速度放大型粘滞阻尼墙论文和设计-任文杰

全文摘要

本实用新型属于土木工程技术领域，涉及一种速度放大型粘滞阻尼墙，包括：下连接钢板，外钢箱，粘滞阻尼材料，搭接板，内钢板，组合齿轮，齿条，齿条板，齿轮转轴，上连接槽钢，垫片，限位杆。外钢箱焊接在下连接钢板上，其空腔中填充有粘滞阻尼材料；搭接板焊接在外钢箱上部内侧，内钢板放置于搭接板上；齿条焊接于内钢板的顶板上，齿条板焊接于上连接槽钢；组合齿轮位于内钢板和上连接槽钢之间，通过齿轮转轴与外钢箱进行连接；垫片放置于外钢箱和上连接槽钢之间，限位杆穿过上连接槽钢、垫片和外钢箱。速度放大型粘滞阻尼墙利用齿轮传动原理实现内钢板运动速度大于粘滞阻尼墙上连接点的运动速度，耗能能力更强。

主设计要求

1.速度放大型粘滞阻尼墙，包括：粘滞阻尼材料(3)，内钢板(5)，齿条(7)，齿条板(8)，齿轮转轴(9)，其特征在于，还包括：下连接钢板(1)，外钢箱(2)，搭接板(4)，组合齿轮(6)，上连接槽钢(10)，垫片(11)，限位杆(12)；外钢箱(2)焊接在下连接钢板(1)上，其空腔中填充有粘滞阻尼材料(3)；搭接板(4)焊接在外钢箱(2)上部内侧，内钢板(5)放置在搭接板(4)上；齿条(7)焊接于内钢板(5)的顶板(901)上，与组合齿轮(6)的大齿轮(1003)相啮合，齿条板(8)焊接于上连接槽钢(10)，与组合齿轮(6)的小齿轮(1002)相啮合；组合齿轮(6)位于内钢板(5)和上连接槽钢(10)之间，通过齿轮转轴(9)与外钢箱(2)进行连接；垫片(11)放置于外钢箱(2)和上连接槽钢(10)之间，限位杆(12)穿过上连接槽钢(10)、垫片(11)和外钢箱(2)。

设计方案

2.根据权利要求1所述速度放大型粘滞阻尼墙，其特征在于：所述外钢箱(2)开设外钢箱齿轮转轴孔(701)和外钢箱限位孔(702)；所述上连接槽钢(10)开设上连接槽钢固定螺栓孔(1401)和上连接槽钢翼缘限位卡槽(1402)；所述垫片(11)开设垫片限位卡槽(1501)。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程技术领域，涉及一种速度放大型粘滞阻尼墙。

背景技术

粘滞阻尼墙是一种新型建筑结构耗能减震部件，属于速度相关型阻尼器的一种。传统的粘滞阻尼墙在地震时，楼层间的相对运动使内钢板和外钢箱间产生速度差，使粘滞阻尼材料产生剪切变形而形成粘滞阻尼力，达到耗能的目的。内钢板的运动速度与粘滞阻尼墙上连接点的速度相等，不能充分发挥其耗能减震能力。故传统的粘滞阻尼墙一般通过增大阻尼墙的尺寸或者采用耗能能力更强的粘滞阻尼材料来提高阻尼墙的耗能能力，但是这些做法在实际工程中较难实现。

将粘滞阻尼墙与速度放大装置结合起来，可以提高粘滞阻尼墙的耗能能力，是提高粘滞阻尼墙性能的切实可行的方案，目前常用的速度放大方式为杠杆原理，但这种方式构造相对复杂，对加工要求比较高，如：公开号为CN 1014314197A的专利中公开了一种双出杆粘滞阻尼墙，连接方式相对复杂，双出杆的设置也使得阻尼墙的空间尺寸增大，造成了安装和施工的不便。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种速度放大型粘滞阻尼墙，该粘滞阻尼墙利用齿轮传动原理实现内钢板运动速度大于粘滞阻尼墙上连接点的运动速度，构造简单、成本较低、安装方便、便于应用。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

速度放大型粘滞阻尼墙，包括：下连接钢板，外钢箱，粘滞阻尼材料，搭接板，内钢板，组合齿轮，齿条，齿条板，齿轮转轴，上连接槽钢，垫片，限位杆。外钢箱焊接在下连接钢板上，其空腔中填充有粘滞阻尼材料；搭接板焊接在外钢箱上部内侧，内钢板放置于搭接板上；齿条焊接于内钢板的顶板上，与组合齿轮的大齿轮相啮合，齿条板焊接于上连接槽钢，与组合齿轮的小齿轮相啮合；组合齿轮位于内钢板和上连接槽钢之间，通过齿轮转轴与外钢箱进行连接；垫片放置于外钢箱和上连接槽钢之间，限位杆穿过上连接槽钢、垫片和外钢箱。

所述内钢板由顶板和插入钢板组成，插入钢板的顶部与顶板垂直连接。

所述组合齿轮由小齿轮和大齿轮构成，大齿轮半径大于小齿轮半径。

所述下连接钢板开设下连接钢板固定螺栓孔；所述外钢箱开设外钢箱齿轮转轴孔和外钢箱限位孔；所述组合齿轮开设组合齿轮中轴孔；所述上连接槽钢开设上连接槽钢固定螺栓孔和上连接槽钢翼缘限位卡槽；所述垫片开设垫片限位卡槽。

