雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)，設(shè)置于建筑結(jié)構(gòu)屋面上，由一系列減震體系單元組成，減震體系單元由質(zhì)量塊、彈簧和阻尼器構(gòu)成，減震體系單元由一塊質(zhì)量塊、四只彈簧和一套滑動(dòng)摩擦消能裝置組成，滑動(dòng)摩擦消能裝置由盒型鋼板和黃銅墊板組成，在盒型鋼板的下方安置黃銅墊板，黃銅墊板的面積大于盒型鋼板的底面積，在主體結(jié)構(gòu)受激勵(lì)而橫向震動(dòng)時(shí)，使質(zhì)量塊帶動(dòng)盒型鋼板始終在黃銅墊板表面范圍內(nèi)進(jìn)行阻尼摩擦運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型將雙向甚至多向地震作用分解為雙向受力狀態(tài)，在主體結(jié)構(gòu)受激勵(lì)而震動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦消能裝置子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)與主體結(jié)構(gòu)震動(dòng)方向相反的慣性力作用，并使滑動(dòng)摩擦消能裝置子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生雙向滑動(dòng)摩擦來(lái)耗散振動(dòng)能量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種土木工程抗震、消能減震設(shè)備，特別是一種橫向減震裝置，應(yīng)用于控制中、高層建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，從而有效提高主體結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，屬于土木工程抗震、消能減震控制【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]地震是人類(lèi)常見(jiàn)的一種自然災(zāi)害，地震的發(fā)生往往伴隨著突發(fā)性的特點(diǎn)。我國(guó)是一個(gè)地震頻發(fā)的國(guó)家，從1900年至今，震級(jí)等于或大于8級(jí)的強(qiáng)地震已經(jīng)發(fā)生12次之多，帶來(lái)慘重的人員和財(cái)產(chǎn)損失，如1976年7月28日的唐山大地震，2008年5月12日的汶川大地震。作為一個(gè)地震頻發(fā)的發(fā)展中國(guó)家，如何采取經(jīng)濟(jì)有效的方式提高既有和擬建建筑物的抗震能力，成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中亟需解決的問(wèn)題。
[0003]近十幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者提出了各種各樣的結(jié)構(gòu)抗震途徑，摩擦消能減震就是較適合中、高層建筑結(jié)構(gòu)的很有運(yùn)用前景的一種有效形式。它是在主體結(jié)構(gòu)中設(shè)置摩擦消能裝置，作為非承重構(gòu)件，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，摩擦消能機(jī)構(gòu)通過(guò)機(jī)構(gòu)間的摩擦消耗大部分輸入主體結(jié)構(gòu)的地震能量，消除或減輕結(jié)構(gòu)的局部損壞。
[0004]目前在建筑物屋面設(shè)置由質(zhì)量塊+彈簧+阻尼器，特別是粘滯阻尼器和摩擦阻尼器所組成的消能減震系統(tǒng)已經(jīng)存在，并得到廣泛使用，并且該系統(tǒng)僅能滿(mǎn)足單一方向上的效能減震要求，對(duì)中、高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震、消能減震控制效果有限，而由質(zhì)量塊+彈簧+摩擦滑板體系所組成的消能減震系統(tǒng)，在相關(guān)文獻(xiàn)中還未見(jiàn)記載。因此，有必要對(duì)雙向甚至多向滑動(dòng)摩擦消能減震體系做深入研究，以確保震區(qū)建筑結(jié)構(gòu)的使用安全，這已經(jīng)成為不能回避的土木工程抗震、消能減震控制技術(shù)問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，并提供一種雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)，具有滑動(dòng)摩擦消能裝置子結(jié)構(gòu)，能安置于屋面上，將雙向甚至多向地震作用分解為雙向受力狀態(tài)，在主體結(jié)構(gòu)受激勵(lì)而震動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦消能裝置子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)與主體結(jié)構(gòu)震動(dòng)方向相反的慣性力作用，并使滑動(dòng)摩擦消能裝置子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生雙向滑動(dòng)摩擦來(lái)耗散振動(dòng)能量，從而達(dá)到雙向耗能的技術(shù)要求。
[0006]為達(dá)到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:
