鋼阻尼抗震裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抗震裝置，特別涉及一種鋼結(jié)構(gòu)的抗震裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的抗震阻尼裝置一般為軟鋼阻尼器和液壓阻尼器。
[0003]例如公布號(hào)為CN104196145 A的發(fā)明專利申請(qǐng)文件公開了一種抗震建筑消能減震阻尼器構(gòu)件，包括主體結(jié)構(gòu)和消能裝置;所述消能裝置包括阻尼器構(gòu)件、埋件、夾板;所述阻尼器構(gòu)件包括連接板和阻尼器。其中作為抗震關(guān)鍵部件的阻尼器為剪切型軟鋼阻尼器，在地震或風(fēng)振時(shí)，通過軟鋼發(fā)生塑性屈服滯回變形而耗散輸入結(jié)構(gòu)中的能量，從而達(dá)到減震的目的。但是軟鋼阻尼器在擠壓力作用下產(chǎn)生剪切變形，依靠剪切變形來吸收振動(dòng)中的能力從而減震，其抵抗外力的能力即減震能力較差，同時(shí)吸能效果無法調(diào)節(jié)。
[0004]又如公布號(hào)為CN 104154167 A的發(fā)明專利申請(qǐng)文件公開一種液壓阻尼器，包括油缸筒體、活塞和活塞桿，所述油缸筒體內(nèi)設(shè)有工作腔，所述活塞設(shè)置在所述工作腔內(nèi)并將所述工作腔分隔為第一工作腔和第二工作腔，所述活塞桿一端裝設(shè)在所述活塞上，另一端穿過所述第一工作腔置于所述油缸筒體外，所述油缸筒體內(nèi)還設(shè)有補(bǔ)償腔，所述補(bǔ)償腔位于所述第二工作腔遠(yuǎn)離所述第一工作腔的一端，所述補(bǔ)償腔與所述第二工作腔之間設(shè)有流向控制組件。該液壓阻尼器利用液壓油的粘滯阻力作用來實(shí)現(xiàn)減震，其減震效果好，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，活塞、筒體的加工精度高，生產(chǎn)成本高，工作腔內(nèi)防漏油措施必須長期有效，維護(hù)成本高，活塞桿受到非軸向力后容易產(chǎn)生對(duì)工作腔的剪切破壞，從而產(chǎn)生漏油，造成永久性破壞，因此該結(jié)構(gòu)不適用于簡支梁橋及連續(xù)梁橋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種鋼阻尼抗震裝置，。
[0006]本發(fā)明的鋼阻尼抗震裝置，包括波形鋼筒和分別位于波形鋼筒兩端的連接件。
[0007]進(jìn)一步，兩個(gè)連接件分別通過螺栓連接有箱梁底座和蓋梁底座。
[0008]進(jìn)一步，所述連接件包括第一連接板、第二連接板和加勁板，所述第一連接板一端連接在波形鋼筒的端部并將波形鋼筒封閉，所述第二連接板垂直連接在第一連接板的另一端，所述加勁板分別與第一、第二連接板的兩個(gè)垂直面連接，所述第一連接板上開有供螺栓穿過的孔。
[0009]進(jìn)一步，所述波形鋼筒的外徑為200-350mm，所述波形鋼筒的母線為弧形波浪線，且弧形波浪線的弧度為0.015-0.02。
[0010]優(yōu)選的，所述波形鋼筒的外徑為300mm，弧形波浪線的弧度為0.015。。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
[0012]I)本發(fā)明的鋼阻尼抗震裝置，結(jié)構(gòu)上主要由波形鋼筒和兩端的連接部件組成，相比液壓阻尼器，其結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)維護(hù)成本低；
[0013]2)本發(fā)明的鋼阻尼抗震裝置，波紋鋼筒在外力作用下，產(chǎn)生拉伸壓縮變形，相比軟鋼阻尼器，具有可來回滯回耗能的優(yōu)點(diǎn)，在相同尺寸的情況下，能夠吸收的能量更大，抗震、減震效果更佳；
[0014]3)本發(fā)明的鋼阻尼抗震裝置，相比液壓阻尼器和軟鋼阻尼器，波紋鋼筒的波紋大小可以調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)波紋大小可以改變吸能、耗能效果，適用性更強(qiáng)。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0016]圖1為本發(fā)明的鋼阻尼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的鋼阻尼裝置使用狀態(tài)下的示意圖；
[0018]圖3為波形鋼筒外徑為200mm時(shí)的力-位移曲線，其中a、b、c分別代表弧度為0.015、
0.0175^0.02；
[0019]圖4為波形鋼筒外徑為250mm時(shí)的力-位移曲線，其中a、b、c分別代表弧度為0.015、
0.0175^0.02；
[0020]圖5為波形鋼筒外徑為300mm時(shí)的力-位移曲線，其中a、b、c分別代表弧度為0.015、
0.0175^0.02；
[0021]圖6為波形鋼筒外徑為350mm時(shí)的力-位移曲線，其中a、b、c分別代表弧度為0.015、
0.0175^0.02ο
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1示出了本發(fā)明的鋼阻尼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，鋼阻尼抗震裝置包括波形鋼筒I，波形鋼筒I的兩端設(shè)有連接件2。波形鋼筒I沿其軸向呈波浪形，即波形鋼筒I的母線為波浪線，該波浪線既可以是正弦曲線，也可以是由圓弧形的外凸和內(nèi)凹線交替連接形成的弧形波浪線，本發(fā)明中波形鋼筒I的母線采用弧形波浪線。波形鋼筒具有一定抗阻尼能力，波紋鋼筒在外力作用下，產(chǎn)生拉伸壓縮變形，相比軟鋼阻尼器，具有可來回滯回耗能的優(yōu)點(diǎn)，在相同尺寸的情況下，能夠吸收的能量更大，抗震、減震效果更佳。
