CN106049698B - 适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置，其包括两块约束板件、中间板件、粘弹性材料层以及固定所述中间板件和约束板件的连接板件，所述粘弹性材料层设置在两块约束板件之间，所述中间板件位于所述粘弹性材料层之间，所述连接板件分别与所述中间板件和所述约束板件可转动连接。本发明通过连接板件分别与所述中间板件和所述约束板件可转动连接，可以用于任意夹角的节点连接处，可以通过控制结构杆件之间的角位移变化，能有效消耗风振或地震等作用在结构的能量，并提高输电杆塔刚度，进而进行起到抑制结构振动的作用，而且本发明还具有结构简单，可设计性强，加工、使用方便，占用空间小，成本低等优点。

Description

适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置

技术领域

本发明涉及土木工程结构的抗震装置领域，具体涉及一种应用在梁柱等结构的安装节点上的适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置。

背景技术

地震力和风振力是建筑结构所承受的主要控制荷载，也是导致建筑结构发生破坏和倒塌的主要因素，准确地认识结构在动荷载作用下的受力机理和动力响应，并对其实施可靠的抗振保护措施是一个前沿性的研究课题。结构耗能减振控制是一种新型的抗振方式，即利用耗能减振装置消耗外部激励能量，以达到减轻外部激励对主结构的破坏。目前，结构耗能减振技术在实际土木工程中的应用越来越广泛，耗能减振装置主要有流体阻尼装置、金属阻尼装置、摩擦阻尼装置、粘弹性阻尼装置等。

其中，粘弹性阻尼装置作为一种常用的减振结构，一般情况下，其是在线位移下起作用。当结构受到地震或风荷载时，结构层间发生相对位移，内外钢板发生相对运动，带动粘弹性材料往复变形发热，损耗能量，从而减小并迅速衰减结构在地震或风荷载作用下的振动，实现减振耗能的目的。但是此类阻尼装置并不适用于高耸结构梁柱节点的加固和角位移型耗能减振。

申请公开号为CN101713226A的发明专利公布了一种梁柱节点加固弧形粘弹性阻尼装置，其作为适用于梁柱节点耗能减振的阻尼装置由滑动摩擦阻尼装置和粘弹性阻尼装置构成，该发明所示的阻尼装置呈弧形布置，能够适用于角位移型减振耗能，但是其构造复杂，只能用在夹角为90度的梁柱节点处，不适用于高耸结构中夹角为锐角的主材斜材节点处。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种结构简单、能够应用在任意夹角的梁柱节点连接处的适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置。具体技术方案如下：

一种适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置，包括两块约束板件、中间板件、粘弹性材料层以及固定所述中间板件和约束板件的连接板件，所述粘弹性材料层设置在两块约束板件之间，所述中间板件位于所述粘弹性材料层之间，所述连接板件分别与所述中间板件和所述约束板件可转动连接。

根据本发明的一个示例，所述连接板件包括两个第一连接板件和两个第二连接板件，所述中间板件安装在两个第一连接板件之间，所述两块约束板件位于安装在所述两块第二连接板件之间。

根据本发明的一个示例，所述第一连接板件与所述中间板件的连接处设置有摩擦材料层，所述第二连接板件与所述约束板件的连接处设置有摩擦材料层。

根据本发明的一个示例，所述摩擦材料层的材质为高分子合成材料。

根据本发明的一个示例，所述的第一连接板件与中间板件上均开设有安装孔，安装孔安装有连接件，所述第一连接板件与中间板件通过连接件可转动连接。

根据本发明的一个示例，所述的第二连接板件与约束板件上均开设有安装孔，安装孔内安装有连接件，所述第二连接板件与约束板件通过连接件可转动连接。

根据本发明的一个示例，还包括温度传感器、控制装置及温度调节装置，所述控制装置与所述检测装置及温度调节装置控制连接，所述温度调节装置安装在所述约束板件上，所述温度检测装置检测所述粘弹性材料层的温度并将数据信号传输至所述控制装置，所述控制装置根据该数据信号控制所述温度调节装置对所述弹性材料层进行温度控制。

根据本发明的一个示例，所述控制装置包括壳体、PCB电路板以及设置在PCB板上的控制芯片和功率器件。

根据本发明的适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置，不同于现有技术，具有以下优点：

1、本发明通过连接板件分别与所述中间板件和所述约束板件可转动连接，可以用于任意夹角的节点连接处。

2、本发明中第一连接板件与所述中间板件的连接处设置有摩擦材料层，第二连接板件与所述约束板件的连接处设置有摩擦材料层，采用了转动摩擦耗能机制与粘弹性耗能机制相结合的复合耗能机制，转角摩擦耗能机制的采用使得可以在任意节点大小处使用，只要在安装过程中调整恰当即可，可实现较大的耗能。

