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，屬于土木工程和機械工程領域。本發明包括主油缸、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、導軌槽、導軌、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構的梁柱和橋梁的墩梁之間，通過結構的運動帶動耗能裝置活塞運動，進而壓縮兩個子耗能裝置油腔內粘滯流體阻尼材料通過阻尼孔耗散能量，從而達到耗能減震的目的。地震作用后可將損壞的零部件拆卸下來，用新部件代替。本發明成本低廉、可根據需要自由組裝和拆卸、耗能能力可根據需要調節、可重復利用、施工安裝方便、適宜于工廠化大量生產、具有良好的耗能能力。
【專利說明】組裝式雙子粘滯耗能裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于結構工程抗震與減振【技術領域】，涉及到一種組裝式粘滯抗震耗能裝置，并將兩個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。該發明成本低廉、可根據需要自由組裝調節耗能裝置耗能能力、可重復利用、施工安裝方便、適宜于工廠化生產、抗震減振性能突出、具有良好的發展前景。
【背景技術】
[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設施在全國各地陸續興建，其結構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構的抗震性能，通常在結構的關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構上的抗震耗能裝置的數量也越來越多，且單個抗震耗能裝置質量也越來越大。傳統的抗震耗能裝置通常在工廠加工完成然后運動到施工現場進行安裝，由于單個抗震耗能裝置較大，安裝該裝置通常需要耗費較高的人力和物力成本；傳統的抗震耗能裝置耗能能力固定無法根據實際需要進一步提高或降低耗能裝置的耗能能力；傳統耗能裝置也無法自由組裝和重復利用，耗能裝置出現損害后修復十分困難。因此有必要開發一種組裝式抗震耗能裝置，同時該裝置應具備適宜工廠化生產，可自由組裝和拆卸、零件可重復利用、抗震耗能能力可根據需要調節、損害后修復方便和成本低廉等優點。
[0003]借鑒機械工程領域的技術手段，利用組裝式設計理念，綜合利用各種措施的特點，開發了組裝式雙子粘滯耗能裝置。同時為了提高單個組裝式粘滯耗能裝置的抗震耗能能力，可將兩個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。該裝置克服了傳統抗震耗能裝置的諸多不足，為結構抗震提供更多樣性的技術支持，具有重大的工程意義。
【發明內容】
[0004]本發明給出了一種結構用組裝式雙子粘滯耗能裝置，發明的目的在于提高單個抗震耗能裝置的耗能能力的同時降低抗震耗能裝置的安裝和維護成本。同時，該裝置可自由組裝和拆卸、零件可重復利用、后續維護費用低廉、性價比高。為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。
[0005]組裝式雙子粘滯減震耗能裝置，其特征在于:
[0006]將兩個子耗能裝置中的一個子耗能裝置沿垂直于連接頭4的軸孔旋轉180°與另一個相同的子耗能裝置通過導軌槽14和導軌15組合到一起；
[0007]其中一個子耗能裝置包括主油缸I 一個、主活塞3 —個、連接頭4 一個、T型活塞桿5 —個、主油缸蓋板6 —個、阻尼板7多個、阻尼孔8、組裝式油缸9至少一個、次油缸10一個、定位板11若干、螺栓12若干、次活塞13 —個、導軌槽14、導軌15、注油孔16 —個、油塞17 —個、通氣孔18 —個；
[0008]在主油缸I和次油缸10之間串聯至少一個組裝式油缸9 ;連接頭4固定于主油缸I側壁，主活塞3布置于主油缸I內可在主油缸I內運動，主活塞3與T型活塞桿5最長桿連接，主油缸蓋板6焊接于主油缸I端部；組裝式油缸9內布置有阻尼板7與油缸內壁垂直布置且固定于組裝式油缸9內壁，主油缸I與組裝式油缸9直接連接的油缸側壁布置有阻尼板7與油缸內壁垂直布置且固定于主油缸I內壁；次活塞13布置于次油缸10內可在次油缸10內運動，通氣孔18開在次油缸10的側壁上用于保證次活塞13近通氣孔18的一側壓力為大氣壓；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的兩個短桿中一個與另一個子耗能裝置的次油缸10側壁的導軌連接，另一個短桿端部有導軌槽與自身的組裝式油缸9側壁的導軌組裝；導軌安裝和油塞17運動方向平行。
[0009]組裝式油缸9可根據結構耗能要求在主油缸I和次油缸10之間串聯多個組裝式油缸9從而根據結構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運動，導致油腔2內壓力變化；次油缸10上的通氣孔18的存在，使得次活塞13近通氣孔18 —側的壓力保持不變仍為大氣壓；這將導致次活塞13兩側壁的壓力不平衡，引起次活塞13運動，進而引起油腔2內粘滯流體阻尼材料運動通過阻尼板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側壁的導軌15在主油缸I外側壁的導軌槽14內運動，進而帶動焊接于次油缸10側壁導軌15上的活塞桿5運動，這保證兩個雙子耗能裝置同時運動耗散能量。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可根據結構耗能要求在主油缸I和次油缸10之間串聯多個組裝式油缸9從而提高結構的抗震性能。