[0023]圖2示出了本發(fā)明的鋼阻尼裝置使用狀態(tài)的示意圖，如圖所示，波形鋼筒I的兩端通過連接件2與橋墩5和主梁6連接，具體連接方式是兩個(gè)連接件2分別通過螺栓連接有箱梁底座3和蓋梁底座4，箱梁底座3與蓋梁底座4分別與主梁6和橋墩5錨固。
[0024]連接件2包括第一連接板21、第二連接板22和加勁板23，所述第一連接板21—端連接在波形鋼筒I的端部并將波形鋼筒I封閉，所述第二連接板22垂直連接在第一連接板21的另一端，所述加勁板23分別與第一、二連接板21、22的兩個(gè)垂直面連接，所述第一連接板21上開有供螺栓穿過的孔。
[0025]為了進(jìn)一步驗(yàn)證本發(fā)明的鋼阻尼裝置的抗阻尼性能，本發(fā)明通過有限元計(jì)算對(duì)波形鋼筒的抗阻尼性能進(jìn)行了理論分析，計(jì)算中以波形鋼筒的外徑D和弧形波浪線的弧度rad為兩個(gè)變量，其中波形鋼筒的外徑D分別取:200mm、2 50mm、300mm和3 50mm，波形鋼筒的弧形波浪線的弧度rad分別取:0.015、0.0175、0.02。對(duì)十二個(gè)工況分別提取力-位移曲線，其中力是指對(duì)波形鋼筒施加的沿其軸線方向拉伸或壓縮的力，位移是波形鋼筒沿其軸線方向的變形量，力-位移曲線為滯回曲線，曲線所包圍的面積大小反應(yīng)了波形鋼筒吸收能量的大小也就是波形鋼筒抗震能力的大小。
[0026]圖3-圖6分別示出了波形鋼筒外徑D為200mm、250mm、300mm和350mm時(shí)的力-位移曲線，其中(a)、(b)、(c)分別代表波形鋼筒弧形波浪線的弧度rad為0.035、0.0375、0.02。
[0027]首先分析波形鋼筒外徑不變時(shí)弧度對(duì)波形鋼筒耗能性能的影響，也就是依次分析圖3a_圖3c、圖4a_圖4c、圖5a_圖5c和圖6a_圖6c，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)波形鋼筒的直徑不變時(shí)，弧度為0.035時(shí)力-位移曲線中滯回環(huán)所包絡(luò)的面積最大，也就是說弧度越小力-位移曲線即滯回環(huán)所包絡(luò)的面積越大、波形鋼筒耗能性能也就越好。
[0028]再分析波形鋼筒弧度不變時(shí)外徑對(duì)波形鋼筒耗能性能的影響，也就是對(duì)比圖3a-圖6a(圖3a、圖4a、圖5a和圖6a，依此類推)、圖3b_圖6b、圖3c-圖6c，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)當(dāng)波形鋼筒弧度rad不變時(shí)，力-位移曲線即滯回環(huán)所包絡(luò)的面積隨波形鋼筒直徑先增大后減小，當(dāng)外徑為300mm時(shí)滯回環(huán)所包絡(luò)的面積最大，也就說當(dāng)波形鋼筒弧度不變時(shí)，外徑為300mm的波形鋼筒的耗能效果即抗震能力最好。
[0029]綜合上述分析，可以得出當(dāng)波形鋼筒的外徑為300mm、弧度為0.015時(shí)，力-位移曲線中滯回環(huán)所包絡(luò)的面積是所有力-位移曲線中最大的，也就是說波形鋼筒外徑為300mm、弧度為0.015在所有試驗(yàn)參數(shù)中，其耗能效果最好，抗震能力最強(qiáng)，是最優(yōu)的選擇。
[0030]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋼阻尼抗震裝置，其特征在于:包括波形鋼筒和分別位于波形鋼筒兩端的連接件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼阻尼抗震裝置，其特征在于:兩個(gè)連接件分別通過螺栓連接有箱梁底座和蓋梁底座。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼阻尼抗震裝置，其特征在于:所述連接件包括第一連接板、第二連接板和加勁板，所述第一連接板一端連接在波形鋼筒的端部并將波形鋼筒封閉，所述第二連接板垂直連接在第一連接板的另一端，所述加勁板分別與第一、第二連接板的兩個(gè)垂直面連接，所述第一連接板上開有供螺栓穿過的孔。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼阻尼抗震裝置，其特征在于:所述波形鋼筒的外徑為200-350mm，所述波形鋼筒的母線為弧形波浪線，且弧形波浪線的弧度為0.015-0.02。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼阻尼抗震裝置，其特征在于:所述波形鋼筒的外徑為300mm，弧形波浪線的弧度為0.015。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼阻尼抗震裝置，包括波形鋼筒和分別位于波形鋼筒兩端的連接件。具有如下優(yōu)點(diǎn)：1)結(jié)構(gòu)上主要由波形鋼筒和兩端的連接部件組成，相比液壓阻尼器，其結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)維護(hù)成本低；2)波紋鋼筒在外力作用下，產(chǎn)生拉伸壓縮變形，相比軟鋼阻尼器，具有可來回滯回耗能的優(yōu)點(diǎn)，在相同尺寸的情況下，能夠吸收的能量更大，抗震、減震效果更佳；3)相比液壓阻尼器和軟鋼阻尼器，波紋鋼筒的波紋大小可以調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)波紋大小可以改變吸能、耗能效果，適用性更強(qiáng)。
【IPC分類】E01D19/00
【公開號(hào)】CN105672117
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610178071
【發(fā)明人】耿波, 汪宏, 袁佩
【申請(qǐng)人】招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日