空间折叠式粘滞阻尼器以及框架结构中的耗能机构

摘要

本发明涉及一种空间折叠式粘滞阻尼器，其包括：折叠单元、油缸式粘滞阻尼器、结构连接单元，折叠单元包括折叠式杆件，铰接在第一板与第二板之间，油缸式粘滞阻尼器的两端固定在第一板和第二板之间；折叠单元之间设置有折叠杆间连接杆，结构连接单元与折叠杆间连接杆连接，其优点在于将多个油缸式粘滞阻尼器集成在一起，提高了阻尼抗震效果。将其应用在框架结构中时，空间折叠式粘滞阻尼器的油缸式粘滞阻尼器与上梁保持平行关系，使得阻尼效果会发挥最大化。

说明书

技术领域

本发明专利涉及建筑抗震领域，特别涉及一种空间折叠式粘滞阻尼器以及框架结构中的耗能机构。

背景技术

粘滞阻尼器与速率、位移有直接关系。许多学者对提高阻尼器的速率或位移大小进行了研究，可以分为以下三类：第一，杠杆原理，如CN203742014U、CN106284726A、CN105735508A，利用杠杆原理将结构构件间的位移进行放大；第二，剪刀式结构，如CN105178468A、CN106088386A、CN202731008U，实质上是利用了四边形形变时，一个对角线的变形引起的另外一个对角线的变形；第三，利用齿轮组来改变速度、位移，如CN105735508A。

上述的剪刀式结构，阻尼器的速率、位移放大随着结构物的位移大小始终在不断变化，设计时对于阻尼器的作用不方便考虑。而采用杠杆原理，虽然速率与位移放大倍数能够提前确定，但是其只能适用于变形方向预知的条件下。

发明内容

本发明的目的是提供空间折叠式粘滞阻尼器，以使得在结构物任意变形条件下均能保证一定的位移、速率放大倍数。

本发明的另一目的是提供一种框架结构中的耗能机构，以便提高框架结构的抗震性能。

一种空间折叠式粘滞阻尼器，包括：油缸式粘滞阻尼器，所述油缸式粘滞阻尼器包括：活塞拉杆(1-1)、活塞(1-2)、油缸(1-3)、油缸连接杆(1-4)，在油缸(1-3)填充粘滞阻尼液；

还包括有：第一板(5-1)、第二板(5-2)；活塞拉杆(1-1)和油缸连接杆(1-4)设置在油缸(1-3)的两侧，活塞拉杆(1-1)的端部固定连接在第一板(5-1)，油缸连接杆(1-4)的端部固定连接在第二板(5-2)；

第一板(5-1)和第二板(5-2)之间安装至少2个平行设置的折叠单元(2-1)，每个折叠单元(2-1)包括：第一折叠杆(2-1-1)、第二折叠杆(2-1-2)，第一折叠杆(2-1-1)的一个端部与第一板(5-1)铰接连接，第一折叠杆(2-1-1)的另外一个端部与第二折叠杆(2-1-2)的一个端部铰接，第二折叠杆(2-1-2)的另外一个端部与第二板(5-2)铰接；

在其中的2个折叠单元(2-1)的第一折叠杆(2-1-1)之间固定安装有第一折叠杆间连接杆(3-1)，在其中的2个折叠单元(2-1)的第二折叠杆(2-1-2)之间固定安装有第二折叠杆间连接杆(3-2)；

还包括：第一结构连接单元(4-1)，第二结构连接单元(4-2)；第一结构连接单元(4-1)与第一折叠杆间连接杆(3-1)铰接，第二结构连接单元(4-2)与第二折叠杆间连接杆(3-2)铰接；

活塞拉杆的轴线与第一折叠杆间连接杆(3-1)和第二折叠杆间连接杆(3-2)形成的平面保持平行关系，活塞拉杆的轴线与第一折叠杆间连接杆(3-1)、第二折叠杆间连接杆(3-2)的轴线保持垂直关系。

进一步，在第一板(5-1)、第二板(5-2)上均固定有耳板，所述第一折叠杆(2-1-1)与第二折叠杆(2-1-2)通过耳板(2-1-3，2-1-4)与第一板(5-1)、第二板(5-2)铰接连接。

进一步，所述折叠单元(2-1)的数量为偶数，且以活塞拉杆(1-1)为中心对称设置，每个折叠单元(2-1)与第一板、第二板铰接位置的连线，与活塞拉杆的轴线，保持平行关系。

