套筒式阻尼材料耗能型减震设备支架论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种套筒式阻尼材料耗能型减震设备支架，包括承重吊杆、横向耗能斜撑、纵向耗能斜撑、可调式铰链和支撑螺杆，当管道作为管线容器时，还包括吊架，所述承重吊杆的顶部与主体结构进行连接，其底部通过支撑螺杆与吊架进行连接，横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑的两端分别通过可调式铰链连接吊架与主体结构，管道插入吊架内并固定；当线槽作为管线容器时，还包括水平横杆，所述水平横杆通过承重吊杆、横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑与主体结构进行连接，线槽通过螺栓固接于水平横杆上。本实用新型构造简单、承载稳固、耗能能力强、减震特性可调、便于规格化生产，能够给机电管道设施提供较大的阻尼，降低管道的动力响应，提高管道和主体结构安全性。

主设计要求

1.一种套筒式阻尼材料耗能型减震设备支架，其特征在于，包括承重吊杆、横向耗能斜撑、纵向耗能斜撑、可调式铰链和支撑螺杆，当管道作为管线容器时，还包括多个吊架，多个吊架间隔套设在管道的外圈，所述承重吊杆的顶部与主体结构进行连接，其底部通过支撑螺杆与吊架进行连接，所述横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑的两端分别通过可调式铰链连接吊架与主体结构；当线槽作为管线容器时，还包括水平横杆，所述水平横杆通过间隔设置的多根承重吊杆、横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑与主体结构进行连接，线槽设置在相邻的两根承重吊杆之间并通过螺栓固接于水平横杆上；所述横向耗能斜撑的水平投影垂直于管道或水平横杆的长度方向，所述纵向耗能斜撑的水平投影重合于管道或水平横杆长度方向的中心轴线；所述横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑结构相同，包括外套管、内套管、阻尼耗能夹层、调节螺杆、滑动垫片和调节螺母，所述内套管部分套设在外套管内并通过调节螺杆穿设于外套管和内套管的横截面由两端的调节螺母进行固定，所述阻尼耗能夹层设置在外套管和内套管之间的重叠部分，所述调节螺杆和调节螺母与外套管外表面之间设置滑动垫片。

设计方案

当线槽作为管线容器时，还包括水平横杆，所述水平横杆通过间隔设置的多根承重吊杆、横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑与主体结构进行连接，线槽设置在相邻的两根承重吊杆之间并通过螺栓固接于水平横杆上；

所述横向耗能斜撑的水平投影垂直于管道或水平横杆的长度方向，所述纵向耗能斜撑的水平投影重合于管道或水平横杆长度方向的中心轴线；所述横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑结构相同，包括外套管、内套管、阻尼耗能夹层、调节螺杆、滑动垫片和调节螺母，所述内套管部分套设在外套管内并通过调节螺杆穿设于外套管和内套管的横截面由两端的调节螺母进行固定，所述阻尼耗能夹层设置在外套管和内套管之间的重叠部分，所述调节螺杆和调节螺母与外套管外表面之间设置滑动垫片。

2.根据权利要求1所述的一种套筒式阻尼材料耗能型减震设备支架，其特征在于，所述外套管和内套管采用圆形或方形钢管。

3.根据权利要求1所述的一种套筒式阻尼材料耗能型减震设备支架，其特征在于，所述阻尼耗能夹层采用粘弹性高性能阻尼橡胶或泡沫铝。

4.根据权利要求1所述的一种套筒式阻尼材料耗能型减震设备支架，其特征在于，所述阻尼耗能夹层利用粘结胶固接于外套管和内套管之间。

5.根据权利要求1所述的一种套筒式阻尼材料耗能型减震设备支架，其特征在于，所述承重吊杆为C型槽钢或轻型钢管件，所述承重吊杆通过预埋件和长螺母与主体结构连接。

6.根据权利要求1所述的一种套筒式阻尼材料耗能型减震设备支架，其特征在于，当管道作为管线容器时，所述横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑间隔设置在相邻的两个吊架上，连接横向耗能斜撑的吊架同时与承重吊杆进行连接。

7.根据权利要求1所述的一种套筒式阻尼材料耗能型减震设备支架，其特征在于，当线槽作为管线容器时，每根承重吊杆与水平横杆的连接处均同时连接一根横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑。

