變剛度耗能裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種變剛度耗能裝置，包括上部連接板、下部連接板、第一鉛芯橡膠支座、第二鉛芯橡膠支座、滑塊和滑板；所述第二鉛芯橡膠支座上端固定在上部連接板上，所述第二鉛芯橡膠支座的下部內(nèi)嵌固定所述滑塊，所述滑板固定在下部連接板上，所述滑塊置于滑板上，在重力作用下緊貼在一起；所述滑塊和滑板在裝置橫向受力時(shí)能夠相對滑動(dòng)；在所述第二鉛芯橡膠支座的左右兩側(cè)對稱安裝兩個(gè)第一鉛芯橡膠支座，所述第一鉛芯橡膠支座的上下兩端分別固定在上部連接板、下部連接板上。本實(shí)用新型利用變剛度耗能裝置，使結(jié)構(gòu)不同大小的振動(dòng)得到控制，充分發(fā)揮阻尼器的耗能作用，并且保證了在大震情況下的安全性。此變剛度耗能裝置可以用于橋梁工程及建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制。
【專利說明】變剛度耗能裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及變剛度耗能裝置，屬于風(fēng)振控制和抗震、減震【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)構(gòu)被動(dòng)控制是國內(nèi)外研究最早應(yīng)用最多的一種振動(dòng)控制方式。從目前的狀況來看，結(jié)構(gòu)被動(dòng)控制在理論上和應(yīng)用上都取得了很多成果。被動(dòng)控制不需要外部能源，它的原理是在結(jié)構(gòu)某些部位安裝隔震或其他消能裝置，通過自身耗能來降低地震反應(yīng)的控制方式。由于被動(dòng)控制具有造價(jià)低廉，構(gòu)造簡單，易于維護(hù)且無需外部能源支持等優(yōu)點(diǎn)，在土木工程界得到了廣泛的關(guān)注且廣泛應(yīng)用在實(shí)際工程中。
[0003]鉛芯橡膠支座作為一種發(fā)展成熟的耗能減震技術(shù)，已經(jīng)在國外許多工程實(shí)際中得到應(yīng)用，在我國的應(yīng)用也越來越廣泛。結(jié)構(gòu)在外激勵(lì)作用下產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)鉛芯橡膠支座一起振動(dòng)，鉛芯橡膠支座相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生能量耗散，從而達(dá)到減小振動(dòng)反應(yīng)的目的。
[0004]目前工程中使用的鉛芯橡膠支座多為單個(gè)鉛芯橡膠支座提供水平力，或者與其他形式阻尼器組合形成三維隔震。上述裝置只能提供固定剛度的耗能，不能根據(jù)地震力的大小調(diào)節(jié)出力和根據(jù)不同地震烈度控制位移大小，工程應(yīng)用不太方便。能否設(shè)計(jì)一種新型變剛度裝置系統(tǒng)，使得結(jié)構(gòu)在小震時(shí)剛度較大，裝置能嚴(yán)格限制結(jié)構(gòu)的位移，如在風(fēng)振情況下結(jié)構(gòu)不發(fā)生擺動(dòng)；中震時(shí)剛度變小，結(jié)構(gòu)通過一定位移振動(dòng)耗能；大震時(shí)裝置剛度再次變大，嚴(yán)格限制結(jié)構(gòu)的位移，保證結(jié)構(gòu)安全。如何設(shè)計(jì)一種變剛度耗能裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)阻尼器、節(jié)省造價(jià)、方便快捷的實(shí)現(xiàn)變剛度的振動(dòng)控制一直是一個(gè)工程難題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于針對已有隔震技術(shù)存在的缺陷，提供一種變剛度耗能裝置，使該裝置能控制結(jié)構(gòu)不同大小的振動(dòng)，充分發(fā)揮裝置的耗能作用。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:
[0007]—種變剛度耗能裝置，包括上部連接板、下部連接板、第一鉛芯橡膠支座、第二鉛芯橡膠支座、滑塊和滑板；所述第二鉛芯橡膠支座上端固定在上部連接板上，所述第二鉛芯橡膠支座的下部內(nèi)嵌固定所述滑塊，所述滑板固定在下部連接板上，所述滑塊置于滑板上，在重力作用下緊貼在一起；所述滑塊和滑板在裝置橫向受力時(shí)能夠相對滑動(dòng)；在所述第二鉛芯橡膠支座的左右兩側(cè)對稱安裝兩個(gè)第一鉛芯橡膠支座，所述第一鉛芯橡膠支座的上下兩端分別固定在上部連接板、下部連接板上。
