[发明专利]一种连杆机构式变摩擦自复位阻尼器

说明书

本发明公开了一种连杆机构式变摩擦自复位阻尼器。该变摩擦自复位阻尼器包括两根主动杆，四根从动杆，八对摩擦盘，高强螺栓和叠/对合形成的碟形弹簧组。四根从动杆分别连接两根主动杆，构成可旋转的平行四边形连杆机构。摩擦盘内含有若干对数目的变坡面，使得摩擦力产生连续性变化。内摩擦盘焊接在主动杆两侧，外摩擦盘焊接在从动杆内侧。位于从动杆外侧和高强连接螺栓之间的叠/对合形成的碟形弹簧在螺栓预紧力作用下为变坡面产生预压力使得变坡面自复位。该自复位变摩擦阻尼器可实现中小震下结构的耗能和无损恢复，在大震下具有很好的自复位能力。该自复位变摩擦阻尼器构造简单，施工便捷，便于安装，节省造价，具有广阔的工程应用前景。

技术领域

本发明涉及建筑结构工程抗震技术领域，特别是一种连杆机构式变摩擦自复位阻尼器。

背景技术

建筑结构在遭遇地震作用后往往会产生较大的残余变形，如何减小结构在地震作用下的残余变形甚至不出现残余变形会对减小地震作用对结构的影响，保证结构安全有重要作用。因此，结构自复位成为解决结构产生较大残余变形的重要手段。

目前，现有的自复位粘滞阻尼器和自复位金属屈服型阻尼器在地震作用下虽然可以使结构具有良好的自复位能力，但是由于自复位粘滞阻尼器产生的阻尼力和速度相关，往往会使得复位提供的作用力和阻尼力存在相位差，尤其在高频作用下会使得结构的自复位严重滞后甚至出现残余变形。自复位金属屈服型阻尼器在设计中需要考虑自复位装置能提供较大的恢复力以克服消能装置的复位阻力，这也限制了其在大震时的耗能能力。自复位摩擦型阻尼器通过自身材料互相摩擦产生的摩擦力来耗散能量，配以复位机构实现为结构耗能减震的目的。自复位摩擦阻尼器因其构造简单、取材容易和成本低廉等特点，受到众多研究学者的青睐。

现有自复位摩擦阻尼器多为使用预应力筋或形状记忆合金等新材料进行自复位。然而，预应力装置存在一些复杂的技术特征，形状记忆合金等新材料目前还不能广泛地应用于工程实际，这使得传统自复位摩擦阻尼器在自复位结构应用中存在一些缺陷。因此研究一种新型可靠适用的摩擦型自复位装置将会对结构的设计有重要影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足而提供一种连杆机构式变摩擦自复位阻尼器，从动杆外侧和高强连接螺栓之间的叠/对合形成的碟形弹簧组在螺栓预紧力作用下为变坡面产生预压力使得变坡面自复位，可实现中小震下结构的耗能和无损恢复，在大震下也具有很好的自复位能力。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种连杆机构式变摩擦自复位阻尼器，包括两根主动杆、四根从动杆、自复位阻尼机构和多个高强螺栓；两根主动杆平行设置，四根从动杆两两为一组，每一组中的两根从动杆分别连接于主动杆的两侧，从动杆的一端连接于一根主动杆上，同一从动杆的另一端连接于另一根主动杆上，主动杆与从动杆通过高强螺栓按平行四边形连接，主动杆和从动杆上都开设有对应的螺栓孔，且主动杆上螺栓孔的中心孔为圆孔，周围的螺栓孔为弧形长圆孔，主动杆和从动杆形成可旋转的平行四边形连杆机构，主动杆和从动杆发生相对旋转后通过自复位阻尼机构进行复位和耗能。

作为本发明的进一步优选，所述自复位机构包括八对摩擦盘组件和碟形弹簧组；每对摩擦盘组件包括一个内摩擦盘和一个外摩擦盘，内摩擦盘和外摩擦盘相对的一侧表面设有多个对应的变坡面，内摩擦盘和外摩擦盘的变坡面可相互吻合，摩擦盘组件设置于从动杆与主动杆之间，内摩擦盘焊接于主动杆两侧，外摩擦盘焊接在从动杆内侧，且内摩擦盘上开设有与主动杆对应的弧形长圆孔和圆孔，外摩擦盘上开设有与从动杆对应的螺栓孔，高强螺栓依次穿过从动杆的螺栓孔、外摩擦盘的螺栓孔、内摩擦盘的弧形长圆孔或圆孔、主动杆的弧形长圆孔或圆孔、另一个内摩擦盘的弧形长圆孔或圆孔、另一个外摩擦盘的螺栓孔和另一从动杆的螺栓孔；碟形弹簧组套设于高强螺栓的螺栓杆上，碟形弹簧组的一端与高强螺栓一端的螺帽或螺母接触，碟形弹簧组的另一端与从动杆的外表面接触，由高强螺栓通过碟形弹簧组施加一对摩擦盘组件之间的初始预压力。