[發明專利]大變形大噸位復合粘彈性阻尼器

無效

• 申請號: 200710023584.4
• 申請日: 2007-06-08
• 公開（公告）號: CN101100879A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 徐趙東;涂青;盧立恒;史春芳;程文瀼
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E01D19/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明是一種用于土木工程結構抗振(震)的裝置，尤其是針對大變形大噸位的情況。

背景技術

地震力和風振力是建筑結構所承受的主要控制荷載，也是導致建筑結構發生破壞和倒塌的主要因素，準確地認識結構在動荷載作用下的受力機理和動力響應，并對其實施可靠的抗振(震)保護措施是一個前沿性的研究課題。結構耗能減振控制是一種新型的抗振(震)方式，即利用耗能減振裝置消耗外部激勵能量，以達到減輕外部激勵對主結構的破壞。目前針對風振和地震開發研究的耗能減振裝置主要有流體阻尼器、金屬阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器等。流體阻尼器利用流體的運動耗散振動能量，但在灌注過程中容易產生氣泡，從而導致耗能曲線的頸縮現象，且具有易滲漏造價高昂的缺點；金屬阻尼器和摩擦阻尼器制作方便、造價低廉，但其耗能性能具有滯變性，可能會對結構的加速度響應產生不利的影響，且金屬阻尼器的耗能性能易受到金屬特性、阻尼器形狀等多種參數的影響；粘彈性阻尼器造價低廉，耗能能力強，是工程應用中最為廣泛的減震裝置之一，然而其性能受外界環境溫度的影響較大，且變形能力受粘彈性層厚度的制約具有變形小的缺點，一般最大變形僅有60mm(300％應變幅值)，這是由于粘彈性層厚度最大為20mm，當厚度過大時，粘彈性層容易發生翹曲失穩，同時由于粘彈性層厚度的增大，粘彈性層所受的剪切承載力降低，阻尼器承受的噸位減小，為了擴展粘彈性阻尼器的應用范圍與適用條件，加大粘彈性阻尼器的變形限值，增加粘彈性阻尼器的阻尼力，減小溫度對粘彈性阻尼器的影響，本發明專利結合各種阻尼器的優點，研制開發了一種新型性能優良、價格低廉、具有大變形大噸位特性的復合粘彈性阻尼器。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種性能優良、價格低廉、制作方便的大變形大噸位復合粘彈性阻尼器。

技術方案：本發明的大變形大噸位復合粘彈性阻尼器由大變形粘彈性阻尼器和鉛擠壓阻尼器相結合而構成，中間是大變形粘彈性阻尼器，四周對稱布置多個鉛擠壓阻尼器，各阻尼器的上部分別與上鋼板相連接，各阻尼器的下部分別與下鋼板相連接，使所有阻尼器連接成一個整體。

其中，所述的大變形粘彈性阻尼器由內約束鋼板、外約束鋼板及粘彈性材料層組成；內約束鋼板位于中間，在內約束鋼板的兩側設有粘彈性材料層，在粘彈性材料層的兩外側設有外約束鋼板，外約束鋼板的下部與下鋼板連接在一起；內約束鋼板的上部與上鋼板連接在一起。大變形粘彈性阻尼器中，采用在厚的粘彈性材料層中分層加設薄鋼板，保證了其在大變形時具有良好的整體穩定性。

所述的鉛擠壓阻尼器由外鋼筒和位于其內部的鋼棒組成，端部鋼板位于外鋼筒中并與外鋼筒固定連接，將外鋼筒分成上腔體和下腔體兩部分，位于外鋼筒內的鋼棒上設有一鋼棒突起處，在上腔體部分的外鋼筒上設有灌注口，下腔體是空腔，保證了鋼棒的運動空間。外鋼筒的下部與下鋼板連接在一起，鋼棒的上部與上鋼板連接在一起。

將大變形大噸位復合粘彈性阻尼器加設于柱間支撐、梁柱節點、桁架下弦桿等可能產生較大變形的部位。當結構因振動而發生變形時，粘彈性阻尼器的內約束鋼板和外約束鋼板產生相對錯動，粘彈性材料層發生剪切變形耗散振動能量，如果變形較大，由于在粘彈性材料層中分層設有薄鋼板，它們保證了粘彈性層的整體剛度，粘彈性阻尼器不會發生翹曲失穩現象，這樣無論是對于阻尼器的使用壽命還是對于其耗能能力都是有利的。當結構因振動而發生變形時，鉛阻尼器與粘彈性阻尼器協同工作，對于鉛擠壓阻尼器，結構振動導致鉛阻尼器的擠壓軸往復運動，套筒內的鉛發生塑性流動變形，提供較大的阻尼力，同時吸收、消耗外部輸入的能量。同時由于使用了受溫度影響很小的鉛阻尼器，大大削弱了溫度對單一粘彈性阻尼器的影響程度。

由此可以看出，該大變形大噸位復合粘彈性阻尼器具有高耗能、大變形、制作簡單、溫度影響小的優點。

有益效果：本發明的大變形大噸位復合粘彈性阻尼器具有以下優點：

(一)充分利用了鉛的剪切擠壓滯回變形及粘彈性材料的剪切滯回變形兩種耗能機制，具有很好的滯回性能和阻尼特性；

(二)在粘彈性阻尼器的粘彈性層中采用加入分層薄鋼板的方法，保證了在其提供較大變形的同時具有良好的整體穩定性；

(三)由于粘彈性阻尼器的共同作用改善了鉛阻尼器耗能性能的滯變性；

(四)鉛擠壓阻尼器的使用使阻尼結構受環境溫度的影響減小，同時提供了較大的阻尼力解決了粘彈性材料噸位小的問題；