[0007]—種雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)，設(shè)置于建筑結(jié)構(gòu)屋面上，由一系列減震體系單元組成，減震體系單元由質(zhì)量塊、彈簧和阻尼器構(gòu)成，減震體系單元由一塊質(zhì)量塊、四只彈簧和一套滑動(dòng)摩擦消能裝置組成，四只彈簧皆有一端與房屋主體結(jié)構(gòu)上設(shè)置的方形槽的內(nèi)側(cè)壁四面固定相連，四只彈簧還皆有一端分別與質(zhì)量塊側(cè)面固定連接，滑動(dòng)摩擦消能裝置由盒型鋼板和黃銅墊板組成，盒型鋼板套在質(zhì)量塊的下部，在盒型鋼板的下方安置黃銅墊板，黃銅墊板的面積大于盒型鋼板的底面積，在主體結(jié)構(gòu)受激勵(lì)而橫向震動(dòng)時(shí)，使質(zhì)量塊帶動(dòng)盒型鋼板始終在黃銅墊板表面范圍內(nèi)進(jìn)行阻尼摩擦運(yùn)動(dòng)。
[0008]作為本實(shí)用新型優(yōu)選的改進(jìn)技術(shù)方案，黃銅墊板通過(guò)位于其四角附近的四只膨脹螺栓與屋面底板層固定連接。
[0009]通過(guò)調(diào)整上述質(zhì)量塊的體積或質(zhì)量來(lái)還能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)改變盒型鋼板和黃銅墊板之間的滑動(dòng)摩擦力大小。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):
[0011]1.本實(shí)用新型雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)能夠?qū)⑺饺我夥较虻卣鹱饔梅纸鉃殡p向受力狀態(tài)，使子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生雙向滑動(dòng)摩擦來(lái)耗散振動(dòng)能量，從而達(dá)到雙向耗能的設(shè)計(jì)要求；
[0012]2.本實(shí)用新型雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)采用盒型鋼板裝放質(zhì)量塊，減少了兩者連接的困難，并且可以采用任何材質(zhì)的質(zhì)量塊而不僅限于鋼塊；
[0013]3.本實(shí)用新型雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)采取盒型鋼板與黃銅墊板的滑動(dòng)來(lái)提供阻尼摩擦，兩者之間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力差別較小，滑動(dòng)摩擦力的衰減也不明顯，能很好地保證雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定工作；
[0014]4.本實(shí)用新型雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)中黃銅墊板與屋面底板之間采用膨脹螺栓連接，極大地方便了裝置的安裝與拆卸，并且便于搬運(yùn)、管理；
[0015]5.本實(shí)用新型雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)制作簡(jiǎn)單、受力明確、消能減震效果明顯、造價(jià)相對(duì)低廉，適合在震區(qū)推廣使用；
[0016]6.與傳統(tǒng)粘滯摩擦阻尼器相比，本實(shí)用新型雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)的滑動(dòng)摩擦消能裝置具有制作簡(jiǎn)單、安裝施工便捷、受力明確、效果明顯、造價(jià)相對(duì)低廉等優(yōu)點(diǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是沿著圖1的A-A線(xiàn)的剖視圖。
[0019]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一的滑動(dòng)摩擦消能裝置子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例二雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例二的滑動(dòng)摩擦消能裝置子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】如下:
[0023]實(shí)施例一:
[0024]在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1?圖3，一種雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)，設(shè)置于建筑結(jié)構(gòu)屋面上，由一系列減震體系單元組成，減震體系單元由質(zhì)量塊3、彈簧2和阻尼器構(gòu)成，其特征在于:減震體系單元由一塊質(zhì)量塊3、四只彈簧2和一套滑動(dòng)摩擦消能裝置組成，四只彈簧2皆有一端與房屋主體結(jié)構(gòu)I上設(shè)置的方形槽的內(nèi)側(cè)壁四面固定相連，四只彈簧2還皆有一端分別與質(zhì)量塊3側(cè)面固定連接，滑動(dòng)摩擦消能裝置由盒型鋼板4和黃銅墊板5組成，盒型鋼板4套在質(zhì)量塊3的下部，在盒型鋼板4的下方安置黃銅墊板5，黃銅墊板5的面積大于盒型鋼板4的底面積，在主體結(jié)構(gòu)I受激勵(lì)而橫向震動(dòng)時(shí)，使質(zhì)量塊3帶動(dòng)盒型鋼板4始終在黃銅墊板5表面范圍內(nèi)進(jìn)行阻尼摩擦運(yùn)動(dòng)。
[0025]本實(shí)施例雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)的工作原理與工作過(guò)程:
