本发明属于土木工程抗震与减震领域，涉及一种可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器。
背景技术：
随着建筑高度日趋增加，对于抗震的要求也在不断增加，尤其是地震地区。根据实际考察得知，剪力墙是地震过程中最易被破坏的结构，尤其是剪力墙底部区域较为容易破坏，甚至会出现剪力墙墙趾处混凝土被压脱落，所以剪力墙的减震隔震的提出是有必要的。阻尼器从受力形式上可分为轴向屈服型、剪切屈服型、弯曲屈服型和扭转屈服型阻尼器，已有的耗能阻尼器有以下这几种：x形和三角形耗能器、扭转梁耗能器、弯曲梁耗能器、u型钢板耗能器、钢棒耗能器、圆环耗能器、双圆环耗能器、加劲圆环耗能器等。相比于摩擦型、粘滞液体型等其他类型阻尼器，金属阻尼器具有易加工、滞回性能稳定、易于更换、造价及维护费用低廉等特点，被广泛用于工程结构的抗震加固和修复领域。
阻尼器能够有效的吸收并消耗地震所产生能量，可以减轻地震时所带来的影响，最大程度的保持结构的整体性。在可更换结构是实现可恢复功能结构的最节省方法，将可更换构件做成相对薄弱构件，这样能够在地震时使结构的损伤主要集中在可更换构件，能够有利于震后对受损的可更换构件快速更换，尽快恢复结构的正常使用功能。
将结构可更换部位强度相对削弱，或在该部位设置延性耗能构件，将削弱部位或耗能构件设置为可更换构件，并与主体结构通过方便拆卸的装置连接，即为带有可更换构件的结构体系。在地震作用下，结构将破坏集中于可更换构件，通过延性可更换构件发生塑性变形，耗散地震输入能量，保护主体结构不受破坏或只受微小破坏，地震作用后只需更换耗能构件即可恢复结构功能，然而现有阻尼器减震耗能方向单一，减震耗能性能较差，且阻尼器的滞回曲线较差。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，该阻尼器的减震耗能性能优异，且滞回曲线较好。
为达到上述目的，本发明所述的可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器包括活动方杆、上端板、左侧竖板、右侧竖板、前侧竖板、后侧竖板、下端板、左侧横板、右侧横板、前侧横板、后侧横板、左侧固定板、右侧固定板、前侧固定板、后侧固定板及粘滞器；
活动方杆的上端固定于上端板的底部，左侧竖板、右侧竖板、前侧竖板及后侧竖板均固定于下端板上，且左侧竖板与活动方杆之间通过左侧横板相连接，右侧竖板与活动方杆之间通过右侧横板相连接，前侧竖板与活动方杆之间通过前侧横板相连接，后侧竖板与活动方杆之间通过后侧横板相连接；
左侧横板与下端板之间通过左侧固定板相连接，右侧横板与下端板之间通过右侧固定板相连接，前侧横板与下端板之间通过前侧固定板相连接，后侧横板与下端板之间通过后侧固定板相连接；
粘滞器固定于下端板上，其中，所述粘滞器包括套筒、活塞、活塞杆及弹簧，其中，套筒固定于下端板上，活塞位于套筒内，活塞杆的下端与活塞相连接，活塞杆的上端固定于活动方杆的下端面上，弹簧套接于活塞杆上，且弹簧的上端固定于活动方杆的下端面上，弹簧的下端固定于套筒的上端面上。
活动方杆与上端板之间设置有上部加劲肋。
下端板与左侧竖板、右侧竖板、前侧竖板及后侧竖板之间均设置有下部加劲肋。
左侧横板、右侧横板、前侧横板及后侧横板均为波纹板。
粘滞器的数目为四个。
左侧固定板的中部、右侧固定板的中部、前侧固定板的中部及后侧固定板的中部均为弧形结构。
该弧形结构对应的弧角为135°。
上端板与下端板上均设置有用于连接外部结构的螺栓孔。
左侧横板、右侧横板、前侧横板及后侧横板的高度不同。
活动方杆与左侧竖板、右侧竖板、前侧竖板及后侧竖板之间的距离相同。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器在具体操作时，通过活动方杆、左侧横板、右侧横板、前侧横板、后侧横板、弹簧及粘滞器组成的运动部分在地震时进行耗能，并产生弯曲变形来共同吸收地震所带来的能量，从而降低因外部变形而对剪力墙产生的破坏，与传统阻尼器相对比，该阻尼器具有良好的滞回曲线，且具有双重保险以应对突变的灾害，减震、隔震性能优异，用在剪力墙后能够大幅度提高剪力墙的变形能力，减少剪力墙的破坏，且破坏后能够对损坏的软钢部分进行更换，大大提高了经济效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的剖面图；