进一步，第一结构连接单元(4-1)的数量为2个以上，且采用杆状，平行设置；第二结构连接单元(4-1)的数量为2个以上，且采用杆状，平行设置。

进一步，多个第一结构连接单元(4-1)、多个第二结构连接单元(4-1)在第一折叠杆间连接杆(3-1)、第二折叠杆间连接杆(3-2)的铰接位置以折叠单元的中心对称设置，即多个第一结构连接单元(4-1)、多个第二结构连接单元(4-1)以活塞拉杆(1-1)的轴线为中心对称设置。

进一步，所述第一折叠杆间连接杆(3-1)、第二折叠杆间连接杆(3-2)的形状为圆形，以利于铰接，在上述两个折叠杆间连接杆与结构连接单元的铰接位置处设置限位装置。

进一步，在两个平行的第一板、第二板之间布置有m×n个油缸式粘滞阻尼器，呈矩形排列，m、n分别表示油缸式粘滞阻尼器的行数与列数，多个油缸式粘滞阻尼器的中心和多个折叠单元的中心相同。

一种框架结构中的耗能机构，在上、下梁之间安装上述的空间折叠式粘滞阻尼器，油缸式粘滞阻尼器与上梁保持平行关系。

采用上述技术方案，与现有技术相比，优点包括以下几点。

第一，空间折叠式粘滞阻尼器的粘滞阻尼器的速率放大倍数固定，便于工程设计。

第二，空间折叠式粘滞阻尼器通过设置折叠杆间连接杆，使得结构连接单元能够设置在折叠杆间连接杆上，从而使得折叠单元的折叠杆、结构连接单元处于不同的平面。

第三，折叠单元和油缸式粘滞阻尼器的中心相同，保证第一板、第二板保持稳定，不承受偏心受力。

第四，相比较于平面式的折叠式阻尼器设计，由于折叠单元的数量较多，空间折叠式粘滞阻尼器更稳定。

第五，相比较于平面式的折叠式阻尼器设计，空间折叠式粘滞阻尼器的第一板、第二板上能够承载多个阻尼器，相当于将多个平面式的折叠式阻尼器有机整合在一起，效果更佳。

第六，应用于框架结构时，相比较于平面式的折叠式阻尼器设计，空间折叠式粘滞阻尼器的折叠单元的杆长更小，更便于设置。

附图说明：

图1：实施例一的空间折叠式粘滞阻尼器结构设计图。

图2：实施例一的空间折叠式粘滞阻尼器结构侧面图。

图3：实施例二的空间折叠式粘滞阻尼器的折叠单元和油缸式粘滞阻尼器排列结构示意图。

图4：实施例二的空间折叠式粘滞阻尼器的折叠单元和油缸式粘滞阻尼器排列结构侧面示意图。

图5：实施例三的空间折叠式粘滞阻尼器的折叠单元和油缸式粘滞阻尼器排列结构示意图。

图6：实施例四的结构示意图。

图7：对比例一的结构示意图。

附图标记：1-1活塞拉杆，1-2活塞，1-3油缸，1-4油缸连接杆，2-1折叠单元，2-1-1第一折叠杆，2-1-2第二折叠杆，2-1-3第一板固定的耳板，2-1-4第二板固定的耳板，3-1第一折叠杆间连接杆，3-2第二折叠杆间连接杆，4-1第一结构连接单元，4-2第二结构连接单元，5-1第一板，5-2第二板。

具体实施方式

实施例一：如图1-2所示，空间折叠式粘滞阻尼器，包括：油缸式粘滞阻尼器，所述油缸式粘滞阻尼器包括：活塞拉杆(1-1)、活塞(1-2)、油缸(1-3)、油缸连接杆(1-4)，在油缸(1-3)填充粘滞阻尼液；

还包括有：第一板(5-1)、第二板(5-2)；活塞拉杆(1-1)和油缸连接杆(1-4)设置在油缸(1-3)的两侧，活塞拉杆(1-1)的端部固定连接在第一板(5-1)，油缸连接杆(1-4)的端部固定连接在第二板(5-2)；

第一板(5-1)和第二板(5-2)之间安装至少2个平行设置的折叠单元(2-1)，每个折叠单元(2-1)包括：第一折叠杆(2-1-1)、第二折叠杆(2-1-2)，第一折叠杆(2-1-1)的一个端部与第一板(5-1)铰接连接，第一折叠杆(2-1-1)的另外一个端部与第二折叠杆(2-1-2)的一个端部铰接，第二折叠杆(2-1-2)的另外一个端部与第二板(5-2)铰接；