设计说明书

技术领域

本实用新型是一种用于机电管道工程的抗震支架，具体为一种套筒式的阻尼材料耗能型减震设备支架。

背景技术

现代建筑的机电系统中各种机电线路的数量十分巨大、规格型号非常复杂、使用功能也各有不同。机电系统在日常的工作时，机电管道在重力满负荷运转时是否足够的强度将管道固定在结构上是整个机电系统能否正常运转的关键；当突发地震时，机电系统管道在设防烈度的地震作用下能否保证不损坏，以及有些生命线系统能否保证正常运转，也是关乎到保障人民生命财产的重要因素。

振动控制是通过振源控制、传递过程控制和受振对象控制三个方面的措施来抑制振源通过介质传递至受振对象（人或物）的振动。该技术已成功应用于机械、航空、土木工程等领域，有效抑制了地震、风等动力振源诱发的主体振动。近年来，已经被逐渐引入管道工程的抗震支架领域，如已公开的一种电力设备抗震支架用高效减震阻尼器（ZL201820291917.5）、一种管道固定位置可调节的抗震支吊架（ZL201810941205.8）等利用弹簧装置降低支架振动，一种具有隔震功能的抗震支吊架（ZL201721277708.7）等则是利用隔离振动的方式保护支架。这些一方面利用部分支架仅用弹簧作为减震器，耗能能力受到限制，另一方面进行隔震的抗震支架自身的绝对变形往往难以控制。

因此，本实用新型拟利用高性能耗能材料设计支架振动保护的装置，实现承载变形控制和耗能减震功能一体，开发一种套筒式阻尼材料耗能型减震设备支架，从而为抗震支吊架的减震提供一种新的减震耗能方式。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种套筒式阻尼材料耗能型减震设备支架，用于机电系统管道的承载和地震灾害保护。本实用新型提供了有别于一般机电抗震支架的管道保护原理，利用竖向杆件提供定位、承载和刚度，利用斜向杆件承载、提供刚度的同时，提供一定的阻尼，耗散一部分管道晃动的能量，具有受力明确、构造简单、耗能能力强等特点。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种套筒式阻尼材料耗能型减震设备支架，包括承重吊杆、横向耗能斜撑、纵向耗能斜撑、可调式铰链和支撑螺杆，当管道作为管线容器时，还包括多个吊架，多个吊架间隔套设在管道的外圈，所述承重吊杆的顶部与主体结构进行连接，其底部通过支撑螺杆与吊架进行连接，所述横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑的两端分别通过可调式铰链连接吊架与主体结构；

进一步的，所述外套管和内套管采用圆形或方形钢管。

进一步的，所述阻尼耗能夹层采用粘弹性高性能阻尼橡胶或泡沫铝。

进一步的，所述阻尼耗能夹层利用粘结胶固接于外套管和内套管之间。

进一步的，所述承重吊杆为C型槽钢或轻型钢管件，所述承重吊杆通过预埋件和长螺母与主体结构连接。

优选的，当管道作为管线容器时，所述横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑间隔设置在相邻的两个吊架上，连接横向耗能斜撑的吊架同时与承重吊杆进行连接。

优选的，当线槽作为管线容器时，每根承重吊杆与水平横杆的连接处均同时连接一根横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑。

其主要原理是：横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑既有刚度属性，又有高耗能阻尼属性；当没有振动或振动较小时，承重吊杆、横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑形成一个稳定的空间结构，提供足够的刚度和承载能力；当振动较大时，管道振动导致管道与主体结构之间在空间上相对变形，引起横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑发生轴向变形，耗散振动能量，保护管道和主体结构；规格化生产的横向耗能斜撑和纵向耗能斜撑参数可能不能符合具体项目的最优参数，可以通过拧紧和放松调节螺母的方式，改变耗能斜撑的刚度和阻尼特性。

有益效果：本实用新型提供的一种套筒式阻尼材料耗能型减震设备支架具有构造简单、承载稳定、耗能能力强等优点。首先，作为一种机电工程设备支架，本实用新型具有足够的承载能力和刚度，保证管道的正常使用功能。同时，在较大振动发生时，横向耗能支撑和纵向耗能支撑分别在两个正交方向发生变形，耗散振动能量，从而保护管道和主体结构。而套筒耗能夹层的构造有效保护耗能阻尼材料，并可以通过调节螺母改变耗能斜撑的刚度与阻尼特性，从而使得产品规格化和工程独特性两个相矛盾的方面得到相互协调。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型所述减震支架当管道作为管线容器时的右视图。