图3为本发明的主视图；
图4为本发明的左视图；
图5为本发明的俯视图；
图6为本发明的工程应用示意图。
其中，1为上端板、2为下端板、3为上部加劲肋、4为下部加劲肋、5为活动方杆、6为左侧竖板、7为右侧竖板、8为前侧竖板、9为后侧竖板、10为左侧横板、11为右侧横板、12为前侧横板、13为后侧横板、14为左侧固定板、15为右侧固定板、16为前侧固定板、17为后侧固定板、18为弹簧、19为粘滞器、20为剪力墙。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1至图6，本发明所述的可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器包括活动方杆5、上端板1、左侧竖板6、右侧竖板7、前侧竖板8、后侧竖板9、下端板2、左侧横板10、右侧横板11、前侧横板12、后侧横板13、左侧固定板14、右侧固定板15、前侧固定板16、后侧固定板17及粘滞器19；活动方杆5的上端固定于上端板1的底部，左侧竖板6、右侧竖板7、前侧竖板8及后侧竖板9均固定于下端板2上，且左侧竖板6与活动方杆5之间通过左侧横板10相连接，右侧竖板7与活动方杆5之间通过右侧横板11相连接，前侧竖板8与活动方杆5之间通过前侧横板12相连接，后侧竖板9与活动方杆5之间通过后侧横板13相连接；左侧横板10与下端板2之间通过左侧固定板14相连接，右侧横板11与下端板2之间通过右侧固定板15相连接，前侧横板12与下端板2之间通过前侧固定板16相连接，后侧横板13与下端板2之间通过后侧固定板17相连接；粘滞器19固定于下端板2上，其中，所述粘滞器19包括套筒、活塞、活塞杆及弹簧18，其中，套筒固定于下端板2上，活塞位于套筒内，活塞杆的下端与活塞相连接，活塞杆的上端固定于活动方杆5的下端面上，弹簧18套接于活塞杆上，且弹簧18的上端固定于活动方杆5的下端面上，弹簧18的下端固定于套筒的上端面上。
活动方杆5与上端板1之间设置有上部加劲肋3；下端板2与左侧竖板6、右侧竖板7、前侧竖板8及后侧竖板9之间均设置有下部加劲肋4；左侧横板10、右侧横板11、前侧横板12及后侧横板13均为波纹板；左侧固定板14的中部、右侧固定板15的中部、前侧固定板16的中部及后侧固定板17的中部均为弧形结构该弧形结构对应的弧角为135°。
粘滞器19的数目为四个；活动方杆5与左侧竖板6、右侧竖板7、前侧竖板8及后侧竖板9之间的距离相同；上端板1与下端板2上均设置有用于连接外部结构的螺栓孔；左侧横板10、右侧横板11、前侧横板12及后侧横板13的高度不同。
右侧横板11与右侧固定板15采用双螺栓固定，为避免应力集中，右侧横板11与活动方杆5采用稍大些螺栓固定。下部加劲肋4的高度、宽度和厚度均为10cm。
将本发明安装于剪力墙20下端的侧面，本发明在地震发生后，通过活动方杆5、左侧横板10、右侧横板11、前侧横板12、后侧横板13、弹簧18及粘滞器19共同运动来耗能，该阻尼器可在地震时保护结构不受破坏或受到较少破坏，同时还能在发生破坏后进行快速的更换，从来达到对结构的保护，实现安全和经济的目的。
技术特征：
1.一种可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，包括活动方杆(5)、上端板(1)、左侧竖板(6)、右侧竖板(7)、前侧竖板(8)、后侧竖板(9)、下端板(2)、左侧横板(10)、右侧横板(11)、前侧横板(12)、后侧横板(13)、左侧固定板(14)、右侧固定板(15)、前侧固定板(16)、后侧固定板(17)及粘滞器(19)；
