[发明专利]基于摩擦耗能的减震管道系统

说明书

本发明公开了一种基于摩擦耗能的减震管道系统，属于结构减震(振)工程技术领域。本发明减震管道系统包括管道、内管夹、摩擦耗能层、外管夹和抗震支架；内管夹通过螺栓固定在管道上，在内管夹和外管夹之间设置摩擦耗能层，由抗震支架将管道系统固定在结构构件上。在地震荷载下，抗震支架为管道系统提供支撑刚度，摩擦耗能材料作为管道系统的阻尼耗能层，耗散输入的地震能量，降低管道系统的地震加速度和地震内力。本发明结构简单、使用方便、成本低、减振效果显著，既可以减小管道系统的地震内力，又可以隔离动力管道振动对结构构件的影响。

技术领域

本发明属于结构减震(振)工程技术领域，涉及一种管道减震技术，尤其涉及一种基于摩擦耗能的减震管道系统。

背景技术

管道系统是建筑结构的常见非结构构件，包括机电管道、通风管道、供水管道等，对结构的使用功能具有重要贡献。在地震中，管道系统比结构构件更容易发生破坏。其破坏不仅会造成巨额的直接经济损失，而且会引起严重的次生灾害和建筑使用功能的丧失。如何有效减小地震引起的管道系统结构破坏，降低灾害带来的损失，已成为管道系统技术发展的关键问题之一。

摩擦阻尼器在摩擦面上施加预应力，利用摩擦面之间相对滑动时的摩擦生热耗散输入能量。通过调节摩擦阻尼器滑动面间的摩擦系数和摩擦面的预压力，可设计出适用于各种工况的摩擦阻尼器。摩擦阻尼器由于结构简单、成本低、耗能能力强等优点，已广泛应用于工程结构的减振领域，但是目前还没有将摩擦阻尼器用于管道减震的可行案例。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种基于摩擦耗能的减震管道系统。一方面抗震支架对管道起到支撑约束作用，限制管道的竖向、水平方向(包含管道长度方向和垂直长度方向)的位移变形；另一方面利用摩擦耗能材料的摩擦生热，耗散输入的地震能量，降低由结构传递至管道的地震加速度和惯性力，提高管道系统的地震安全性。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于摩擦耗能的减震管道系统，其特征在于：包括管道、内管夹、摩擦耗能层、外管夹和抗震支架；所述内管夹固定安装在需要减震支撑的管道上，所述外管夹套设在内管夹外，所述摩擦耗能层设于内管夹和外管夹之间，用于内管夹和外管夹之间减震连接，所述抗震支架固定安装在外管夹上，抗震支架末端设有用于安装在结构件上的安装孔。

进一步的，所述内管夹外壁上设有环形的卡槽，所述摩擦耗能层设于卡槽内，卡槽对摩擦耗能层起到固定作用。

进一步的，所述内管夹两端分别设有限位挡板，所述外管夹安装在内管夹两端的限位挡板之间，通过限位挡板对外管夹进行限位，限制外管夹与摩擦耗能层之间的最大位移。

进一步的，所述抗震支架有多个，多个抗震支架成对的固定在外管夹上侧。

进一步的，所述抗震支架均沿着管道的径向设置。

进一步的，所述外管夹由上外管夹和下外管夹组成，上外管夹和下外管夹之间通过螺栓固定相连。

进一步的，所述上外管夹和下外管夹之间的螺栓上套设有压缩弹簧，通过拧动螺栓上的螺母可以调节压缩弹簧的预应力，从而调节内管夹和外管夹对摩擦耗能层的挤压力。

进一步的，所述摩擦耗能层采用摩擦耗能材料制成。

本发明具有下列优点和积极效果：

①本发明可调节摩擦面间的预压力，根据实际工程需求，灵活调整，工程适用性强；

②本发明应用对象广泛，可应用于机电管道、通风管道、供水管道等多种管道系统；

③本发明抗震支架为管道系统提供支撑刚度，控制管道系统的位移；摩擦面间的相对滑动为管道提供一定的变形空间，并且耗散输入的地震能量，降低管道系统的地震加速度和地震内力；