3、本发明结构简单，可设计性强，其采用了转动摩擦耗能机制与粘弹性耗能机制相结合的复合耗能机制，加工简单，使用方便。

4、本发明占用空间小，成本低。

5、本发明设置有温度传感器、控制装置及温度调节装置，对粘弹性材料层进行温度控制，保证粘弹性材料层处于最佳工作状态。

附图说明

图1是根据本发明实施例的适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置的示意图；

图2是根据本发明实施例的适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置的剖面示意图；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来详细描述根据本发明的适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置。

如图1和2所示，本发明公开了一种适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置，其包括两块约束板件、中间板件3、粘弹性材料层9以及固定所述中间板件和约束板件的连接板件，粘弹性材料层9设置在两块约束板件之间，中间板件3位于粘弹性材料层9的中间，连接板件分别与中间板件3和约束板件可转动连接。更具体的约束板件包括第一约束板件4和第二约束板件5，连接板件包括两个第一连接板件和两个第二连接板件，中间板件3安装在两个第一连接板件之间，两块约束板件安装在两块第二连接板件之间，更具体的第一连接板件包括上部第一连接板件1和下部第一连接板件2，第二连接板件包括上部第二连接板件6和下部第二连接板件7。

有利的，上部第一连接板件1和下部第一连接板件2与中间板件的连接处设置有摩擦材料层8，上部第二连接板件6和下部第二连接板件7与约束板件的连接处也设置有摩擦材料层8。优选的，摩擦材料层8的材质为高分子合成材料。第一连接板件与所述中间板件的连接处设置有摩擦材料层8，第二连接板件与所述约束板件的连接处设置有摩擦材料层8，采用了转动摩擦耗能机制与粘弹性耗能机制相结合的复合耗能机制，转角摩擦耗能机制的采用使得可以在任意节点大小处使用，只要在安装过程中调整恰当即可，可实现较大的耗能。

在本实施例中，第一连接板件与中间板件上均开设有安装孔，安装孔安装有连接件10，第一连接板件与中间板件通过连接件可转动连接。同样的，第二连接板件与约束板件上均开设有安装孔，安装孔内安装有连接件10，第二连接板件与约束板件通过连接件可转动连接，更具体的连接件为螺栓。

实施例二

在上述实施例的基础上，申请人在实验过程中发现，粘弹性材料层主要特征与温度有关，当温度低到一定的程度时，粘弹性材料呈玻璃态，失去阻尼性质；在高温时，它呈橡胶态，阻尼也很小；只有在中频和中等温度时，阻尼最大，阻尼效果最好，因此，申请人在适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置的基础上设置有可以调节温度的系统，该系统包括温度传感器、控制装置及温度调节装置(未示出)，控制装置与检测装置及温度调节装置控制连接，温度调节装置安装在约束板件上，温度检测装置检测粘弹性材料层的温度并将数据信号传输至控制装置，控制装置根据该数据信号控制温度调节装置对弹性材料层进行温度控制。

在本实施例中，控制装置包括壳体、PCB电路板以及设置在PCB板上的控制芯片和功率器件。

申请人发现由于适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置裸露在空气中，控制装置的壳体内容易进入灰尘等杂物，影响了控制装置的使用，容易造成PCB电路板以及设置在PCB板上的控制芯片和功率器件的损坏，进而不能达到良好的温度控制效果，因此，申请人在壳体内设计了灰尘清理系统。

灰尘清理系统包括第一积灰检测装置、第二积灰检测装置、排风口和灰尘吹扫装置，所述灰尘吹扫装置包括清扫进气装置，所述清扫进气装置的进气口处设置过滤装置，所述清扫进气装置与设置于PCB板的电路元件安装面一侧的清扫管路连通，所述清扫管路位于所述电路元件上方，并在对应发热元件的位置处设有自适应出气口，每个所述自适应出气口处设置多片扇形双金属片，在形变温度以下时，所述多片扇形双金属片相互邻近构成圆盘状，从而将所述自适应出气口封闭，高于形变温度时所述双金属片向所述自适应出气口外侧方向弯曲，将所述自适应出气口打开，且当所述双金属片的温度越高时，所述自适应出气口被打开的幅度越大；所述第一积灰检测装置包括用于测量元件散热片电容值的第一电容测量器和比较器，所述元件散热片由多个散热片单体构成，多个散热片单体之间电绝缘，所述第一电容测量器对散热片单体之间的电容进行检测，当比较器判断出测量电容值小于阈值电容时，启动清扫进气装置，经过过滤的空气经由所述清扫管路上的自适应出气口吹出，对所述电路元件进行清扫；排风口所述第二积灰检测装置包括光束发生器和至少一个设置在PCB板上的反射镜面，该光束发生器设置在所述驱动器壳体内部侧壁上，光束发生器以固定的角度将直线光束发射到所述反射镜面，经所述反射镜面反射后，光束被投射到位于驱动器壳体内部侧壁上的光敏开关，光敏开关接收到光束后保持打开状态；当反射镜面上的积灰达到预定厚度时，光敏开关感应不到反射光线，则光敏开关闭合，自动启动清扫进气装置；该第一积灰检测装置和第二积灰检测装置中的任何一者启动清扫进气装置时，该清扫进气装置启动，预定时间后，该清扫进气装置自动关闭。

