[发明专利]摩擦-弯曲双功能阻尼器

说明书

本发明公开了一种摩擦‑弯曲双功能阻尼器，包括外盖副板、摩擦板、开槽主板、钢垫板、摩擦型高强螺栓、钢棒和承压型高强螺栓；外盖副板、摩擦板和开槽主板自上而下依次叠放，形成五层关于开槽主板对称分布的整体，钢棒通过开孔穿过五层板；外盖副板和钢垫板自上而下依次叠放，形成三层关于钢垫板对称分布的整体。各板采用高强螺栓连接，外力作用在开槽主板和钢垫板端部时，开槽主板可相对摩擦板及外盖副板运动，产生摩擦耗能；与此同时，当钢棒接触孔壁时，将在孔壁压力下发生弯曲变形，产生弯曲耗能。此摩擦‑弯曲双功能阻尼器具有弯曲耗能和摩擦耗能两道耗能防线，且钢棒的变形可提高主体结构刚度，可以有效改善结构抗震性能。

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种用于减少工程结构地震响应的摩擦-弯曲双功能阻尼器。

背景技术

城市及其建筑物遭受强烈地震时不仅会结构会产生破坏，而且还会产生次生灾害，从而引发一系列连锁灾害反应。据此研究者提出的消能减震的概念，旨在通过建筑中安装此阻尼器，通过吸收并耗散地震波能量，有效地减少结构地震响应，从而避免建筑主体结构部位的严重破坏甚至倒塌。摩擦阻尼器因其耗能能力强，荷载及其频率的大小对其性能影响不大，且构造简单，取材容易，造价低廉，因而具有很好的应用前景。特别在控制结构近断层地震反应和中高层结构地震反应方面有独特的优势。

传统的摩擦阻尼器存在以下一些问题：(1)摩擦阻尼器开始滑动后摩擦力始终保持不变，滞回曲线呈矩形，并不能提高结构的刚度；(2)由于摩擦面封闭等原因，往往摩擦面上发生不同程度的腐蚀，并没有多道耗能措施，最终达不到预期中耗能减震的效果。

进一步，采用板式变摩擦阻尼器，如专利申请号：CN201620268738.0，采用开曲线槽的钢板实现摩擦力随位移变化而变化的阻尼效果，克服了传统摩擦阻尼器的控制效果在不同动力响应下保持不变的问题，但是其板形加工复杂，不利于工业化生产并且没有多道耗能措施。

发明内容

本发明为解决传统摩擦阻尼器中无法提供刚度和缺乏多道耗能防线的问题以及板式变摩擦阻尼器的板型加工复杂等问题，提出了一种摩擦-弯曲双功能阻尼器。

本发明采用的技术方案为：一种摩擦-弯曲双功能阻尼器，包括外盖副板、摩擦板、开槽主板、钢垫板、摩擦型高强螺栓、钢棒和承压型高强螺栓；

所述外盖副板包含两个圆孔A、两个长圆孔A和一个圆孔E；所述摩擦板包含两个圆孔B和两个长圆孔B，圆孔B与外盖副板中的圆孔A直径相同且圆心对齐，长圆孔B与外盖副板中的长圆孔A大小相同且对齐；所述开槽主板包含一个长圆孔C和两个圆孔C，长圆孔C对应于外盖副板中的两个圆孔A，使得两圆孔A位于长圆孔C的中部且两侧均有一定的活动距离，圆孔C对应于外盖副板中的两个长圆孔A，圆孔C位于长圆孔A的正中间，外盖副板、摩擦板和开槽主板自上而下依次叠放，形成五层关于开槽主板对称分布的整体。

所述钢垫板包含一个圆孔D，圆孔D与外盖副板的圆孔E直径相同且圆心对齐，钢垫板的厚度应等于两层摩擦板和一层开槽主板的厚度之和，外盖副板和钢垫板自上而下依次叠放，形成三层关于钢垫板对称分布的整体，使得组装后各板在板厚方向上没有间隙，减少由于组装产生的板内初始应力。

所述摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓分别穿过外盖副板的圆孔A和圆孔E将外盖副板、摩擦板、开槽主板和钢垫板形成一个整体。

所述钢棒穿过外盖副板的长圆孔A的中心、摩擦板的长圆孔B的中心以及开槽主板的圆孔C，长圆孔A和长圆孔B的宽度尺寸以及圆孔C的直径均应略大于钢棒的直径，当开槽主板沿着长圆孔C(3-1)相对于外盖副板和摩擦板滑动时，穿过圆孔C(3-2)的钢棒受开槽主板的作用发生弯曲变形，所述承压型高强螺栓穿过外盖副板的圆孔和钢垫板的圆孔，使得外盖副板与钢垫板固定在一起。

作为优选，当开槽主板沿着长圆孔C相对于外盖副板和摩擦板滑动时，开槽主板应始终保持弹性，板内最大应力应低于其屈服应力并且开槽主板最大削弱处的截面屈服力大于主板摩擦力的1.2倍，保证有足够的安全冗余度。