[發明專利]一種金屬與復合材料層疊阻尼器

在審

• 申請號: 202010162867.2
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111218998A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 周云;鄧雪松;李家樂
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;劉慧麗

本發明涉及一種金屬與復合材料層疊阻尼器，包括金屬管、分別位于金屬管兩端的連接件，兩個所述連接件上均設有凹槽，所述金屬管的端部固定密封設在所述凹槽內，所述金屬管內填充有多個粘彈性材料層和多個剛性材料層，所述粘彈性材料層和所述剛性材料層上下依次交叉布置。金屬與復合材料層疊阻尼器是一種利用多種耗能機制共同耗能，耗能機理明確，具有各向耗能能力；屈服位移小，延性性能優異；性能穩定，耗能效率高；安裝、拆卸方便，布置靈活的新型組合式金屬阻尼器。

技術領域

本發明涉及建筑結構耗能構件，具體涉及一種金屬與復合材料層疊阻尼器。

背景技術

用于建筑工程結構減隔震領域的主要有疊層橡膠支座、鉛芯橡膠支座、滑動摩擦型減隔震支座、彈塑性減震耗能鋼阻尼器、粘滯流體阻尼器、粘彈性阻尼器以及磁流變阻尼器等。由于單獨的一個阻尼器具有其使用缺點，故將現有的兩種或多種減隔震方法組合應用，揚長避短以充分發揮不同減隔震裝置的功能，是結構減隔震裝置的發展趨勢。

其中，普通的粘彈性阻尼器具有構造簡單、性能優越、造價低廉和耐久性好等特點。但是，粘彈性阻尼器提供的阻尼力有限，其耗散地震能量的能力較小，難以滿足實際工程的需要，需與其他阻尼裝置協同使用。例如金屬阻尼器是目前認為較可靠、穩定，同時又為工程設計人員所熟悉的阻尼器。金屬阻尼器作用的原理是金屬在進入塑性狀態后具有良好的滯回特性，并在彈塑性滯回變形過程中吸收大量的能量。在地震作用下，金屬阻尼器先于主體結構屈服，消耗地震輸入到結構中的能量，從而達到減輕結構地震響應的目的。常見的金屬阻尼器有鉛阻尼器和軟鋼阻尼器。鉛阻尼器利用鉛具有塑性高、密度大、熔點低、潤滑性能好、耐腐蝕、強度低等特點，同時又具有很好的柔性和延性，在變形過程中可以吸收大量的能量，并具有好的變形跟蹤能力。鉛在室溫條件下變形，將會同時發生動態恢復及動態再結晶過程，通過恢復與再結晶過程，應變硬化將消失，使其具有優異的抗疲勞性能。但是由于鉛本身較軟，因此鉛阻尼器不能提供較好的初始剛度，且鉛存在焊接難和污染環境問題。

軟鋼阻尼器是一種利用鋼材或鋼管在受地震作用時發生彈塑性變形而吸收能量的特性，配合以相應的構造加工而成的耗能減震裝置。此類阻尼器減震機理明確，效果顯著，構造相對簡單，經濟耐用，該阻尼器的使用不受建筑結構高度和平面形式的限制，取材簡單安全，新舊建筑物均可使用，近年來得到推廣應用。但是由于鋼管本身不能提供較好的豎向剛度和豎向承載力，受地震作用時容易發生屈曲失穩現象，通常只是作為結構的附屬構件使用。

其中，上述阻尼器的缺點為：(1)由于采用金屬材料多為屈服點低的金屬，屈服后其性能并不穩定，耗能效果會大打折扣；(2)多數金屬阻尼器平面內與平面外力學性能差異性較大甚至平面外是導致阻尼器失效的關鍵因素，不能充分發揮金屬阻尼器的優勢，致使抗震減震效果不好。(3)鉛擠壓型阻尼器不能提供較好的初始剛度，且鉛存在焊接難和以及加工過程中污染環境問題。

隨著消能減震技術的發展與應用，解決金屬阻尼器存在的問題，利用并發揮其優勢，基于“多種耗能方式共同耗能”思想，采用已有的阻尼器和隔震裝置聯合使用，在滿足結構隔震減震的前提下，可以發揮各自的長處，避免各自的短處，研發出一種耗能效率高、性能穩定的阻尼器十分迫切需要。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種金屬與復合材料層疊阻尼器，能夠采用兩種耗能結構共同耗能，耗能效率高，實現多種材料協同工作，使阻尼器耗能效果達到最佳。

為實現上述目的，本發明提供了一種金屬與復合材料層疊阻尼器，包括金屬管、分別位于金屬管兩端的連接件，兩個所述連接件上均設有凹槽，所述金屬管的端部固定密封設在所述凹槽內，所述金屬管內填充有多個粘彈性材料層和多個剛性材料層，所述粘彈性材料層和所述剛性材料層依次上下交叉間隔布置。

作為優選方案，所述粘彈性材料層包含有瀝青、水溶物、乳膠或環氧樹脂的一種或者幾種。

作為優選方案，所述剛性材料層為鋼板或者復合材料板，所述復合材料板為FPR板、PC板或PVC板。