所述垫片和限位杆在速度放大型粘滞阻尼墙与结构安装完成后拆除，使速度放大型粘滞阻尼墙进入可工作状态。

速度放大型粘滞阻尼墙工作原理如下：

当粘滞阻尼墙上下连接点产生相对速度时，焊有齿条板的上连接槽钢发生移动，齿条板带动小齿轮转动，以至于驱动组合齿轮发生转动，组合齿轮带动齿条移动，以至于焊有齿条的内钢板发生相对移动。由于大齿轮和小齿轮具有相同的角速度，且大齿轮半径大于小齿轮半径，根据齿轮传动原理可知内钢板的运动速度大于上连接槽钢的运动速度，实现了粘滞阻尼墙的速度放大功能。

本实用新型的有益效果是：①速度放大型粘滞阻尼墙利用齿轮传动原理放大了该粘滞阻尼墙内钢板的运动速度，耗能能力更强；②速度放大型粘滞阻尼墙都是钢材，通过焊接连接和螺栓连接，制作方便，成本低廉；③速度放大型粘滞阻尼墙和工程结构用螺栓连接，施工方便，易于检修和更换。

附图说明

图1是速度放大型粘滞阻尼墙示意图。

图2是速度放大型粘滞阻尼墙正视图。

图3是速度放大型粘滞阻尼墙左视图。

图4是速度放大型粘滞阻尼墙1-1剖面图。

图5是速度放大型粘滞阻尼墙2-2剖面图。

图6是速度放大型粘滞阻尼墙下连接钢板示意图。

图7是速度放大型粘滞阻尼墙外钢箱示意图。

图8是速度放大型粘滞阻尼墙搭接板示意图。

图9是速度放大型粘滞阻尼墙内钢板示意图。

图10是速度放大型粘滞阻尼墙组合齿轮示意图。

图11是速度放大型粘滞阻尼墙齿条示意图。

图12是速度放大型粘滞阻尼墙齿条板示意图。

图13是速度放大型粘滞阻尼墙齿轮转轴示意图。

图14是速度放大型粘滞阻尼墙上连接槽钢示意图。

图15是速度放大型粘滞阻尼墙垫片示意图。

图16是速度放大型粘滞阻尼墙限位杆示意图。

图中，1-下连接钢板，2-外钢箱，3-粘滞阻尼材料，4-搭接板，5-内钢板，6-组合齿轮，7-齿条，8-齿条板，9-齿轮转轴，10-上连接槽钢，11-垫片，12-限位杆，601-下连接钢板固定螺栓孔，701-外钢箱齿轮转轴孔，702-外钢箱限位孔，901-顶板，902-插入钢板，1001-组合齿轮中轴孔，1002-小齿轮，1003-大齿轮，1401-上连接槽钢固定螺栓孔，1402-上连接槽钢翼缘限位卡槽，1501-垫片限位卡槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

根据图1、图2、图3、图4、图5、图8、图11、图12、图13和图16所示，速度放大型粘滞阻尼墙，包括：下连接钢板1，外钢箱2，粘滞阻尼材料3，搭接板4，内钢板5，组合齿轮6，齿条7，齿条板8，齿轮转轴9，上连接槽钢10，垫片11，限位杆12。

根据图6、图7、图10、图14和图15所示，所述下连接钢板1开设下连接钢板固定螺栓孔601；所述外钢箱2开设外钢箱齿轮转轴孔701和外钢箱限位孔702；所述组合齿轮6开设组合齿轮中轴孔1001；所述上连接槽钢10开设上连接槽钢固定螺栓孔1401和上连接槽钢翼缘限位卡槽1402；所述垫片11开设垫片限位卡槽1501。

根据图9所示，所述内钢板4由顶板901和插入钢板902组成。

根据图10所示，所述组合齿轮6由小齿轮1002和大齿轮1003组成，大齿轮1003半径大于小齿轮1002半径。

根据图3，图4和图5所示，外钢箱2焊接在下连接钢板1上，其空腔中填充有粘滞阻尼材料3；搭接板4焊接在外钢箱2上部内侧，内钢板5放置在搭接板4上；齿条7焊接于内钢板5的顶板901上，与组合齿轮6的大齿轮1003相啮合，齿条板8焊接于上连接槽钢10，与组合齿轮6的小齿轮1002相啮合；组合齿轮6位于内钢板5和上连接槽钢10之间，通过齿轮转轴9与外钢箱2进行连接；垫片11放置于外钢箱2和上连接槽钢10之间，限位杆12穿过上连接槽钢10、垫片11和外钢箱2。

垫片11和限位杆12在速度放大型粘滞阻尼墙与结构安装完成后拆除，使速度放大型粘滞阻尼墙进入可工作状态。

该速度放大型粘滞阻尼墙的装配施工方法如下：

①将外钢箱2底部焊接在下连接钢板1上，将搭接板4焊接于外钢箱2上部内侧；

②将齿条7焊接在内钢板5的顶板901上，将内钢板5放置在搭接板4上；

③齿轮转轴9穿过外钢箱齿轮转轴孔701和组合齿轮中轴孔1001，将组合齿轮6固定于外钢箱2内，组合齿轮6的大齿轮1003与齿条7相啮合；

④限位杆12穿过外钢箱限位孔702，将垫片11放置在限位杆12上；

⑤将齿条板8焊接于上连接槽钢10上，利用上连接槽钢翼缘限位卡槽1402将上连接槽钢10与外钢箱2连接，齿条板8与组合齿轮6的小齿轮1002相啮合；

⑥将下连接钢板1与工程结构通过下连接钢板固定螺栓孔601进行螺栓连接，上连接槽钢10与工程结构通过上连接槽钢固定螺栓孔1401进行螺栓连接，安装完成后依次拆除限位杆12和垫片11，将粘滞阻尼材料3填充于外钢箱2内。

设计图

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主设计要求

设计方案

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