一种带面外屈曲金属阻尼器的自定心索撑装置

1.本发明涉及耗能和自定心领域，特别涉及一种带面外屈曲金属阻尼器的自定心索撑装置。


背景技术：

2.目前，传统的阻尼器装置和自定心系统只能起到单方面的耗能或者自定心作用，很少有两者兼顾的装置，且传统的阻尼器装置和自定心系统的耗能和自定心能力通常是固定的，不能随着使用环境的改变而进行合理的调整，使用的限制较大，功能单一，而且一般都有结构复杂，维修困难，造价高昂等问题。
3.专利号cn 112942612 u公开了一种墙角可更换的装配式拉压型金属阻尼器，采用将十字芯剪切板焊接在上下端板中，在于十字芯剪切板两侧设置内部耗能波形覆板进行耗能，此装置的缺点是提供的耗能作用小且仅只有耗能作用，没有提供自定心功能。
4.专利号cn 113279495 u公开了一种轴向金属阻尼器，通过将传力套管，传力轴，耗能板组合，传力轴沿长度方向布置在传力套管中，传力轴外周布置多个耗能板，从而在受力时进行轴向剪切耗能，此装置的缺点是装置的耗能作用小，无法根据环境和受力的不同进行调整，且没有自定心系统。
5.针对上述存在的情况，提出了一种既有阻尼耗能作用又有自定心能力且装置的耗能和自定心能力的大小可根据结构承载力要求进行模块化更换以更好地适应各种工程实际需求，结构简单，耗能及自定心能力强，造价低廉，易于更换，维修方便的带面外屈曲金属阻尼器的自定心索撑装置，其工作机理是通过碟形弹簧组提供自定心能力，面外屈曲金属阻尼器提供耗能能力，实现耗能和自定心目的，具有良好的应用前景。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种带面外屈曲金属阻尼器的自定心索撑装置，用以解决传统的阻尼器和自定心系统通常只能单方面的耗能或者自定心作用，不能两者兼顾，且通常情况下传统的阻尼器装置和自定心系统的耗能和自定心能力很难根据结构的承载力的大小进行及时更换以更好地适应各种工程实际需求，构件造价高昂，生产工艺复杂，安装不便，维修复杂，自定心能力弱，耗能作用小，长期应力松弛大等情况。
7.为实现以上目的，本发明提供如下技术方案：一种带面外屈曲金属阻尼器自定心索撑装置，从上至下包括端部调距固定器、高强螺杆、限位螺栓、连接钢块、面外屈曲金属阻尼器、u形连接槽、墙体固定器、碟形弹簧组和底座。其中面外屈曲金属阻尼器包括连接钢块、菱形孔钢板、大钢板和小钢板。
8.所述底座中部打孔，将高强螺杆的一端插入底座并穿过一定距离通过螺帽拧紧使其固定，高强螺杆选择高强度钢材材料制作而成。将碟形弹簧组穿过高强螺杆通过串联套在底座和高强螺杆之间，并且位于墙体固定器底面下方，碟形弹簧组与底座和墙体固定器的底面均贴合但不固定，且碟形弹簧组中串联的每个碟形弹簧都相互贴合。碟形弹簧组中
距离底座最远的碟形弹簧的面与墙体固定器底面贴合但不固定。墙体固定器的两个侧面与墙固定，分别对墙体固定器的两个侧面和墙面打孔，通过螺栓将墙体固定器与墙固定。墙体固定器上部面与u形连接槽通过焊接固定，使之形成一个整体。
9.所述面外屈曲金属阻尼器的菱形孔钢板一侧焊接在大钢板上一侧焊接在小钢板上形成一个整体，菱形孔钢板通过串联和并联分为上下两层，根据一定的间距通过焊接将菱形孔钢板固定在大钢板和小钢板上，左右两个小钢板之间布置有连接钢块，通过焊接将连接钢块与左右两个小钢板固定使得阻尼器固定成一个整体。面外屈曲金属阻尼器与u形连接槽通过螺栓固定，在面外屈曲金属阻尼器的大钢板上开孔，在u形连接槽相应的位置开孔，通过螺栓使得面外屈曲金属阻尼器与u形连接槽固定，使得面外屈曲金属阻尼器、u形连接槽和墙体固定器形成一个整体。连接钢块中间设有预留孔，高强螺杆穿过连接钢块的预留孔，通过两个限位螺栓将连接钢块固定在高强螺杆上，当构件受到外力作用，外力传给高强螺杆，通过高强螺杆带动面外屈曲金属阻尼器运动以实现耗能的目的。
10.所述碟形弹簧组与底座贴合在一起，但两者并不固定，碟形弹簧组与墙体固定器底面贴合在一起，但两者并不固定。
11.所述碟形弹簧组的大小和数量并不是固定的，可以根据所受外力的大小进行调整和更换，面外屈曲金属阻尼器中菱形孔钢板的大小和数量不是固定的，在耗能时，可以根据外力大小进行调整和更换。
12.所述高强螺杆穿过梁上预留孔一定距离，通过调整端部调距固定器到高强螺杆顶部的距离，使得碟形弹簧组受压，实现对碟形弹簧组预应力的施加，在碟形弹簧组受压获得预应力后，再拧紧连接钢块两端的限位螺栓使得整个构件形成一个整体。
