一种阻尼耗能装置及其ε型钢结构的制作方法

专利名称：一种阻尼耗能装置及其ε型钢结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及桥梁抗震结构技术领域，更具体的涉及一种阻尼耗能装置及其ε型钢结构。
背景技术：
桥梁是交通运输的枢纽工程，其一旦发生坍塌，将对人民的生命财产造成巨大损失。因此，桥梁也是各交通基础设施中技术要求和质量要求最高的交通设施。在世界各地发生的大地震中，首当其冲的是桥梁设施。桥梁设施容易遭到破坏，桥梁破坏将导致交通阻断，易引起较严重的次生灾害。因此，地震区桥梁必须采用抗震措施， 以保证桥梁震后仍能正常使用。目前，桥梁结构中广泛采用具有弹塑性的钢结构来耗散地震输入至桥梁的能量， 利用该类弹塑性钢阻尼耗能装置可有效降低桥梁的地震响应。现有技术中，上述弹塑性钢阻尼耗能装置，其弹塑性型钢大多采用C型钢和E型钢。然而，C型钢受其自身结构的限制，阻尼力较小，耗能效果较差；E型钢体积较大， 安装受限制程度较大。因此，如何提供在解决安装限制小的基础上，提高阻尼耗能装置的阻尼耗能效果， 成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种阻尼耗能装置的ε型钢结构，其能够在保证安装限制较小的基础上，有效提高阻尼耗能装置的阻尼耗能效果。本发明还提供了一种包括上述ε型钢结构的阻尼耗能装置。本发明提供的一种阻尼耗能装置的ε型钢结构，包括并排设置的第一弧段和第二弧段，且所述第一弧段与所述第二弧段的开口方向一致，所述第一弧段的一端与所述第二弧段的一端相交为一体式结构；所述第一弧段的另一端和所述第二弧段的另一端均为固定端，且所述第一弧段的固定端和所述第二弧段的固定端分别与所述阻尼耗能装置的固定部相铰接，所述第一弧段和所述第二弧段相交的一端为移动端，且所述移动端与所述阻尼耗能装置的移动部相铰接。优选地，所述第一弧段的固定端和所述第二弧段的固定端均设有与所述固定部的销孔相对应的第一销孔，所述移动端设有与所述移动部的销孔相对应的第二销孔。优选地，所述第一销孔与所述第二销孔内均涂有润滑脂层。优选地，所述第二销孔的直径大于或等于所述第一销孔的直径的1. 5倍。优选地，所述第一弧段的固定端、所述第二弧段的固定端及所述移动端均为圆弧状结构。优选地，所述第一弧段与所述第二弧段的相交位置设有圆形倒角。本发明还提供了一种阻尼耗能装置，包括固定部、移动部及弹塑性型钢，所述弹塑性型钢为如上述任一项所述的ε型钢结构。优选地，所述固定部设有与所述第一弧段和第二弧段的固定端相对应的第一耳板，且所述第一弧段和所述第二弧段的固定端通过设置于所述第一耳板的销孔与所述固定部相连接。优选地，述移动部设有与所述移动端相对应的第二耳板，且所述移动端通过设置于所述第二耳板的销孔与所述移动部相连接。优选地，所述第一耳板的销孔和所述第二耳板的销孔内部均设有润滑脂层。本发明提供的一种阻尼耗能装置的ε型钢结构，包括并排设置的第一弧段和第二弧段，且所述第一弧段与所述第二弧段的开口方向一致，所述第一弧段的一端与所述第二弧段的一端相交为一体式结构；所述第一弧段的另一端和所述第二弧段的另一端均为固定端，且所述第一弧段的固定端和所述第二弧段的固定端分别与所述阻尼耗能装置的固定部相铰接，所述第一弧段和所述第二弧段相交的一端为移动端，且所述移动端与所述阻尼耗能装置的移动部相铰接。如此设置，本发明提供的ε型钢结构，其具有第一弧段和第二弧段，且第一弧段和第二弧段连接为一体式结构，故该ε型钢结构相当于现有技术的两个C型钢结构，当桥梁振动时，ε型钢结构的两端的固定端固定不动，其移动端随阻尼耗能装置的移动部往复位移，使得ε型钢结构的弧形部位反复发生塑性变形以抵消振动能量。故其阻尼力较大， 耗能效果较好。此外，本发明提供的ε型钢结构相比于现有技术的E型钢结构，其占用空间较小，安装限制小，且能够有效节省造价较高的弹塑性材料。显然本发明提供的阻尼耗能装置的ε型钢结构，其能够在保证安装限制小的基础上，有效提高阻尼耗能装置的阻尼耗能效果。本发明还提供了一种阻尼耗能装置，包括固定部、移动部及弹塑性型钢，所述弹塑性型钢为上述所述的ε型钢结构。如此设置，本发明提供的阻尼耗能装置，能够在保证安装不受限制的基础上，有效提高其阻尼耗能效果，其有益效果的推导过程与上述ε型钢结构所带来的有益效果的推导过程大体相同，故本文不再赘述。


