[发明专利]一种装配式自复位组合碟簧U型金属耗能阻尼器

说明书

一种装配式自复位组合碟簧U型金属耗能阻尼器，属于防灾减震技术领域。装配式自复位组合碟簧U型金属耗能阻尼器由U型金属阻尼器和组合碟簧并联组合构成，主要由U型金属板、高强螺栓、外套管、内套管、左右端板以及挡板组成。U型金属板的两侧分别通过高强螺栓固定在内套管外侧和外套管内侧。外套管与左端板连接，内套管与右端板连接。一组挡板固定在内套管外侧，另外一组挡板固定在外套管内侧。预压组合碟簧穿套在内套管外侧，并安置在两组挡板之间。本发明用于建筑工程建设领域中的抗侧力构件中，可满足结构在地震作用下的变形和承载力要求。该阻尼器构造简单，工作机理明确，具有稳定的耗能性能与良好的自复位性能。

技术领域

本发明涉及土木工程抗震技术领域，是一种应用于建筑工程建设领域中的耗能减震构件，装配式自复位组合碟簧U型金属耗能阻尼器具有良好的耗能能力和自复位能力。

背景技术

地震对结构会产生强烈的破坏，特别是中震和大震更会导致结构的倒塌。就像国内的唐山地震、汶川地震，给人民带来了沉重的代价。地震之所以会对结构造成巨大的损伤破坏，其原因主要是由于目前已有的结构还不具有完全抵抗复杂地震的能力，结构可能会遭受比设防烈度更强的地震作用，从而对其造成严重的损伤破坏。其中有些结构在震后虽然保持了结构整体的完整性使结构没有发生倒塌，但是由于结构在地震过程中产生了较大的塑性变形，致使结构在震后留有较大的残余变形。结构震后残余变形的存在会严重减小结构抵抗余震的能力，并且增加震后结构加固维修的费用甚至需要将结构推倒重建，当残余侧移率达到0.5％时McCormick发现重修的造价要大于重建，同时当结构残余侧移率达到1％时，居住者心理生理都会不舒服影响人们的正常生活，所以震后结构的残余变形也是结构抗震性能设计需要考虑的一个重要性能指标。震后结构的自复位能够有效的解决永久位移的问题，因此越来越受到广大学者和研究者的亲睐。

为了提高结构的抗震能力和震后可恢复能力，是近几年以来一些学者所研究的主要内容，因此自复位结构应与一些耗能装置结合使用，这样才能同时降低结构的最大变形和残余变形。

发明内容

发明的目的是为了解决普通耗能阻尼器在大震或中震作用下出现较大的残余变形而加大震后维护和重建成本的问题，为此提出一种新型装配式自复位组合碟簧U型金属耗能阻尼器。

本发明为解决上述技术问题采取的方案是：装配式自复位组合碟簧U型金属耗能阻尼器由U型金属板与内外套管组成的耗能系统和组合碟簧与挡板组成的自复位系统两部分来分别实现稳定的耗能能力和良好的自复位功能。其特征在于，该阻尼器主要由内套管、外套管、左端板、右端板、组合碟簧、U型金属板、高强螺栓和挡板构成；

左端板、右端板相对且平行，记左端板、右端板竖直(仅为叙述方便)，外套管左端口与左端板右侧固定在一起，内套管右端口与右端板左侧固定在一起，且内套管同轴平行嵌套到外套管内，内套管、外套管均位于左端板、右端板之间，且内套管、外套管的中心轴垂直左端板和右端板，外套管右端与右端板有间距，内套管左端与左端板有间距，内套管、外套管径向之间有空隙；在内套管和外套管嵌套部分的轴向长度的中间部分设有组合碟簧，组合碟簧与内套管、外套管同轴，且组合碟簧嵌于内套管、外套管径向空隙中，即内套管穿过组合碟簧内部，外套管位于组合碟簧的外周，组合碟簧轴向两端分别设置有一个端板，端板垂直组合碟簧轴向且位于内套管、外套管径向空隙中，一个端板与内套管外侧进行固定在一起而与外套管相对自由，另一端板与外套管内侧进行固定而与内套管相对自由；在两端板的外侧即相背组合碟簧的一侧，内套管、外套管径向之间的空隙内设有U型金属板，同一个U型金属板的一个侧板紧贴内套管的外侧面并用高强螺栓进行固定，另一平行的侧板紧贴通过外套管的内侧面并用高强螺栓进行固定，内套管、外套管径向之间的空隙内组合碟簧的一端垂直轴向设立至少两个U型金属板，两个U型金属板对称，内套管、外套管径向之间的空隙内总即设立至少四个U型金属板。

进一步优选U型金属板的U型口朝向组合碟簧。

进一步内套管、外套管均为截面为长方形的直长管。