13.所述连接钢块的中部打孔，沿着连接钢块中部预留的孔洞，在u形连接槽的中部相同位置打孔以及墙体固定器的中部相同位置打孔，孔径略大于高强螺栓的直径，使得高强螺栓能够顺利贯穿连接钢块、u形连接槽和墙体固定器。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
15.1.本发明克服了传统阻尼器和自定心系统只能单方面的耗能或者自定心作用不能两者兼顾的现状，通过用碟形弹簧组提供自定心能力，面外屈曲金属阻尼器提供耗能能力实现阻尼和自定心的结合机制，可达到良好的耗能和自定心作用。
16.2.本发明克服了一般的装置生产出厂以后大小和能力便已经固定，不能根据使用环境和结构的不同而加以调整，通过改变碟形弹簧组的大小和数量和菱形孔钢板的大小和数量，可以实现根据结构的承载力进行模块化更换，更有利于适用在各种环境和结构中。
17.3.本发明可以克服常用的阻尼器和自定心系统装置生产工艺复杂、造价高昂、寿命短、部件更换困难等缺点，提高了耗能作用和自定心能力，且实现了将阻尼和自定心两种能力结合起来的目的，同时该装置更换部件方便、使用寿命长、造价低廉、使用方便，有利于其推广。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明一种带面外屈曲金属阻尼器的自定心索撑装置的总立体结构图；
20.图2为本发明一种带面外屈曲金属阻尼器的自定心索撑装置的俯视图；
21.图3为本发明一种带面外屈曲金属阻尼器的自定心索撑装置的侧视图；
22.图4为本发明一种带面外屈曲金属阻尼器的自定心索撑装置的面外屈曲金属阻尼器的剖视图；
23.图中1-底座，2-碟形弹簧组，3-墙体固定器，4-面外屈曲金属阻尼器，5-u形连接槽，6-高强螺杆，7-连接钢块，8-限位螺栓，9-端部调距固定器，10-菱形孔钢板，11
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大钢板，12-小钢板。
具体实施方式
24.下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域内其他普通技术人员在没有做出创造性突破性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护的范围。
25.结合图1至图4所示，一种带面外屈曲金属阻尼器的自定心索撑装置，从上至下包括端部调距固定器(9)、高强螺杆(6)、限位螺栓(8)、连接钢块(7)、面外屈曲金属阻尼器(4)、u形连接槽(5)、墙体固定器(3)、碟形弹簧组(2)和底座(1)。其中面外屈曲金属阻尼器(4)包括连接钢块(7)、菱形孔钢板(10)、大钢板(11)和小钢板(12)。
26.本实施例中，将高强螺杆(6)一端穿过底座(1)一部分距离，然后用螺帽拧紧固定。通过高强螺杆(6)，从高强螺杆(6)的另一端串联套入二十个碟形弹簧组成碟形弹簧组(2)放在底座(1)上，碟形弹簧组(2)与底座(1)贴合但并不固定。通过墙体固定器(3)上预留的孔，将墙体固定器(3)套入高强螺杆(6)，使墙体固定器(3)的底面与碟形弹簧组(2)贴合但两者不固定。通过u形连接槽(5)上预留的孔，将u形连接槽(5) 套入高强螺杆(6)，用焊接的方法将u形连接槽(5)与墙体固定器(3)固定成一个整体。
27.本实施例中，将两个限位螺栓(8)旋入高强螺杆(6)和连接钢块(7)套入高强螺杆(6)中u形连接槽(5)上端一定距离，一个限位螺栓(8)在连接钢块(7)的下方，一个限位螺栓(8)在连接钢块(7)的上方。将面外屈曲金属阻尼器(4)的菱形孔钢板(10) 一侧焊接在大钢板(11)上，一侧焊接在小钢板(12)上，随后调整限位螺栓(8)和连接钢块(7)的位置，通过焊接将左右两块小钢板(12)与连接钢块(7)固定，使得阻尼器连接成一个整体，面外屈曲金属阻尼器(4)通过大钢板(11)和u形连接槽(5)上的预留孔用螺栓使得面外屈曲金属阻尼器(4)与u形连接槽(5)固定。
28.本实施例中，限位螺栓(8)一开始不拧紧，将高强螺杆(6)远离底座(1)的一端插入梁上预留孔并伸出梁顶一段距离，通过调节端部调距固定器(9)给碟形弹簧组(2) 施加预应力，在施加完预应力后拧紧限位螺栓(8)使得各个部件之间组合形成一个整体。
29.本实施例中，所有部件均可拆卸，易于更换，适用于环境较为复杂的情况。
30.虽然，上文中已经对此发明用一般性语言作出了具体的，详细的描述，但是在此发明的基础上，可以对此作出一些修改和调整，但是凡在发明的精神和原则之内，所做的任何的修改，等同替换，改进等，都应包含在发明的保护范围之内。