[发明专利]一种二阶摩擦阻尼器及减震方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种建筑结构减震耗能装置，尤其涉及一种通过调节高强螺栓正压力提供摩擦的二阶摩擦阻尼器。

背景技术

地震中建筑物的破坏与倒塌是造成地震灾害的主要原因。传统结构抗震是通过增强结构本身的强度、刚度和延性抵御地震破坏作用。这种方法既不经济也不利于达到预期效果，而消能减震技术即为与结构本身并联阻尼器，通过阻尼器耗散地震能量，经济有效，是积极有效的抗震策略。

目前已有的被动耗能减震装置有：粘滞型，摩擦型，金属曲服型，粘弹性型等几类。粘弹性阻尼器易老化、抗疲劳性能差；粘滞性阻尼器易渗漏；金属屈服型强震后需要更换。中国专利公告号为CN 204401817 U公布了具有两级摩擦力的被动可变摩擦阻尼器，但该阻尼器构造复杂。传统摩擦阻尼器起滑力单一即在强震下产生滑移发生耗能，在中震、小震下不发挥作用，使用效率低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种二阶摩擦阻尼器，一种二阶摩擦阻尼器包括一阶摩擦单元和二阶摩擦单元，一阶摩擦单元和二阶摩擦单元通过焊接串联。一阶摩擦单元从下到上安装顺序为下连接板、下摩擦板、一阶主板、上摩擦板、上连接板，通过高强螺栓将上连接板、一阶主板、下连接板连接；二级摩擦单元中角钢A、角钢B开有凹槽部分分别嵌入摩擦板，非开凹槽部分加有垫板，两两摩擦板之间夹有二级主板。该阻尼器可根据地震强度和工程结构的地震响应，自动调节耗能单元工作状态，具有良好的耗能能力、构造简单、造价低廉。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一阶高强螺栓、上连接板、上摩擦板、一阶主板、下摩擦板、下连接板、角钢A、角钢B、摩擦板、二阶主板、二阶高强螺栓及垫板；所述一阶高强螺栓、所述上连接板、所述上摩擦板、所述一阶主板、所述下摩擦板和所述下连接板构成一阶摩擦单元，所述一阶主板位于所述上连接板、所述下连接板中间，所述上摩擦板、所述下摩擦板用环氧树脂分别粘贴于上连接板凹槽和下连接板凹槽处，所述一阶高强螺栓穿过共轴的上连接板螺栓孔、一阶主板限位孔、下连接板螺栓孔，通过螺母旋紧施加压力来调节一阶摩擦单元的摩擦阻尼力；所述角钢A、所述角钢B、所述摩擦板、所述二阶主板、所述二阶高强螺栓及垫板构成二阶摩擦单元，所述二阶主板夹于所述角钢A、所述角钢B 之间，所述摩擦板采用环氧树脂粘贴于角钢A凹槽和角钢B凹槽内，所述二阶高强螺栓穿过该侧角钢A螺栓孔、角钢B螺栓孔及垫板螺栓孔连接，通过螺母旋紧施加压力来调节二阶摩擦单元的摩擦阻尼力，所述角钢A、所述角钢B非开凹槽侧夹有所述垫板，所述二阶高强螺栓穿过该侧角钢A螺栓孔、角钢B螺栓孔及垫板螺栓孔连接；将角钢A、角钢B与上连接板、下连接板焊接，达到串联一阶摩擦单元和二阶摩擦单元的目的。

一种二阶摩擦阻尼器减震方法，包括如下步骤：①先组装一阶摩擦单元，一阶高强螺栓、上连接板、上摩擦板、一阶主板、下摩擦板和下连接板构成一阶摩擦单元，一阶主板位于上连接板、下连接板中间，上摩擦板、下摩擦板用环氧树脂分别粘贴于上连接板凹槽和下连接板凹槽处，一阶高强螺栓穿过共轴的上连接板螺栓孔、一阶主板限位孔、下连接板螺栓孔，通过螺母旋紧施加压力来调节一阶摩擦单元的摩擦阻尼力；②然后组装二阶摩擦单元，角钢A、角钢B、摩擦板、二阶主板、二阶高强螺栓及垫板构成二阶摩擦单元，二阶主板夹于角钢A、角钢B之间，摩擦板采用环氧树脂粘贴于角钢A凹槽和角钢B凹槽内，二阶高强螺栓穿过共轴的角钢A螺栓孔、角钢B螺栓孔、摩擦板螺栓孔及二阶主板限位孔连接，同时，角钢 A、所述角钢B非开凹槽侧夹有所述垫板，二阶高强螺栓穿过该侧角钢A螺栓孔、角钢B螺栓孔及垫板螺栓孔连接，通过螺母旋紧施加压力来调节二阶摩擦单元的摩擦阻尼力；③将一阶摩擦单元和二阶摩擦单元焊接，达到串联一阶摩擦单元和二阶摩擦单元的目的；④将二阶摩擦阻尼器的一阶主板端部和上部支撑通过螺栓连接，上部支撑和钢柱焊接，二阶摩擦阻尼器的二阶主板端部和下部支撑通过螺栓连接，下部支撑和钢梁焊接；⑤调节一阶摩擦单元一阶高强螺栓预紧力和二阶摩擦单元二阶高强螺栓预紧力，一阶高强螺栓预紧力对应小震荷载，二阶高强螺栓预紧力对应大震荷载；⑥当外力小于一阶摩擦起滑力时，一阶摩擦单元未启动；⑦当外力大于等于一阶摩擦起滑力并且小于二阶摩擦起滑力时，一阶主板相对上摩擦板和下摩擦板运动，且一阶主板在一阶主板限位孔与一阶高强螺栓限制下沿直线往复运动。一阶摩擦部件启动，发生耗能；⑧当外力大于等于二阶摩擦起滑力时，二阶主板相对摩擦板运动，二阶主板在二阶主板限位孔与二阶高强螺栓限制下沿直线往复运动，一阶和二阶摩擦单元同时耗能。