一种可自控的单向摩擦阻尼器

本发明涉及建筑减震，特别涉及一种可自控的单向摩擦阻尼器。

背景技术：

0、技术背景

1、建筑结构在整个生命周期内会不断受到外部影响产生振动，其中包括周边环境(如老旧建筑的拆迁、大型施工设备的扰动和高铁运行的振动等)和地震作用的影响，尤其一旦发生地震就会极大影响建筑的正常使用并对人身生命产生极大威胁。此外，地震后的建筑修复和重建也是较为复杂的问题。因此建筑的减震措施显得尤为重要，随着目前建筑减震技术的发展，产生了以可更换、自复位等为特点，以摩擦耗能、部分构件屈服为代表的摩擦阻尼器，在一定程度上减小了外部震动对建筑物产生的影响。

2、但传统的摩擦阻尼器一般刚度较大，在小位移下不能较好的发挥作用，使得建筑在小震、外部振动等小位移环境下易产生疲劳破坏，此问题对于钢结构建筑尤为突出。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种可自控的单向摩擦阻尼器，随着建筑位移的增大，摩擦耗能呈现递增效果，不用再针对建筑的大小位移分别设计分级摩擦系统，而是根据建筑位移的变化连续自动控制阻尼器的耗能，从而起到有效减震的效果，延长建筑寿命。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、本分明提出一种可自控的单向摩擦阻尼器，其特征在于，包括框架，所述框架内上壁与下壁之间的距离由小到大，框架内设置有弹性系统及摩擦系统，所述弹性系统穿过摩擦系统，且两端分别与框架的上壁和下壁接触，所述摩擦系统部分位于框架外部。

4、进一步地，所述框架的内部为梯形状，框架上壁与下壁均为腰。

5、进一步地，所述框架内的两个腰表面上均设置有滑槽，弹性系统的两端分别嵌于滑槽内。

6、进一步地，所述弹性系统包括导杆、碟簧及楔块，所述导杆穿过摩擦系统且两端分别嵌入滑槽内，所述框架的上壁与摩擦系统之间及框架下壁与摩擦系统之间均设置有碟簧，所述碟簧套设于导杆上，碟簧远离摩擦系统的一端设置有楔块，楔块套设于导杆上，楔块的宽度大于滑槽槽口的宽度。

7、进一步地，碟簧处于原长时，楔块的上下表面分别与碟簧和滑槽槽口接触。

8、进一步地，两个滑槽底部之间距离与导杆长度相等。

9、进一步地，所述摩擦系统包括第一摩擦板及第二摩擦板，所述第一摩擦板一端与框架侧壁固定连接，另一端与第二摩擦板上下接触，所述第一摩擦板上设置有摩擦孔第二摩擦板远离第一摩擦板的一端位于框架外部，所述导杆穿过第一摩擦板上的摩擦孔及第二摩擦板。

10、进一步地，所述第一摩擦板上下设置两个，所述第二摩擦板靠近第一摩擦板的一端被夹于两个第一摩擦板之间，所述碟簧一端与楔块接触，另一端与第一摩擦板接触。

11、进一步地，所述第一摩擦板远离第二摩擦板一端两侧设置有与其配套的卡接块，所述卡接块与框架侧壁固定连接。

12、进一步地，第二摩擦板外露端与连接板固定连接。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

14、(1)本发明提供的阻尼器能更全面、更灵活的应对大小振动作用，摩擦板与碟簧间的搭配组合不再传统的区分大小位移情况，无需设计多个耗能系统分别应对建筑物的大位移和小位移，本发明的阻尼器能根据位移大小连续自动控制摩擦力耗能的高低，从而延长建筑寿命，仅一个摩擦系统就能更好的应对大小位移，在建筑物发生小位移时，摩擦耗能低，能满足减震需求的同时，可使建筑物回复至原位，不会造成建筑产生疲劳破坏，可延长建筑寿命。

15、(2)本发明提供的阻尼器构造简单，没有复杂的部件和孔洞，内部所有部件不需螺栓连接即能保持阻尼器的整体性，同时以尽可能少的材料通过控制摩擦力的大小实现灵活应对大小位移的设计目标，相对于传统的分级摩擦阻尼器，该阻尼器的工作原理清晰明确，对于阻尼器耗能能力的计算推导更方便有利。

