[發(fā)明專利]一種高能耗阻尼墻

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910341584.1
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN109972767A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏明海;孫麗;劉海濤;齊倍瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽建筑大學(xué);哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）
• 主分類號: E04B2/56
• 分類號: E04B2/56;E04B1/98;E04H6/02
• 代理公司: 沈陽銘揚聯(lián)創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 21241
• 代理人: 呂敏

一種高耗能阻尼墻，屬于高層結(jié)構(gòu)減振技術(shù)領(lǐng)域。包括阻尼板外框、阻尼板和T形結(jié)構(gòu)；所述阻尼板外框固定在下部樓板上；在阻尼板外框內(nèi)設(shè)置多個阻尼板，在阻尼板外框內(nèi)及相鄰阻尼板間形成的工作腔室內(nèi)均填充有剪切增稠液體；所述T形結(jié)構(gòu)水平部與相鄰上一樓層結(jié)構(gòu)固接，下部豎直部穿入阻尼板外框及阻尼板，端部連接于阻尼板底邊，兩側(cè)分別連接阻尼板及阻尼板外框；阻尼板內(nèi)部設(shè)置若干剪式機(jī)構(gòu)，剪式機(jī)構(gòu)一端與T形結(jié)構(gòu)固接，另一端與阻尼鋼板定向鉸接，且剪式機(jī)構(gòu)均與阻尼板板面平行設(shè)置；當(dāng)高層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生晃動時，相鄰樓層的動力通過剪式機(jī)構(gòu)放大，阻尼板以較大的速率擠壓STF，激發(fā)STF的剪切增稠性能，瞬間產(chǎn)生高阻尼力并消耗外界輸入的能量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高層結(jié)構(gòu)減振技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高耗能阻尼墻。

背景技術(shù)

上世紀(jì)80年代以來，隨著改革開放的不斷深入，高層建筑也伴隨著發(fā)展了起來。高層的住宅建筑給城市人口劇增提供了保障，因此，在大中型城市的中心地區(qū)，建造高層建筑就變得勢在必行。

在美國，高層建筑的的發(fā)展已經(jīng)成熟，而我國的高層建筑發(fā)展的黃金時期為上世紀(jì)80-90年代，無論是高層建筑的質(zhì)量還是數(shù)量都得到了飛速的發(fā)展。如1998年的上海金茂大廈，共88層，高達(dá)420米；1996年在廣州建成的中信廣場，層數(shù)為80層，高度391米。此后，我國高層建筑建設(shè)的熱度一直居高不下，建設(shè)地點已經(jīng)蔓延到了中小型城市。據(jù)統(tǒng)計，2015年世界共有106座超過200米以上的高層建筑建成，其中，中國建成62座，占到了總數(shù)的一半以上；這足以說明高層建筑在我國的發(fā)展勢頭之猛烈。

隨著高層建筑的不斷發(fā)展，在地震或風(fēng)振發(fā)生時保證高層建筑內(nèi)部居民的生命財產(chǎn)安全成為一個不可避免的問題。高層建筑下的減振技術(shù)成為近年來土木工程學(xué)科的熱門研究領(lǐng)域。目前，應(yīng)用于高層結(jié)構(gòu)的消能減振技術(shù)較傳統(tǒng)的抗震抗風(fēng)加固技術(shù)相比，具有更安全，更經(jīng)濟(jì)，技術(shù)更加合理的優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于高層結(jié)構(gòu)中。減振技術(shù)作為一種抗震、抗風(fēng)的重要途徑，近年來在日本等發(fā)達(dá)國家得到了良好的應(yīng)用，在我國還有待更深入的發(fā)展。其研究方向大體上分為三個：基礎(chǔ)隔振、被動耗能減振和半主動控制。其中，被動耗能減振技術(shù)是目前最有效的減振技術(shù)手段。這些減振技術(shù)主要包括：粘滯阻尼器、粘彈性阻尼器、粘滯阻尼墻、粘彈性阻尼墻、摩擦阻尼器，調(diào)頻質(zhì)量阻尼器等。其中，粘滯阻尼墻因其厚度薄，減振效果明顯，其外觀也符合建筑要求而備受青睞。但是傳統(tǒng)的粘滯阻尼墻存在阻尼材料不智能，阻尼強(qiáng)度不夠等缺陷。

剪切增稠液(Shear thickening fluid，STF)作為一種新興的智能材料，已經(jīng)受到了越來越多的科研工作者的關(guān)注。剪切增稠液是由分散劑和分散相組成，分散劑為極性溶劑，如：乙二醇，聚乙二醇等；分散相為微米或納米尺度顆粒，如：二氧化硅等。在通常情況下，STF表現(xiàn)為液態(tài)，當(dāng)適當(dāng)剪切作用下，STF的粘度會隨著外部剪切速率的增加而迅速上升，這種粘度的上升可以達(dá)到幾個數(shù)量級，在高速外荷載的作用下，STF可以有液體轉(zhuǎn)化為類固體甚至為固體的狀態(tài)，并且過程可逆。同時，STF還具有過程可逆，響應(yīng)快速的特點。

發(fā)明內(nèi)容

針對風(fēng)或地震發(fā)生時傳統(tǒng)粘滯阻尼墻在高層建筑上部存在阻尼力恒定且有限等問題，本發(fā)明提供一種高耗能阻尼墻，該阻尼墻利用剪式機(jī)構(gòu)放大了相鄰樓層間的動力響應(yīng)，使其激發(fā)STF的剪切增稠機(jī)制，瞬間產(chǎn)生高阻尼力，從而消耗外界能量，由于STF具有瞬時響應(yīng)，高耗能，過程可逆且無需外界能量的輸入等特點，因此，本發(fā)明具有智能、響應(yīng)快，高耗能等特點。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

本發(fā)明一種高能耗阻尼墻，包括阻尼板外框、阻尼板和T形結(jié)構(gòu)；

所述阻尼板外框下部固定在下層樓板上；

在阻尼板外框內(nèi)設(shè)置多個阻尼板，在阻尼板外框內(nèi)及相鄰阻尼板間形成工作腔室，所述工作腔室內(nèi)均填充有剪切增稠液體；