專利名稱：雙向扭轉型鉛剪切阻尼器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種雙向扭轉型鉛剪切阻尼器，屬于土木工程抗震和抗風技術領域。
技術背景
消能減震技術是一種有效的結構控制技術，它通過在結構的適當部位安裝消能減震裝置，消耗地震或風振等輸入的能量，以此減小結構在地震、大風等動載作用下的動力響應，達到保護建筑結構的目的。鉛阻尼器是一種常見的消能減震裝置，因為鉛具有較好的塑性變形能力，其屈服位移小，屈服耗能能力強。但傳統鉛阻尼器一般是利用相對平動位移使鉛發生塑性變形，以此消耗能量。傳統鉛阻尼器的結構通常由厚壁鋼管、帶兩個活塞的中心軸和鉛組成，當外壁鋼管和中心軸產生相對平動時，鋼管內的鉛被擠壓發生塑性變形，從而耗散能量。但由于擠壓作用引起筒內壓力太大而導致鉛的密封問題，勢必會降低耗能性能。發明內容
本發明的目的是提供一種雙向扭轉型鉛剪切阻尼器，解決現有利用相對平動位移的傳統鉛阻尼器存在的由于擠壓作用引起筒內壓力太大而導致鉛的密封問題，降低耗能性能，通過本發明實現改相對平動位移為相對轉動位移的變換使得鉛發生塑性變形來進行耗倉泛。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的，一種雙向扭轉型鉛剪切阻尼器，其特征是，所述的阻尼器包括至少內外層套置的鋼質鏤空圓筒，在各層鋼質鏤空圓筒之間的腔體內灌注的阻尼層，各層鋼質鏤空圓筒上下兩端分別經螺栓固定相互旋轉的軸承板。
所述鋼質鏤空圓筒上的鏤空部分為若干條斜向槽，相鄰兩層鋼質鏤空圓筒上的斜向槽形成網狀形。
所述阻尼層的材料灌注在各層鋼質鏤空圓筒之間的腔體內同時嵌入到斜向槽中。
所述的阻尼器或由兩層以上鋼質鏤空圓筒和阻尼層交替構成。
阻尼層的材料采用鉛或鎂合金或Zn-Al合金高阻尼固體材料。
本發明通過多層套置的鋼質鏤空圓筒，在相鄰兩層鋼質鏤空圓筒之間灌注金屬材料鉛或高阻尼固體材料作為阻尼層，鉛在兩層圓筒的鏤空部分有大量嵌入，鋼質鏤空圓筒上下兩端通過螺栓與軸承板固定。內外兩層鋼質鏤空圓筒的鏤空部分呈相反角度的螺旋狀，沿鋼質鏤空圓筒軸向的荷載使內外鋼質鏤空圓筒產生反向相反的轉動，即產生相對扭轉變形，從而使嵌入內外鋼質鏤空圓筒鏤空部分的鉛阻尼層受到剪切作用。當鉛達到屈服狀態，鉛的變形即由彈性轉為塑性。由于在室溫條件下鉛變形后會發生回復與再結晶，通過回復和再結晶，應變硬化將消失，鉛的組織和性能將恢復至變形前的狀態，因此不會產生殘余應力，也不會出現疲勞。并且，鉛在自然環境下很穩定，不會因長期使用而被侵蝕。鏤空約束鋼采用角度相反設計，能放大阻尼器在軸向荷載作用下的相對扭轉變形程度，更有效地耗散輸入的振動能量。
本發明的有益效果是(1)在小變形下即可獲得良好的耗能能力；(2)循環次數對工作性能影響較小，具有良好的穩定性和耐久性；(3)構造簡單,制造方便。
圖I為本發明主視結構示意圖；圖2為本發明俯視結構意圖；圖3為本發明中外層鋼質鏤空圓筒主視結構示意圖；圖4為本發明中內層鋼質鏤空圓筒主視結構示意圖；圖5為圖I中A-A剖面結構示意圖；圖6為圖I中B-B剖面結構示意圖；圖中，I為外層鏤空鋼質圓筒，2為內層鏤空鋼質圓筒，3為阻尼層，4為軸承板，5為螺栓，6為鋼珠。
具體實施方式
結合附圖和實施例進一步說明本發明，如圖1-6所示，本發明實施例為外內層鏤空鋼質圓筒，外層鏤空鋼質圓筒I和內層鏤空鋼質圓筒2的上下兩端經螺栓5與軸承板4固定，軸承板4的內外圈相對轉動，在外層鏤空鋼質圓筒I和內層鏤空鋼質圓筒2的夾層為阻尼層3，阻尼層3采用鉛或鎂合金或Zn-Al合金高阻尼固體材料，本實施例采用的鉛在內外圓筒鏤空部分有嵌入。在沿圓筒軸向荷載作用下，軸承板4的內外圈產生相對轉動，因內外層圓筒的鏤空部分為斜向槽呈相反角度設計，從而軸承板4的內外圈的相對轉動帶動內外側圓筒產生反向轉動，該相對轉動位移使嵌入圓筒鏤空部分的鉛產生剪切變形，消耗能量。 在小變形情況下，外部荷載撤銷之后，內外圓筒恢復到變形之前的狀態，鉛同時發生回復與再結晶，使阻尼器可以多次循環耗能，工作性能幾乎不受影響。
權利要求
1.一種雙向扭轉型鉛剪切阻尼器，其特征是，所述的阻尼器包括至少內外層套置的鋼質鏤空圓筒，在各層鋼質鏤空圓筒之間的腔體內灌注的阻尼層，各層鋼質鏤空圓筒上下兩端分別經螺栓固定相互旋轉的軸承板。
2.根據權利要求I所述的雙向扭轉型鉛剪切阻尼器，其特征是，所述鋼質鏤空圓筒上的鏤空部分為若干條斜向槽，相鄰兩層鋼質鏤空圓筒上的斜向槽形成網狀形。
3.根據權利要求I所述的雙向扭轉型鉛剪切阻尼器，其特征是，所述阻尼層的材料灌注在各層鋼質鏤空圓筒之間的腔體內同時嵌入到斜向槽中。
4.根據權利要求I所述的雙向扭轉型鉛剪切阻尼器，其特征是，所述的阻尼器或由兩層以上鋼質鏤空圓筒和阻尼層交替構成。
5.根據權利要求I所述的雙向扭轉型鉛剪切阻尼器，其特征是，阻尼層的材料采用鉛或鎂合金或Zn-Al合金高阻尼固體材料。
全文摘要
本發明涉及一種雙向扭轉型鉛剪切阻尼器，屬于土木工程抗震和抗風技術領域。主要特點是通過套置的鋼質鏤空圓筒之間灌注金屬材料鉛或高阻尼固體材料作為阻尼層，鉛在兩層圓筒的鏤空部分有大量嵌入，鋼質鏤空圓筒上下兩端通過螺栓與軸承板固定。內外兩層鋼質鏤空圓筒的鏤空部分呈相反角度的螺旋狀，沿鋼質鏤空圓筒軸向的荷載使內外鋼質鏤空圓筒產生反向相反的轉動，即產生相對扭轉變形，從而使嵌入內外鋼質鏤空圓筒鏤空部分的鉛阻尼層受到剪切作用，鏤空約束鋼采用角度相反設計，能放大阻尼器在軸向荷載作用下的相對扭轉變形程度，更有效地耗散輸入的振動能量。
文檔編號E04B1/98GK102535671SQ201210031990
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月14日 優先權日2012年2月14日
發明者萬澤青, 劉平, 邢百朋 申請人:揚州大學