图2是本实用新型所述减震支架当管道作为管线容器时的正视图。

图3是本实用新型的耗能斜撑的剖面构造示意图。

图4是为图3中1-1剖面示意图。

图5是本实用新型所述减震支架当线槽作为管线容器时的正视图。

图6是本实用新型所述减震支架当管道作为管线容器时的局部俯视图。

图中：1、承重吊杆；2、横向耗能斜撑；21、外套管；22、内套管；23、阻尼耗能夹层；24、调节螺杆；25、滑动垫片；26、调节螺母；3、纵向耗能斜撑；4、管道；5、吊架；6、可调式铰链；7、支撑螺杆；8、线槽；9、水平横杆。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本实用新型，但实施例仅是范例性的，并不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。

一种套筒式阻尼材料耗能型减震设备支架，如图1-6所示，包括承重吊杆1、横向耗能斜撑2、纵向耗能斜撑3、可调式铰链6和支撑螺杆7，当管道4作为管线容器时，还包括吊架5，所述承重吊杆1的顶部与主体结构进行连接，其底部通过支撑螺杆7与吊架5进行连接，所述横向耗能斜撑2和纵向耗能斜撑3的两端分别通过可调式铰链6连接吊架5与主体结构，管道4插入吊架5内并固定；管道4根据管线特性选择相应的材料，管道4用U型吊架5卡住，并通过可调式铰链6和支撑螺杆7与承重吊杆1和耗能斜撑连接，使得管道在竖向具有较大的刚度和承载力，同时在横向和纵向形成铰接连接，耗能斜撑可以自由转动，为耗能斜撑的轴向伸缩变形提供条件。

当线槽8作为管线容器时，还包括水平横杆9，所述水平横杆9通过承重吊杆1、横向耗能斜撑2和纵向耗能斜撑3与主体结构进行连接，线槽8通过螺栓固接于水平横杆9上。

所述横向耗能斜撑2和纵向耗能斜撑3结构相同，包括外套管21、内套管22、阻尼耗能夹层23、调节螺杆24、滑动垫片25和调节螺母26，所述内套管22部分套设在外套管21内并通过调节螺杆24穿设于外套管21和内套管22的横截面由调节螺母26进行固定，所述阻尼耗能夹层23设置在外套管21和内套管22之间的重叠部分，所述调节螺杆24和调节螺母26与外套管21外表面之间设置滑动垫片25。通过拧紧和放松调节螺母改变阻尼耗能夹层的预压力，从而调节横向和纵向耗能斜撑的具体刚度和阻尼特性，在规格化产品的基础上，能够根据具体项目适当调节耗能参数。

所述阻尼耗能夹层23采用粘弹性高性能阻尼橡胶或泡沫铝，并利用粘结胶固接于外套管21和内套管22之间。

所述承重吊杆1为C型槽钢或轻型钢管件，所述承重吊杆1通过预埋件和长螺母与主体结构连接。

优选的，当管道4作为管线容器时，所述横向耗能斜撑2和纵向耗能斜撑3间隔设置在相邻的两个吊架上，连接横向耗能斜撑2的吊架同时与承重吊杆1进行连接；当线槽8作为管线容器时，每根承重吊杆1与水平横杆9的连接处均同时连接一根横向耗能斜撑2和纵向耗能斜撑3。

本实用新型所述支架的制作步骤如下：

（1）根据主体结构和机电设备的相关特性，确定减震设备支架的相关参数，特别是横向耗能斜撑2和纵向耗能斜撑3的各部分尺寸；

（2）根据设计规格，在工厂加工外套管21、内套管22和阻尼耗能夹层23，用高性能粘胶将阻尼耗能夹层23粘贴于内套管22外侧，再将阻尼耗能夹层23外侧涂抹粘胶，并将内套管22插入外套管21，对准预留滑动孔洞，将滑动垫片25置于外套管21外侧，插入调节螺杆24，拧上调节螺母26，完成横向耗能斜撑2和纵向耗能斜撑3的拼装；

（3）通过预埋件和长螺母将承重吊杆1与主体结构连接，利用支撑螺杆7将吊架5与承重吊杆1连接，管道4插入吊架5并固定；或者利用支撑螺杆7将水平横杆9与承重吊杆1连接，再将线槽8搁置于水平横杆9上，并用螺栓将线槽8固定；

（4）用可调式铰链6将横向耗能斜撑2和纵向耗能斜撑3安装于主体结构和吊架5或水平横杆9之间。

设计图

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主设计要求

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设计说明书

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