[0008]所述滑塊可選用聚四氟丙烯等材質(zhì)；所述滑板可選用鋁材等材質(zhì)，表面經(jīng)過特殊拋光處理，根據(jù)變剛度裝置變換剛度需要而確定摩擦系數(shù)，使得側(cè)向受力較大時(shí)滑塊能滑動(dòng)。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有如下實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步:
[0010]本實(shí)用新型利用變剛度耗能裝置，使結(jié)構(gòu)不同大小的振動(dòng)得到控制，充分發(fā)揮阻尼器的耗能作用，并且保證了在大震情況下的安全性。此變剛度耗能裝置可以用于橋梁工程及建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為變剛度耗能裝置初始狀態(tài)剖面示意圖。
[0012]圖2為變剛度耗能裝置臨界滑動(dòng)狀態(tài)剖面示意圖。
[0013]圖3為變剛度耗能裝置臨界碰撞狀態(tài)剖面示意圖。
[0014]圖4變剛度耗能裝置力學(xué)性能示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】如下:
[0016]如圖1所示，一種變剛度耗能裝置，包括上部連接板1、下部連接板2、第一鉛芯橡膠支座3、第二鉛芯橡膠支座4、滑塊5和滑板6 ;所述第二鉛芯橡膠支座4上端固定在上部連接板I上，所述第二鉛芯橡膠支座4的下部內(nèi)嵌固定所述滑塊5，所述滑板6固定在下部連接板2上，所述滑塊5置于滑板6上，在重力作用下緊貼在一起；所述滑塊5和滑板6在裝置橫向受力時(shí)能夠相對滑動(dòng)；在所述第二鉛芯橡膠支座4的左右兩側(cè)對稱安裝兩個(gè)第一鉛芯橡膠支座3，所述第一鉛芯橡膠支座3的上下兩端分別固定在上部連接板1、下部連接板2上。
[0017]如圖2所示，地震或振動(dòng)較小時(shí)，上部連接板與下部連接板的位移相對較小，上部連接板I受力時(shí)產(chǎn)生側(cè)向位移，帶動(dòng)第一鉛芯橡膠支座3，第二鉛芯橡膠支座4下部的滑塊5此時(shí)受力小于最大靜摩擦力，滑塊5靜止，第二鉛芯橡膠支座4上下產(chǎn)生側(cè)向位移差，假設(shè)第一鉛芯橡膠支座3剛度為Ic1、第二鉛芯橡膠支座4剛度為k2，則此時(shí)變剛度耗能裝置剛度!^=〗!^+ k2。地震或振動(dòng)適中時(shí)，上部連接板與下部連接板發(fā)生相對適中的位移，第二鉛芯橡膠支座4下部滑塊5此時(shí)受力大于最大靜摩擦力，滑塊5相對于滑板6滑動(dòng)，第二鉛芯橡膠支座4上下無側(cè)向位移差，第二鉛芯橡膠支座4隨滑塊5產(chǎn)生平動(dòng)，此時(shí)第二鉛芯橡膠支座4不耗能，則此時(shí)變剛度耗能裝置剛度K2=2ki。
[0018]如圖3所示，地震或振動(dòng)較大時(shí)，上部連接板與下部連接板發(fā)生相對較大的位移，上部連接板I側(cè)向位移較大時(shí)，滑塊5滑動(dòng)到最大位移處與第一鉛芯橡膠支座3下部碰撞，滑塊5靜止，隨后第二鉛芯橡膠支座4上下產(chǎn)生側(cè)向位移差，則此時(shí)變剛度耗能裝置剛度K3=2k1+ k2o
[0019]變剛度耗能裝置在不同位移階段具有不同剛度如圖4所示，本裝置可控制地震作用對結(jié)構(gòu)的影響，使結(jié)構(gòu)在低烈度時(shí)承受大剛度，嚴(yán)格限制位移；在中烈度時(shí)剛度變小，位移增大，增加結(jié)構(gòu)耗能；在大烈度時(shí)剛度再次變大，同時(shí)耗能及限制位移。
【權(quán)利要求】
1.一種變剛度耗能裝置，其特征在于，包括上部連接板(I)、下部連接板(2)、第一鉛芯橡膠支座(3)、第二鉛芯橡膠支座(4)、滑塊(5)和滑板(6);所述第二鉛芯橡膠支座(4)上端固定在上部連接板(I)上，所述第二鉛芯橡膠支座(4)的下部內(nèi)嵌固定所述滑塊(5)，所述滑板(6)固定在下部連接板(2)上，所述滑塊(5)置于滑板(6)上，在重力作用下緊貼在一起；所述滑塊(5)和滑板(6)在裝置橫向受力時(shí)能夠相對滑動(dòng)；在所述第二鉛芯橡膠支座(4)的左右兩側(cè)對稱安裝兩個(gè)第一鉛芯橡膠支座(3)，所述第一鉛芯橡膠支座(3)的上下兩端分別固定在上部連接板(I)、下部連接板(2 )上。
【文檔編號】E04B1/98GK204081121SQ201420520157
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】潘響鈴, 何文福, 陳承淵 申請人:上海大學(xué)