[0026]本實(shí)施例雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)受到反復(fù)地震荷載作用時(shí)，盒型鋼板4與黃銅墊板5是耗能部分，外部能量通過(guò)盒型鋼板4與黃銅墊板5之間的滑動(dòng)摩擦耗散。盒型鋼板4與黃銅墊板5之間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力差別較小，故滑動(dòng)摩擦力的衰減也不明顯，以保證本實(shí)施例雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。本實(shí)施例雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)安裝在中、高層建筑結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)⑺饺我夥较虻牡卣鹱饔梅纸鉃殡p向受力狀態(tài)，在主體結(jié)構(gòu)I受激勵(lì)而震動(dòng)時(shí)，本實(shí)施例的滑動(dòng)摩擦消能裝置子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)與主體結(jié)構(gòu)I震動(dòng)方向相反的慣性力作用，并使滑動(dòng)摩擦消能裝置子系統(tǒng)子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生雙向滑動(dòng)摩擦來(lái)耗散振動(dòng)能量，從而使主體結(jié)構(gòu)的震動(dòng)反應(yīng)衰減，從而達(dá)到雙向耗能的要求，達(dá)到消能減震的目的。本實(shí)施例雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)能對(duì)震區(qū)的中、高層建筑結(jié)構(gòu)起到很好的保護(hù)作用，從而有效提高主體結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。與傳統(tǒng)粘滯摩擦阻尼器相比，本實(shí)施例雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)具有制作簡(jiǎn)單、安裝施工便捷、受力明確、效果明顯、造價(jià)相對(duì)低廉等優(yōu)點(diǎn)。
[0027]實(shí)施例二:
[0028]本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處在于:
[0029]在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖4和圖5，黃銅墊板5通過(guò)位于其四角附近的四只膨脹螺栓6與屋面底板層固定連接，極大地方便了裝置的安裝與拆卸，并且便于搬運(yùn)、管理。
[0030]實(shí)施例三:
[0031]本實(shí)施例與前述實(shí)施例基本相同，特別之處在于:
[0032]在本實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)整質(zhì)量塊3的體積或質(zhì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)改變盒型鋼板4和黃銅墊板5之間的滑動(dòng)摩擦力大小?？刂谱酉到y(tǒng)中的質(zhì)量塊3重量可改變滑動(dòng)摩擦力大小，滑動(dòng)摩擦力與質(zhì)量塊3重量成正比，便于根據(jù)不同的地區(qū)、不同的建筑制造和使用不同規(guī)格的雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)，按系列制造、開(kāi)發(fā)和升級(jí)也非常容易。
[0033]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例，還可以根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)用新型創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，只要符合用于本實(shí)用新型雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造原理，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)，設(shè)置于建筑結(jié)構(gòu)屋面上，由一系列減震體系單元組成，所述減震體系單元由質(zhì)量塊(3)、彈簧(2)和阻尼器構(gòu)成，其特征在于:所述減震體系單元由一塊所述質(zhì)量塊(3)、四只所述彈簧(2)和一套滑動(dòng)摩擦消能裝置組成，四只所述彈簧(2)皆有一端與房屋主體結(jié)構(gòu)(I)上設(shè)置的方形槽的內(nèi)側(cè)壁四面固定相連，四只所述彈簧(2)還皆有一端分別與所述質(zhì)量塊(3)側(cè)面固定連接，所述滑動(dòng)摩擦消能裝置由盒型鋼板(4)和黃銅墊板(5)組成，所述盒型鋼板(4)套在所述質(zhì)量塊(3)的下部，在所述盒型鋼板(4)的下方安置所述黃銅墊板(5)，所述黃銅墊板(5)的面積大于所述盒型鋼板(4)的底面積，在主體結(jié)構(gòu)(I)受激勵(lì)而橫向震動(dòng)時(shí)，使所述質(zhì)量塊(3)帶動(dòng)所述盒型鋼板(4)始終在所述黃銅墊板(5 )表面范圍內(nèi)進(jìn)行阻尼摩擦運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)，其特征在于:所述黃銅墊板(5)通過(guò)位于其四角附近的四只膨脹螺栓(6 )與屋面底板層固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙向滑動(dòng)摩擦消能減震系統(tǒng)，其特征在于:通過(guò)調(diào)整所述質(zhì)量塊(3)的體積或質(zhì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)改變所述盒型鋼板(4)和所述黃銅墊板(5)之間的滑動(dòng)摩擦力大小。
【文檔編號(hào)】E04B1/98GK204174771SQ201420270917
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月29日
【發(fā)明者】俞景峰, 李 瑞 申請(qǐng)人:上海大學(xué)