于主油缸(I)側(cè)壁，主活塞(3 )布置于主油缸(I)內(nèi)可在主油缸(I)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，主活塞(3 )與T型活塞桿(5)最長(zhǎng)桿連接，主油缸蓋板(6)焊接于主油缸(I)端部；組裝式油缸(9)內(nèi)布置有阻尼板(7)與油缸內(nèi)壁垂直布置且固定于組裝式油缸(9)內(nèi)壁，主油缸(I)與組裝式油缸(9)直接連接的油缸側(cè)壁布置有阻尼板(7)與油缸內(nèi)壁垂直布置且固定于主油缸(I)內(nèi)壁；次活塞(13)布置于次油缸(10)內(nèi)可在次油缸(10)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，通氣孔(18)開在次油缸(10)的側(cè)壁上用于保證次活塞(13)近通氣孔(18)的一側(cè)壓力為大氣壓；組裝式油缸(9)與主油缸(I)和次油缸(10)通過定位板(11)上的螺栓孔限定位置并利用螺栓(12)緊密連接，接縫處放置密封墊和涂刷密封膠處理；通過注油孔(16)向油腔(2)內(nèi)注入粘滯流體阻尼材料，完成后用油塞(17)封住注油孔(16);子耗能裝置的T型活塞桿(5)的兩個(gè)短桿中一個(gè)與另一個(gè)子耗能裝置的次油缸(10)側(cè)壁的導(dǎo)軌連接，另一個(gè)短桿端部有導(dǎo)軌槽與自身的組裝式油缸(9)側(cè)壁的導(dǎo)軌組裝；導(dǎo)軌安裝和油塞(17)運(yùn)動(dòng)方向平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組裝式雙子粘滯耗能裝置，其特征在于:粘滯流體阻尼材料成分為以下材料中的一種或多種:油、硅油。
【文檔編號(hào)】E04B1/98GK103510636SQ201310480182
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】閆維明, 石魯寧, 何浩祥, 馬裕超 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)