[实用新型]复合型耗能减震装置

说明书

本实用新型提供了一种复合型耗能减震装置。该装置包括：粘滞阻尼部件、铅阻尼部件两个耗能机构及圆盘部件、碟簧部件两个功能机构，粘滞阻尼部件和铅阻尼部件并联连接后，再与圆盘部件和碟簧部件串联连接。装置包括连接端、碟簧部件、传动轴、连杆、圆盘部件、铅阻尼部件、粘滞阻尼部件、外管、底板和中轴。粘滞阻尼部件和铅阻尼部件能够得到经圆盘部件放大的动力响应，使装置在小变形、低响应速度的情况下可以发挥良好的耗能能力，在大变形、高响应速度的情况下能充分地利用阻尼部件的耗能特性，提升装置对各级地震动的适用性。碟簧部件、传动轴与外管的细部构造，使装置无论处于受拉还是受压状态，碟簧始终受压，为整个装置提供恢复力。

技术领域

本实用新型涉及结构抗震技术领域，尤其涉及一种复合型耗能减震装置。

背景技术

针对工程结构抗震设计，单纯地提高材料强度、构件尺寸及配筋率等有时并不能避免结构震后的损伤，反而增加了工程造价。为了更加科学合理地对工程结构进行抗震设计，越来越多的设计师关注结构减震控制，即采用某种措施来控制结构在外力作用下的各项反应值。耗能装置作为结构减震控制的一种方法，简单方便，外置时易维护更换。当地震发生时，结构的运动会带动附加耗能装置一起运动，将耗能装置的动能转化为其他形式的能量，消耗了地震输入结构的能量，从而实现结构保护的目的。

在常规耗能装置中，粘滞型耗能装置和铅阻尼耗能装置是两种适用范围广泛的耗能装置，在高层建筑、大型桥梁等工程中均可使用。粘滞型耗能装置是一种根据粘性介质在活塞两端或平板内流动时产生的粘滞阻尼力而制成的无刚度、速度相关型耗能装置。当结构地震响应较小时，外置的粘滞型耗能装置可能无法有效发挥耗能特性，需要设置速率放大机构以充分利用其耗能能力。同时，粘滞型耗能装置缺乏自复位能力，会使结构产生较大的残余变形。

铅阻尼耗能装置是一种利用铅金属发生塑性变形耗能的弹塑性耗能装置，具有稳定的滞回特性、良好的低周疲劳特性以及不受环境温度的影响等特点。但铅阻尼耗能装置的耗能能力有限，通常配合其它耗能装置使用。同样，铅阻尼耗能装置也需要自复位功能以控制结构的残余变形。上述两类耗能装置因其缺点在结构抗震设计中单独使用恐难以发挥理想的耗能作用。因此，研发位移或速率放大功能和自复位功能相结合的复合型耗能减震装置有重要的科学意义与工程实用价值。

现有技术中的一种耗能装置的方案为：预压环形弹簧自定心粘滞阻尼器。该装置由多个内筒、外筒、活塞杆、活塞、环形弹簧、多个端盖等构件组成。两端盖间形成油缸，油缸内灌注硅油，活塞放置于油缸内并和活塞杆连接，形成粘滞耗能部件。内外筒之间设置环形弹簧，并施加预压力。为装置提供恢复力，实现自复位功能。

现有技术中的另一种耗能装置的方案为：粘滞型阻尼器输入速率放大装置，该装置由封闭式保护壳、速率放大系统和粘滞型阻尼器三部分构成，其中速率放大系统包括滑轨、滑轮、球铰和固定杆。另有输入杆连接外部结构与速率放大系统，输出杆连接速率放大系统和粘滞型阻尼器。输入杆与输出杆在滑轨上的连接点到球铰的距离不同，可以将输入速率放大。

现有耗能减震装置的缺点为：

(1)常规耗能装置：耗能形式单一，耗能能力有限，结构地震响应较小时装置难以有效发挥耗能特性，结构地震响应较大时装置容易发生破坏；由于装置缺少自复位功能，震后结构可能会产生较大的残余变形。

(2)传统的复合型耗能装置：部分耗能装置会增加位移、速率放大功能或自复位功能，但缺乏将两种功能有效结合的设计；重点设计位移、速率放大功能或自复位功能时，装置内部构造通常较复杂，制造较困难；部分装置材料易老化，长期使用耗能能力下降，增加养护维修费用；大部分装置的设计只针对建筑结构，没有考虑多种工程结构的适用性，难以长期用于野外环境。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种复合型耗能减震装置，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。