图1为本发明具体实施方式
中阻尼耗能装置的ε型钢结构示意图；图2为本发明具体实施方式
中阻尼耗能装置的结构示意图。
具体实施例方式本发明提供了一种阻尼耗能装置的ε型钢结构，其能够在保证安装限制较小的基础上，有效提高阻尼耗能装置的阻尼耗能效果。本发明还提供了一种包括上述ε型钢结构的阻尼耗能装置。下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。请参考图1和图2，图1为本发明具体实施方式
中阻尼耗能装置的ε型钢结构示意图；图2为本发明具体实施方式
中阻尼耗能装置的结构示意图。本具体实施方式
所提供的一种阻尼耗能装置的ε型钢结构，包括第一弧段11和第二弧段12，第一弧段11和第二弧段12并排设置，且第一弧段11和第二弧段12的开口方向相一致，第一弧段11的一端和第二弧段12的一端相交为一体式结构。需要说明的是，第一弧段11和第二弧段12可具体为半圆状结构，当然也可为椭圆弧状结构，其弧度与弧长可根据实际情况具体设定，本发明对第一弧段11和第二弧段12的具体弧度和弧长不作具体限定。第一弧段11和第二弧段12为一体式结构，由于二者并排设置，二者的一端为一体式结构，故其形状类似两个一体式的C型钢。此外，需要说明的是，第一弧段11和第二弧段 12的一端相交为一体式结构，二者的另一端均为固定端131，第一弧段11和第二弧段12的固定端131与阻尼耗能装置的固定部141相连接。第一弧段11和第二弧段12相交的一端为移动端132，该移动端与阻尼耗能装置的移动部142相铰接。需要说明的是，阻尼耗能装置的固定部141为固定不动的，其移动部142可发生反复位移。如此设置，当桥梁振动时，ε型钢结构两端的固定端131固定不动，其移动端132 随阻尼耗能装置的移动部142往复位移，使得ε型钢结构的弧形部位反复发生塑性变形以抵消振动能量。故其阻尼力较大，耗能效果较好。此外，本具体实施方式
所提供的ε型钢结构相比于现有技术的E型钢结构，其占用空间较小，占用空间仅为同样性能的E型钢结构的三分之二左右，故其安装限制小，材料可节约30% -40%。显然，本具体实施方式
所提供的阻尼耗能装置的ε型钢结构，其能够在保证安装限制小的基础上，有效提高阻尼耗能装置的阻尼耗能效果。本具体实施方式
所提供的ε型钢结构，其可通过如下方式连接于阻尼耗能装置的固定部141和移动部142。第一弧段11和第二弧段12的固定端131可均设有第一销孔 1311，需要说明的是，阻尼耗能装置的固定部141具有销孔，第一销孔1311与固定部141的销孔相适配，销轴同时插装于第一销孔1311和固定部141的销孔。同样，ε型钢结构的移动端132可设有第二销孔1321，阻尼耗能装置的移动部142同样设有销孔，第二销孔1321 与移动部142的销孔相适配，二者同样通过销轴连接于一起。如此可采用销装的方式将ε 型钢结构与阻尼耗能装置的固定部141。需要说明的是，当桥梁产生振动时，销轴与销孔侧壁发生相对转动，必然产生较严重的摩擦。为了减小销轴与销孔之间的磨损，本具体实施方式
所提供的ε型钢结构，其第一销孔1311和第二销孔1321内均涂有润滑脂层。如此设置，当销轴与销孔产生相对转动时，由于二者之间具有润滑脂，故二者之间的摩擦力可有效减小，进而避免了销轴与销孔磨损的问题。此外，需要说明的是，处于中间位置的移动端的销轴所受到的剪切应力大于处于两端位置的固定端的销轴所受到的剪切应力，中间所受到的剪切应力大体为两端剪切应力的2背，故中间位置的销轴易被剪断。鉴于此，本具体实施方式
所提供的第二销孔1321的直径大于或等于第一销孔 1311的直径的1. 5倍。如此设置，插入于第二销孔1321的销轴直径大于或等于第一销孔 1311内的销轴直径的1. 5倍。故可有效规避第二销孔1321内的销轴被剪断的问题。此外，为了使得ε型钢结构受力均勻，其第一弧段11与第二弧段12相交位置设有圆形倒角15。如此设置，由第一弧段11相第二弧段12过度较圆滑，二者之间力的传递较均勻。本具体实施方式
还提供了一种阻尼耗能装置，包括固定部、移动部及弹塑性型钢。 需要说明的是，上述弹塑性型钢为上述各具体实施方式