[0011]與現有技術相比，本發明的優點是:
[0012]( I)本發明將兩個子組裝式粘滯抗震耗能裝置組裝為一體使用，不僅提高了單個抗震耗能裝置的耗能能力而且可以節省建筑物使用空間。
[0013](2)本發明中的組裝式油缸可串聯多個使用，提高了單個抗震耗能裝置的耗能能力，且抗震耗能能力可根據結構抗震需要調節。
[0014](3)本發明組裝方便，構造簡潔，性價比高，適宜于現場施工，降低了抗震耗能裝置的安裝成本。
[0015](4)本發明零部件重復利用率高，拆卸方便，維護成低。
[0016](5)所用材料成本低廉,構造簡單,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、導軌槽14、導軌15、注油孔16、油塞17、通氣孔18、組裝式雙子粘滯耗能裝置19、電梯井內梁20、立柱21。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖詳細說明本發明的【具體實施方式】。
[0028]實施例1:
[0029]如圖7和圖8所示，高層建筑住宅處于8度抗震設防區。為了減少地震作用對結構的破壞，需在該高層建筑住宅合適位置布置耗能裝置進行抗震構造，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面的梁柱之間。由于電梯井空間狹小且電梯井的內梁的寬度只有40cm，若布置傳統的耗能裝置通過計算發現需在每層電梯井的內梁的兩端與柱之間需各布置一個直徑將超過50cm耗能裝置才能滿足抗震要求。傳統耗能裝置個頭巨大且安裝不便將嚴重影響電梯的運行存在安全隱患，且造價昂貴。因此選用本發明組裝式雙子粘滯耗能裝置布置于電梯井的內梁兩端與柱之間，本裝置造價低廉、現場組裝方便安裝，占有空間少耗能能力強。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，在精密機床上用高強度鋼板加工主油缸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、導軌槽14、導軌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 ;導軌槽寬6cm，高1.6cm，沿主油缸I長度方向通常布置；導軌15寬6cm，高1.5cm沿組裝式油缸9和次油缸10長度方向通常布置；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，在住宅主體結構施工完畢時，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，然后將主油缸蓋板6焊接于主油缸I側壁，將次活塞13放入次油缸10內。將阻尼板7放入主油缸I和組裝式油缸9內依次焊接于油缸側壁，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，并在接縫處涂抹密封膠，確保接縫處不漏油。將兩個子耗能裝置按反對稱形式通過導軌槽14和導軌15組合到一起，并將活塞桿5無導軌槽一側焊接于次油缸10側壁的導軌15的合適位置。通過注油孔16向油腔2內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，部件可重復利用。通過布置本發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結構的破壞。
[0030]以上為本發明的一個典型實施例，但本發明的實施不限于此。
【權利要求】
1.組裝式雙子粘滯耗能裝置，其特征在于: 將兩個子耗能裝置中的一個子耗能裝置沿垂直于連接頭(4)的軸孔旋轉180°與另一個相同的子耗能裝置通過導軌槽(14)和導軌(15)組合到一起； 其中一個子耗能裝置包括主油缸(I) 一個、主活塞(3)—個、連接頭(4) 一個、T型活塞桿(5)—個、主油缸蓋板(6)—個、阻尼板(7)多個、阻尼孔(8)、組裝式油缸(9)至少一個、次油缸(10) 一個、定位板(11)若干、螺栓(12)若干、次活塞(13) 一個、導軌槽(14)、導軌(15)、注油孔(16) —個、油塞(17) —個、通氣孔(18) —個； 在主油缸(I)和次油缸(10)之間串聯至少一個組裝式油缸(9);連接頭(4)固定于主油缸(I)側壁，主活塞(3 )布置于主油缸(I)內可在主油缸(I)內運動，主活塞(3 )與T型活塞桿(5)最長桿連接，主油缸蓋板(6)焊接于主油缸(I)端部；組裝式油缸(9)內布置有阻尼板(7)與油缸內壁垂直布置且固定于組裝式油缸(9)內壁，主油缸(I)與組裝式油缸(9)直接連接的油缸側壁布置有阻尼板(7)與油缸內壁垂直布置且固定于主油缸(I)內壁；次活塞(13)布置于次油缸(10)內可在次油缸(10)內運動，通氣孔(18)開在次油缸(10)的側壁上用于保證次活塞(13)近通氣孔(18)的一側壓力為大氣壓；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)的兩個短桿中一個與另一個子耗能裝置的次油缸(10)側壁的導軌連接，另一個短桿端部有導軌槽與自身的組裝式油缸(9)側壁的導軌組裝；導軌安裝和油塞(17)運動方向平行。
2.根據權利要求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】E04B1/98GK103510636SQ201310480182
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月15日 優先權日:2013年10月15日
【發明者】閆維明, 石魯寧, 何浩祥, 馬裕超 申請人:北京工業大學