根据以上实施例所述，本发明提供的适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置，不同于现有技术，其通过连接板件分别与所述中间板件和所述约束板件可转动连接，可以用于任意夹角的节点连接处。其中第一连接板件与所述中间板件的连接处设置有摩擦材料层，第二连接板件与所述约束板件的连接处设置有摩擦材料层，采用了转动摩擦耗能机制与粘弹性耗能机制相结合的复合耗能机制，转角摩擦耗能机制的采用使得可以在任意节点大小处使用，只要在安装过程中调整恰当即可，可实现较大的耗能。其结构简单，可设计性强，其采用了转动摩擦耗能机制与粘弹性耗能机制相结合的复合耗能机制，加工简单，使用方便，占用空间小，成本低。另外，本发明在以上方案基础上新增了温度传感器、控制装置及温度调节装置，对粘弹性材料层进行温度控制，保证粘弹性材料层处于最佳工作状态；另外在控制装置的壳体内设置有灰尘清理系统，提高控制系统的使用寿命及工作效率，可以使粘弹性材料层的温度时刻处于温度可控的状态，进而提高了整个适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置的阻尼效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置，其特征在于，包括两块约束板件、中间板件、粘弹性材料层以及固定所述中间板件和约束板件的连接板件，所述粘弹性材料层设置在两块约束板件之间，所述中间板件位于所述粘弹性材料层之间，所述连接板件分别与所述中间板件和所述约束板件可转动连接；还包括温度传感器、控制装置及温度调节装置，所述控制装置与所述温度传感器及温度调节装置控制连接，所述温度调节装置安装在所述约束板件上，所述温度传感器检测所述粘弹性材料层的温度并将数据信号传输至所述控制装置，所述控制装置根据该数据信号控制所述温度调节装置对所述粘弹性材料层进行温度控制；所述控制装置包括壳体、PCB电路板以及设置在PCB电路板上的控制芯片和功率器件；所述壳体内设有灰尘清理系统，所述灰尘清理系统包括第一积灰检测装置、第二积灰检测装置、排风口和灰尘吹扫装置，所述灰尘吹扫装置包括清扫进气装置，所述清扫进气装置的进气口处设置过滤装置，所述清扫进气装置与设置于PCB电路板的电路元件安装面一侧的清扫管路连通，所述清扫管路位于所述电路元件上方，并在对应发热元件的位置处设有自适应出气口，每个所述自适应出气口处设置多片扇形双金属片，在形变温度以下时，所述多片扇形双金属片相互邻近构成圆盘状，从而将所述自适应出气口封闭，高于形变温度时所述双金属片向所述自适应出气口外侧方向弯曲，将所述自适应出气口打开，且当所述双金属片的温度越高时，所述自适应出气口被打开的幅度越大；所述第一积灰检测装置包括用于测量元件散热片电容值的第一电容测量器和比较器，所述元件散热片由多个散热片单体构成，多个散热片单体之间电绝缘，所述第一电容测量器对散热片单体之间的电容进行检测，当比较器判断出测量电容值小于阈值电容时，启动清扫进气装置，经过过滤的空气经由所述清扫管路上的自适应出气口吹出，对所述电路元件进行清扫；所述第二积灰检测装置包括光束发生器和至少一个设置在PCB电路板上的反射镜面，该光束发生器设置在所述壳体内部侧壁上，光束发生器以固定的角度将直线光束发射到所述反射镜面，经所述反射镜面反射后，光束被投射到位于壳体内部侧壁上的光敏开关，光敏开关接收到光束后保持打开状态；当反射镜面上的积灰达到预定厚度时，光敏开关感应不到反射光线，则光敏开关闭合，自动启动清扫进气装置；该第一积灰检测装置和第二积灰检测装置中的任何一者启动清扫进气装置时，该清扫进气装置启动，预定时间后，该清扫进气装置自动关闭。

2.根据权利要求1所述的适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置，其特征在于，所述连接板件包括两个第一连接板件和两个第二连接板件，所述中间板件安装在两个第一连接板件之间，所述两块约束板件安装在所述两块第二连接板件之间。

3.根据权利要求2所述的适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置，其特征在于，所述第一连接板件与所述中间板件的连接处设置有摩擦材料层，所述第二连接板件与所述约束板件的连接处设置有摩擦材料层。

4.根据权利要求3所述的适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置，其特征在于，所述摩擦材料层的材质为高分子合成材料。

5.根据权利要求4所述的适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置，其特征在于，所述的第一连接板件与中间板件上均开设有安装孔，安装孔安装有连接件，所述第一连接板件与中间板件通过连接件可转动连接。

6.根据权利要求5所述的适用于任意夹角节点连接处的阻尼装置，其特征在于，所述的第二连接板件与约束板件上均开设有安装孔，安装孔内安装有连接件，所述第二连接板件与约束板件通过连接件可转动连接。