中所述的ε型钢结构。如此设置， 本具体实施方式
所提供的阻尼耗能装置，能够在保证安装限制较小的基础上，有效提高其阻尼耗能效果，其有益效果的推导过程与上述ε型钢结构所带来的有益效果的推导过程大体相同，故本文不再赘述。本具体实施方式
所提供的阻尼耗能装置，其固定部141可设有第一耳板1411，第一耳板1411上设有与第一销孔1311相对应的销孔，第一弧段11和第二弧段12的固定端 131通过插装于第一销孔1311和设置于第一耳板1411的销孔的销轴分别与固定部141相连接。同样，阻尼耗能装置的移动部142可设有与移动端132相对应的第二耳板1421，第二耳板1421上设有与第二销孔1321相对应的销孔，移动端132通过插装于第二销孔1321 和设置于第二耳板1421的销孔的销轴与移动部142相连接。同样，为了避免第一耳板1411和第二耳板1421上的销孔与销轴发生磨损的问题， 本具体实施方式
所提供的设置于第一耳板1411的销孔和设置于第二耳板1421的销孔内壁可均设有润滑脂层。如此设置，可有效规避第一耳板1411和第二耳板1421上的销孔与销轴发生磨损的问题，以上对本发明所提供的一种阻尼耗能装置及其ε型钢结构进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种阻尼耗能装置的ε型钢结构，其特征在于，包括并排设置的第一弧段和第二弧段，且所述第一弧段与所述第二弧段的开口方向一致，所述第一弧段的一端与所述第二弧段的一端相交为一体式结构；所述第一弧段的另一端和所述第二弧段的另一端均为固定端，且所述第一弧段的固定端和所述第二弧段的固定端分别与所述阻尼耗能装置的固定部相铰接，所述第一弧段和所述第二弧段相交的一端为移动端，且所述移动端与所述阻尼耗能装置的移动部相铰接。
2.如权利要求1所述的一种阻尼耗能装置的ε型钢结构，其特征在于，所述第一弧段的固定端和所述第二弧段的固定端均设有与所述固定部的销孔相对应的第一销孔，所述移动端设有与所述移动部的销孔相对应的第二销孔。
3.如权利要求2所述的一种阻尼耗能装置的ε型钢结构，其特征在于，所述第一销孔与所述第二销孔内均涂有润滑脂层。
4.如权利要求2所述的一种阻尼耗能装置的ε型钢结构，其特征在于，所述第二销孔的直径大于或等于所述第一销孔的直径的1. 5倍。
5.如权利要求4所述的一种阻尼耗能装置的ε型钢结构，其特征在于，所述第一弧段的固定端、所述第二弧段的固定端及所述移动端均为圆弧状结构。
6.如权利要求5所述的一种阻尼耗能装置的ε型钢结构，其特征在于，所述第一弧段与所述第二弧段的相交位置设有圆形倒角。
7.—种阻尼耗能装置，包括固定部、移动部及弹塑性型钢，其特征在于，所述弹塑性型钢为权利要求1-6任一项所述的ε型钢结构。
8.如权利要求7所述的阻尼耗能装置，其特征在于，所述固定部设有与所述第一弧段和第二弧段的固定端相对应的第一耳板，且所述第一弧段和所述第二弧段的固定端通过设置于所述第一耳板的销孔与所述固定部相连接。
9.如权利要求8所述的阻尼耗能装置，其特征在于，所述移动部设有与所述移动端相对应的第二耳板，且所述移动端通过设置于所述第二耳板的销孔与所述移动部相连接。
10.如权利要求9所述的阻尼耗能装置，其特征在于，所述第一耳板的销孔和所述第二耳板的销孔内部均设有润滑脂层。
全文摘要
本发明公开了一种阻尼耗能装置的ε型钢结构，包括并排设置的第一弧段和第二弧段，且第一弧段与第二弧段的开口方向一致，第一弧段的一端与第二弧段的一端相交为一体式结构；第一弧段的另一端和第二弧段的另一端均为固定端，且第一弧段的固定端和第二弧段的固定端分别与阻尼耗能装置的固定部相铰接，第一弧段和第二弧段相交的一端为移动端，且移动端与阻尼耗能装置的移动部相铰接。如此设置，本发明公开的ε型钢结构，其能够在保证阻尼耗能装置安装限制小的基础上，有效提高阻尼耗能装置的阻尼耗能效果。本发明还公开了一种包括上述ε型钢结构的阻尼耗能装置。
文档编号E04B1/98GK102312408SQ20111027311
公开日2012年1月11日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者刘军, 李文斌, 郝红肖, 郭红锋, 陈彦北 申请人:株洲时代新材料科技股份有限公司