优选的，在第一板(5-1)、第二板(5-2)上均固定有耳板，所述第一折叠杆(2-1-1)与第二折叠杆(2-1-2)通过耳板(2-1-3，2-1-4)与第一板(5-1)、第二板(5-2)铰接连接；

优选的，所述折叠单元(2-1)的数量为偶数，且以活塞拉杆(1-1)为中心对称设置，每个折叠单元(2-1)与第一板、第二板铰接位置的连线，与活塞拉杆的轴线，保持平行关系；

在其中的2个折叠单元(2-1)的第一折叠杆(2-1-1)之间固定安装有第一折叠杆间连接杆(3-1)，在其中的2个折叠单元(2-1)的第二折叠杆(2-1-2)之间固定安装有第二折叠杆间连接杆(3-2)；

还包括：第一结构连接单元(4-1)，第二结构连接单元(4-2)；第一结构连接单元(4-1)与第一折叠杆间连接杆(3-1)铰接，第二结构连接单元(4-2)与第二折叠杆间连接杆(3-2)铰接；

优选的，第一结构连接单元(4-1)的数量为2个以上，且采用杆状，平行设置；第二结构连接单元(4-1)的数量为2个以上，且采用杆状，平行设置；

优选的，多个第一结构连接单元(4-1)、多个第二结构连接单元(4-1)在第一折叠杆间连接杆(3-1)、第二折叠杆间连接杆(3-2)的铰接位置以折叠单元的中心对称设置，即多个第一结构连接单元(4-1)、多个第二结构连接单元(4-1)以活塞拉杆(1-1)的轴线为中心对称设置；

优选的，所述第一折叠杆间连接杆(3-1)、第二折叠杆间连接杆(3-2)的形状为圆形，以利于铰接，在上述两个折叠杆间连接杆与结构连接单元的铰接位置处设置限位装置，使得结构连接单元在折叠杆间不发生晃动；

活塞拉杆的轴线与第一折叠杆间连接杆(3-1)和第二折叠杆间连接杆(3-2)形成的平面保持平行关系，活塞拉杆的轴线与第一折叠杆间连接杆(3-1)、第二折叠杆间连接杆(3-2)的轴线保持垂直关系；这一设计的目的在于：不论结构物之间的位移为多少，粘滞阻尼器的位移、速度放大倍数均保持不变，在工程应用时便于计算。

如图1-2所示，实施例1中的粘滞阻尼器的数量为1个。

实施例2：如图3-4所示，在两个平行的第一板、第二板之间布置有2×2个油缸式粘滞阻尼器，呈矩形排列，在第一板、第二板铰接连接有3个折叠单元，3个折叠单元呈1行设置且间距相同，4个油缸式阻尼器的中心、和3个折叠单元的中心相同；

本发明的空间折叠式粘滞阻尼器，其优点在于：其能够设置多个油缸式粘滞阻尼器，实际上相当于将若干个平面折叠式阻尼器集成在一体，相比较于单个的平面折叠式阻尼器，增强了阻尼器的稳定性、整体性，同时，与若干个平面折叠式阻尼器相比(每个阻尼器均需要与结构单独连接在一起)，空间折叠式粘滞阻尼器，减少了许多构件、节约了空间。

实施例3：如图5所示，在第一板、第二板之间铰接5个折叠单元和2个油缸式粘滞阻尼器，折叠单元和油缸式粘滞阻尼器的排列为：2个折叠单元+1个油缸式粘滞阻尼器+1个折叠单元+1个油缸式粘滞阻尼器+2个折叠单元，在两侧的2个折叠单元之间设置第一折叠杆间连接杆、第二折叠杆间连接杆，空间折叠式粘滞阻尼器的优点在于，折叠单元以及结构连接单元可以根据结构的特点进行配置。

实施例4：如图6所示，在框架结构之间安装有空间折叠式粘滞阻尼器，其油缸式粘滞阻尼器与上梁保持平行关系；图7为对比例一，其采用平面折叠式阻尼器；对比图6-7可知：对于平面折叠式阻尼器而言，由于第一结构连接单元、第二结构连接单元与折叠单元需要保持共面，因而其“油缸-折叠单元的杆的夹角”必然有1个是钝角，其导致折叠单元的杆较长；而空间折叠式粘滞阻尼器，则不存在上述问题，其所带来的突出效果在于减小折叠式阻尼器的大小。

以上已详细描述了本方面的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书的保护范围中。