活动方杆(5)的上端固定于上端板(1)的底部，左侧竖板(6)、右侧竖板(7)、前侧竖板(8)及后侧竖板(9)均固定于下端板(2)上，且左侧竖板(6)与活动方杆(5)之间通过左侧横板(10)相连接，右侧竖板(7)与活动方杆(5)之间通过右侧横板(11)相连接，前侧竖板(8)与活动方杆(5)之间通过前侧横板(12)相连接，后侧竖板(9)与活动方杆(5)之间通过后侧横板(13)相连接；
左侧横板(10)与下端板(2)之间通过左侧固定板(14)相连接，右侧横板(11)与下端板(2)之间通过右侧固定板(15)相连接，前侧横板(12)与下端板(2)之间通过前侧固定板(16)相连接，后侧横板(13)与下端板(2)之间通过后侧固定板(17)相连接；
粘滞器(19)固定于下端板(2)上，其中，所述粘滞器(19)包括套筒、活塞、活塞杆及弹簧(18)，其中，套筒固定于下端板(2)上，活塞位于套筒内，活塞杆的下端与活塞相连接，活塞杆的上端固定于活动方杆(5)的下端面上，弹簧(18)套接于活塞杆上，且弹簧(18)的上端固定于活动方杆(5)的下端面上，弹簧(18)的下端固定于套筒的上端面上。
2.根据权利要求1所述的可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，活动方杆(5)与上端板(1)之间设置有上部加劲肋(3)。
3.根据权利要求1所述的可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，下端板(2)与左侧竖板(6)、右侧竖板(7)、前侧竖板(8)及后侧竖板(9)之间均设置有下部加劲肋(4)。
4.根据权利要求1所述的可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，左侧横板(10)、右侧横板(11)、前侧横板(12)及后侧横板(13)均为波纹板。
5.根据权利要求1所述的可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，粘滞器(19)的数目为四个。
6.根据权利要求1所述的可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，左侧固定板(14)的中部、右侧固定板(15)的中部、前侧固定板(16)的中部及后侧固定板(17)的中部均为弧形结构。
7.根据权利要求6所述的可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，该弧形结构对应的弧角为135°。
8.根据权利要求1所述的可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，上端板(1)与下端板(2)上均设置有用于连接外部结构的螺栓孔。
9.根据权利要求1所述的可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，左侧横板(10)、右侧横板(11)、前侧横板(12)及后侧横板(13)的高度不同。
10.根据权利要求1所述的可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，其特征在于，活动方杆(5)与左侧竖板(6)、右侧竖板(7)、前侧竖板(8)及后侧竖板(9)之间的距离相同。
技术总结
本发明公开了一种可更换新式波纹粘滞弹簧组合软钢阻尼器，包括活动方杆、上端板、左侧竖板、右侧竖板、前侧竖板、后侧竖板、下端板、左侧横板、右侧横板、前侧横板、后侧横板、左侧固定板、右侧固定板、前侧固定板、后侧固定板及粘滞器，该阻尼器的减震耗能性能优异，且滞回曲线较好。
技术研发人员：王威;宋鸿来;甄国凯;李昱;王冰洁
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：.11.26
技术公布日：.02.28
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