[發(fā)明專(zhuān)利]一種U型鋼板-粘彈性隔減震裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710090367.0
• 申請(qǐng)日: 2017-02-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106894666B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐趙東;徐業(yè)守;張永勝;徐超;蓋盼盼;森馬;王軍健
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E04H9/02
• 分類(lèi)號(hào): E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開(kāi)了一種U型鋼板?粘彈性隔減震裝置，該裝置包括圓形上鋼板(1)、下鋼板(2)、上鋼筒(3)、外鋼筒(4)、內(nèi)鋼筒(5)、粘彈性材料(6)、U型鋼板(7)；上鋼筒與上鋼板固定，外鋼筒、內(nèi)鋼筒與下鋼板固定；上鋼板、下鋼板、上鋼筒、外鋼筒、內(nèi)鋼筒同軸設(shè)置，上鋼筒位于外鋼筒、內(nèi)鋼筒之間，上鋼筒與外鋼筒、內(nèi)鋼筒通過(guò)粘彈性材料高溫高壓硫化粘結(jié)成整體，組成粘彈性阻尼器，豎向振動(dòng)下剪切耗能；多個(gè)U型鋼板開(kāi)口朝向該裝置軸心，對(duì)稱(chēng)排布于外鋼筒周?chē)M成外圍金屬耗能裝置，U型鋼板下端與下鋼板連接，上端自由，與上鋼板留有一定的間距。在各種振動(dòng)環(huán)境下均具有較好的隔減振效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型的復(fù)合型被動(dòng)隔減震耗能裝置，具體涉及一種新型的U型鋼板-粘彈性隔減震裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)在建筑物結(jié)構(gòu)采用振動(dòng)控制減輕地震災(zāi)害等方面的研究越來(lái)越活躍，具體的技術(shù)和手段日益增多，并被大量應(yīng)用于工程實(shí)踐。結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)是指在結(jié)構(gòu)中安裝隔振或減振構(gòu)件，當(dāng)結(jié)構(gòu)因外界激勵(lì)而發(fā)生振動(dòng)時(shí)，隔減振元件隔離或耗散振動(dòng)能量，以保護(hù)主體結(jié)構(gòu)不受損壞。

粘彈性阻尼器是最為常見(jiàn)和最受關(guān)注的減震裝置之一，在較小相對(duì)變形下就可達(dá)到較好的振動(dòng)控制效果。但粘彈性阻尼器的耗能性能受環(huán)境溫度和激勵(lì)頻率影響，同時(shí)在要求較大阻尼力時(shí)往往需要很大的尺寸，加工時(shí)需要較大模具和硫化機(jī)，硫化時(shí)中心溫度不易控制，這嚴(yán)重約束了其大面積工程應(yīng)用。

U型鋼板工作溫域較寬，受環(huán)境影響較小，同時(shí)能提供較大的初始剛度和出力，可對(duì)結(jié)構(gòu)位移進(jìn)行限制；在較大變形及載荷作用下發(fā)生彈塑性變形，具有較好的滯回耗能能力。因此，如果能充分利用粘彈性阻尼器和U型鋼板各自的優(yōu)點(diǎn)，選用合理的構(gòu)造形式，便可以得到一種性能更加優(yōu)良的隔減震裝置。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種新型的U型鋼板-粘彈性隔減震裝置，具有較好的適用性和優(yōu)良的工作性能。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

該裝置包括圓形上鋼板、下鋼板、上鋼筒、外鋼筒、內(nèi)鋼筒、粘彈性材料、U型鋼板；上鋼筒與上鋼板固定，外鋼筒、內(nèi)鋼筒與下鋼板固定；上鋼板、下鋼板、上鋼筒、外鋼筒、內(nèi)鋼筒同軸設(shè)置，上鋼筒位于外鋼筒、內(nèi)鋼筒之間，上鋼筒與外鋼筒、內(nèi)鋼筒通過(guò)粘彈性材料高溫高壓硫化粘結(jié)成整體，組成粘彈性阻尼器，豎向振動(dòng)下剪切耗能；多個(gè)U型鋼板開(kāi)口朝向該裝置軸心，對(duì)稱(chēng)排布于外鋼筒周?chē)M成外圍金屬耗能裝置，U型鋼板下端與下鋼板連接，上端自由，與上鋼板留有一定的間距。

其中，U型鋼板材質(zhì)為普通鋼材或軟鋼。在較大豎向位移下進(jìn)入塑性狀態(tài)，發(fā)生彈塑性壓縮變形和恢復(fù)，滯回耗散能量；U型鋼板具有較大剛度和寬度時(shí)，可沿全長(zhǎng)開(kāi)設(shè)槽口，以降低鋼板剛度，增大變形。

其中，外圍金屬耗能裝置由四組U型鋼板十字型分布于外鋼筒周?chē)拷M有5個(gè)U型鋼板組成，平行排列，間距1到5mm。

其中，外圍金屬耗能裝置還可以由12個(gè)U型鋼板組成，環(huán)繞排布于外鋼筒周?chē)總€(gè)U型鋼板沿全長(zhǎng)開(kāi)有兩條平行槽口，間距1到5mm，相鄰U型鋼板間夾角為30度。

外圍金屬耗能裝置整體豎向剛度、出力和滯回特性可以通過(guò)改變U型鋼板的數(shù)量和排布方式調(diào)節(jié)，也可以通過(guò)改變單個(gè)U型鋼板的尺寸、弧度、材質(zhì)以及槽口的面積進(jìn)行調(diào)節(jié)。

小震或者小風(fēng)的情況下，上鋼筒與下部鋼筒相互錯(cuò)動(dòng)，粘彈性材料發(fā)生剪切變形耗散能量；隨著激勵(lì)增大，結(jié)構(gòu)振幅逐步增加到一定程度時(shí)，結(jié)構(gòu)向下運(yùn)動(dòng)與U型鋼板上端接觸，剛度增加，變形和損傷受到抑制；大震或者強(qiáng)風(fēng)等條件下，結(jié)構(gòu)變形較大，U型鋼板進(jìn)入塑性耗能狀態(tài)，與粘彈性阻尼器共同作用，對(duì)上鋼板的豎向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行限制，使粘彈性材料得到一定的保護(hù)。U型鋼板能夠在較大的溫度區(qū)間內(nèi)工作；在各種振動(dòng)環(huán)境下均具有較好的隔減振效果。