16、(3)本发明提供的阻尼器能更好的发挥碟簧与摩擦板之间的组合作用，可在不多占用空间的前提下设置多个弹性系统，可通过多个不同组合(对合、叠合)的碟簧的协同作用，使得阻尼器能满足位移要求和耗能要求，且碟簧使得该阻尼器兼有自复位效果。

技术特征：

1.一种可自控的单向摩擦阻尼器，其特征在于，包括框架(1)，所述框架(1)内上壁与下壁之间的距离由小到大，框架(1)内设置有弹性系统(2)及摩擦系统(3)，所述弹性系统(2)穿过摩擦系统(3)，且两端分别与框架(1)的上壁和下壁接触，所述摩擦系统(3)部分位于框架(1)外部。

2.根据权利要求1所述可自控的单向摩擦阻尼器，其特征在于，所述框架(1)的内部为梯形状，框架上壁与下壁均为腰。

3.根据权利要求2所述可自控的单向摩擦阻尼器，其特征在于，所述框架(1)内的两个腰表面上均设置有滑槽(101)，弹性系统(2)的两端分别嵌于滑槽(101)内。

4.根据权利要求3所述可自控的单向摩擦阻尼器，其特征在于，所述弹性系统(2)包括导杆(201)、碟簧(202)及楔块(203)，所述导杆(201)穿过摩擦系统(3)且两端分别嵌入滑槽(101)内，所述框架(1)的上壁与摩擦系统(3)之间及框架(1)下壁与摩擦系统(3)之间均设置有碟簧(202)，所述碟簧(202)套设于导杆(201)上，碟簧(202)远离摩擦系统(3)的一端设置有楔块(203)，楔块(203)套设于导杆(201)上，楔块(203)的宽度大于滑槽(101)槽口的宽度。

5.根据权利要求4所述可自控的单向摩擦阻尼器，其特征在于，碟簧(202)处于原长时，楔块(203)的上下表面分别与碟簧(202)和滑槽(101)槽口接触。

6.根据权利要求4所述可自控的单向摩擦阻尼器，其特征在于，两个滑槽(101)底部之间距离与导杆(201)长度相等。

7.根据权利要求4所述可自控的单向摩擦阻尼器，其特征在于，所述摩擦系统(3)包括第一摩擦板(301)及第二摩擦板(302)，所述第一摩擦板(301)一端与框架(1)侧壁固定连接，另一端与第二摩擦板(302)上下接触，所述第一摩擦板(301)上设置有摩擦孔(303)第二摩擦板(302)远离第一摩擦板(301)的一端位于框架(1)外部，所述导杆(201)穿过第一摩擦板(301)上的摩擦孔(303)及第二摩擦板(302)。

8.根据权利要求7所述可自控的单向摩擦阻尼器，其特征在于，所述第一摩擦板(301)上下设置两个，所述第二摩擦板(302)靠近第一摩擦板(301)的一端被夹于两个第一摩擦板(301)之间，所述碟簧(202)一端与楔块(203)接触，另一端与第一摩擦板(301)接触。

9.根据权利要求6所述可自控的单向摩擦阻尼器，其特征在于，所述第一摩擦板(301)远离第二摩擦板(302)一端两侧设置有与其配套的卡接块(4)，所述卡接块(4)与框架(1)侧壁固定连接。

10.根据权利要求5所述可自控的单向摩擦阻尼器，其特征在于，第二摩擦板(302)外露端与连接板(5)固定连接。

技术总结本发明涉及一种可自控的单向摩擦阻尼器，包括框架，所述框架内上壁与下壁之间的距离由小到大，框架内设置有弹性系统及摩擦系统，所述弹性系统穿过摩擦系统，且两端分别与框架上壁和下壁接触，所述摩擦系统部分位于框架外部；本发明随着建筑物位移的增大，弹性系统自身弹性势能增加，弹性系统与框架间的作用力增大，摩擦耗能增加，阻尼器的耗能会随着建筑物位移的增大呈现递增趋势，在建筑物复位过程中，弹性系统弹性势能逐渐减小，弹性系统与框架间的作用力逐渐减小，阻尼器耗能逐渐减小，不影响建筑物完全复位，不会使建筑物产生残余变形或发生疲劳，可延长建筑物寿命。技术研发人员：马恺泽,林桂锐受保护的技术使用者：长安大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2