[發明專利]一種內嵌金屬骨架聚氨酯復合型阻尼器

在審

• 申請號: 202010016087.7
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111139946A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 蘇毅;張沖;李婷;鄒俊;王楓琦;孫珺
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種內嵌金屬骨架聚氨酯復合型阻尼器，屬于結構抗震與減震技術領域。當結構物在外界震動作用下發生快速振動時，黏彈性阻尼器在工作時阻尼材料受力情況單一，并且可能突然發生剪切破壞，威脅阻尼器的安全。本發明在聚氨酯中加入泡沫金屬作為金屬骨架，設計出一種復合型阻尼器，可發揮聚氨酯的黏彈性與金屬骨架的支撐作用。外部荷載作用到阻尼器上時，內嵌金屬骨架聚氨酯剪切塊受剪切作用變形耗能，當剪切作用使阻尼器相對位移超過阻尼器位移預設值時，壓縮室內的壓縮內嵌金屬骨架聚氨酯開始受軸向反復壓卸載變形耗能。本發明結構簡單，無需外部能量或復雜的構造，故其安全性和耐久性都很好，且其減震防護效果好。

技術領域

本發明涉及結構抗震與減震工程阻尼器技術領域，特別是一種內嵌金屬骨架聚氨酯復合型阻尼器。

背景技術

多次大地震后的災后調查中表明，黏彈性阻尼器是一種有效的建筑結構阻尼保護裝置，能夠有效地減輕結構的地震反應。當地震來臨時，黏彈性阻尼器特性可有效地增加結構阻尼，通過阻尼器消耗了大量地震輸入能量，保護主結構。

地震作用下，黏彈性阻尼器兩端產生相對運動，由此帶動“三明治”結構中黏彈性材料發生反復的剪切變形而耗能。由于黏彈性阻尼器有一定的運動位移限制，當運動速度及運動幅度不大時，黏彈性阻尼器不會發生突然破壞。但當運動速度及運動幅度很大時，黏彈性阻尼器突然超過位移預設值，導致黏彈性阻尼器突然破壞。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種構造簡單、可充分發揮阻尼材料性能的復合型阻尼器，它可有效地減小結構振動幅度，不僅能提高減震消能的效果，而且能提高結構的安全性和耐久性。本發明是一種內嵌金屬骨架聚氨酯復合型阻尼器，改進了阻尼器的結構。當外部荷載使阻尼器的剪切部分位移大于預設值時，可通過壓縮內嵌金屬骨架聚氨酯塊提供新的阻尼，除了發揮內嵌金屬骨架聚氨酯剪切塊的剪切耗能外，還利用了其壓縮耗能的能力，提高了阻尼器吸能能力。本發明包括上連接板、中樞鋼板、內嵌金屬骨架聚氨酯剪切塊、壓縮室、擋板、下連接板、壓縮板、上內嵌金屬骨架聚氨酯壓縮塊及下內嵌金屬骨架聚氨酯壓縮塊，其特征在于：所述阻尼器兩端發生相對變形時，內嵌金屬骨架聚氨酯剪切塊跟隨產生往復剪切變形而耗能，當兩端產生的相對變形大于預設值時，上內嵌金屬骨架聚氨酯壓縮塊或下內嵌金屬骨架聚氨酯壓縮塊受到壓縮板擠壓而耗能。中樞鋼板分為兩部分，中樞鋼板的頂端與上連接板焊接，其底端與壓縮板焊接，中樞鋼板上部板寬與內嵌金屬骨架聚氨酯剪切塊寬度相同，下部板寬變窄，插入擋板預留的孔洞中。壓縮室是一個由兩側長板和兩側短板圍焊而成的整體，其底端與下連接板焊接，在短頂板與擋板焊接，兩側長板上方內測與內嵌金屬骨架聚氨酯剪切塊用強力膠膠結。擋板是一個中間預留有方孔的鋼板，中樞鋼板的下部插入該方孔后可上下滑動，它焊接在壓縮室兩側短板的頂端。壓縮板是一塊鋼板，其橫截面尺寸略小于壓縮室內橫截面尺寸，可在壓縮室內部發生上下移動，焊接在中樞鋼板底端。上內嵌金屬骨架聚氨酯壓縮塊為中空的方環柱狀，中間留下的方孔剛好可供中樞鋼板的下半部穿過，其外邊其橫截面尺寸略小于壓縮室內橫截面尺寸，放置于壓縮板上方的壓縮室內部空間，其高度根據設計要求可充滿該內部空間，也可留一定空隙。內嵌金屬骨架聚氨酯壓縮塊是一塊長方體，放置于壓縮室內部的壓縮板下方，其外邊其橫截面尺寸略小于壓縮室內橫截面尺寸，放置于壓縮板下方的壓縮室內部空間，其高度根據設計要求可充滿該內部空間，也可留一定空隙。

采用上述結構后，產生以下有益效果：當阻尼器在受外部荷載延軸向作用時，使內嵌金屬骨架聚氨酯剪切塊受剪切作用變形耗能；當剪切作用使阻尼器相對位移超過阻尼器位移預設值時，內嵌金屬骨架聚氨酯剪切塊與壓縮內嵌金屬骨架聚氨酯同時工作，壓縮室內的壓縮內嵌金屬骨架聚氨酯受軸向反復壓卸載變形耗能。本發明可以充分發揮內嵌金屬骨架聚氨酯的剪切耗能與壓縮耗能的性能，可保證其滯回曲線穩定，減震效果更好，安全系數更高，結構耐久性高，可長期低成本使用。

本發明中所述內嵌金屬骨架聚氨酯復合型阻尼器工作過程1如下：