CN104831870B - 一种粘滞阻尼钢筋连接器 - Google Patents

Abstract

一种粘滞阻尼钢筋连接器，可用于具有振动控制需求的装配式建筑构件之间的连接，属于土木工程领域。本发明包括：外筒、内筒、活塞、油孔、连接杆和粘滞流体，外筒为圆柱筒体，筒体一端具有连接钢筋的孔洞，另一端具有可插入内筒的孔洞，两侧孔洞之间夹有腔体，在腔体内充满粘滞流体；腔体与可插入内筒的孔洞互通，与具有连接钢筋的孔洞用隔断分开；内筒一端封闭但留有可固定连接杆的孔洞，另一端开放；活塞直径与外筒的腔体的直径相同，至少有一个纵向贯穿活塞的油孔。本发明当构件受动力荷载作用并发生相对位移时，粘滞阻尼钢筋连接器内的粘滞流体会通过油孔而产生阻尼力。本发明结构形式简单自由，安装便捷，具有减震功能，能实现产业化。

Description

一种粘滞阻尼钢筋连接器

本发明涉及土木工程专业中的装配式结构及结构振动控制领域，尤其涉及一种具有粘滞阻尼特性的钢筋连接器。

背景技术：

钢筋连接器，包括套筒类连接器和机械连接器等，已被广泛应用于预装配式构件之间钢筋的连接，具有能稳定传递轴向荷载、施工便捷、绿色施工等优点；阻尼减振是目前比较成熟的一种振动控制方法，以阻尼减振理论设计并安装的阻尼器被广泛应用到世界各地的各类建筑物中，其中粘滞流体阻尼器是较为常见的一种。

将钢筋连接器与粘滞阻尼器相结合便可以构成粘滞阻尼钢筋连接器。粘滞阻尼钢筋连接器与传统的钢筋连接器相比，具有较小的刚度，但是具备优良的阻尼耗能特性，可将装配式结构中的钢筋连接器转化成无数个小型的粘滞阻尼器，构件之间发生轻微的相对运动阻尼钢筋连接器即可提供有效的阻尼力，大大增加了整体结构的阻尼系数；在地震荷载作用下粘滞阻尼钢筋连接器可先于套筒周围的建筑材料(如钢筋、混凝土)屈服并耗能，因此安装阻尼钢筋连接器能显著降低建筑构件损伤的概率。

目前，传统的钢筋连接器在仅传递轴向荷载的情况下具有可靠的力学性能，而某些钢筋连接器，如灌浆套筒等，在复杂动力荷载作用下的力学性能的研究还处于起步阶段；某些构件中的钢筋连接器与周围材料的动力相互作用机理也尚不明确；采用传统钢筋连接器进行钢筋连接的装配式结构因受到地震荷载而破坏的案例很少，因此采用传统钢筋连接器的装配式结构的抗震性能尚存争议。

可见，现有的装配式构件连接技术尚不完善，还不能使装配式结构具有较好的抗震性能，制约了装配式结构的推广和广泛应用。因此，亟需一种能满足正常使用功能且振动控制效果优良、施工便捷、经济可靠的装配式构件连接器。

发明内容：

一种粘滞阻尼钢筋连接器，包括：外筒、内筒、活塞、油孔、连接杆、粘滞流体；

所述外筒为圆柱筒体，筒体一端具有连接钢筋的孔洞，另一端具有可插入内筒的孔洞，两侧孔洞之间夹有腔体，在腔体内充满粘滞流体；腔体与可插入内筒的孔洞互通，与具有连接钢筋的孔洞用隔断分开；

所述内筒为圆柱筒体，一端封闭但留有可固定连接杆的孔洞，另一端开放，内筒的外径与外筒可插入内筒的孔洞的直径相当；

所述活塞放入外筒的上述腔体内，其直径与外筒的腔体的直径相同，所述活塞至少有一个纵向贯穿活塞的油孔。

本发明的有益效果如下：

本发明所提供的一种粘滞阻尼钢筋连接器，在连接器内布置有粘滞流体，内筒采用现有的钢筋连接技术对装配式构件之间的钢筋进行连接，当构件受地震等动力荷载的作用时，钢筋带动内筒使活塞与外筒发生相对位移，从而使粘滞流体通过油孔产生阻尼力。安装有粘滞阻尼钢筋连接器的装配式构件，荷载作用下粘滞阻尼钢筋连接器先于构件耗能，可减小建筑构件在地震荷载作用下的损伤；粘滞阻尼钢筋连接器的阻尼可根据建筑结构的振动特性由粘滞流体的种类和油孔的大小定制；粘滞阻尼钢筋连接器会先于连接器的其他部件屈服耗能，因此本发明所述一种阻尼钢筋连接器相对于传统钢筋连接器所采用的材料及钢筋连接技术，可采用更加廉价和便捷的方案；阻尼钢筋连接器可在工厂中产业化生产，而在使用时可以直接采用现有较为成熟的钢筋连接技术对钢筋进行连接。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的A-A剖面图；

图3是本发明的B-B剖面图；

图4是本发明的一种应用方式的示意图；

图中：外筒1；内筒2；活塞3；油孔4；连接杆5；粘滞流体6；钢筋7；灌浆料8；灌浆孔9。

具体实施方式：

当装配式建筑结构具有振动控制需求时，可采用本发明所述一种粘滞阻尼钢筋连接器对装配式构件之间进行连接，即将用于连接构件的钢筋插入所述内筒和外筒，之后进行灌浆或机械连接，当构件受到动力荷载作用时，内筒与外筒可发生相对运动使粘滞流体通过油孔产生阻尼力。本发明提供的一种粘滞阻尼钢筋连接器，可用于新建装配式建筑构件之间的连接，也可用于某些既有装配式建筑的抗震加固，如图1所示，该粘滞阻尼钢筋连接器中包括，外筒1、内筒2、活塞3、油孔4、连接杆5、粘滞流体6、钢筋7。其中，

外筒1为金属圆柱体，外筒一侧具有螺纹，另一侧具有开放的空洞，可以使内筒2插入其中，空洞与螺纹之间夹有腔体，腔体内具有活塞3和粘滞流体6。

内筒2为中空金属圆柱体，一端开放，另一端具有直径与连接杆5的直径相当的孔洞，可沿外筒1的外壁恰好全部插入；内筒2的内壁具有螺纹，可以采用螺纹连接的方式将内筒2与钢筋7连接。

活塞3置于外筒1的腔体中，活塞的直径与腔体的直径大小相当，活塞3上布置有油孔4，油孔的大小可根据阻尼需求定制。

连接杆5与活塞3连为一体，一部分与内筒2固定，另一部分可恰好穿过所述外筒1的腔体的孔洞，当钢筋7带动内筒2运动时，连接杆5可带动活塞运动，进而使粘滞流体6通过油孔4产生阻尼力。

粘滞流体6为具有一定粘性的流体，充满于所述外筒1中的腔体；

当本发明所述粘滞阻尼钢筋连接器受到动力荷载作用时，钢筋7带动内筒2与外筒1发生相对运动，继而使固定在内筒2上的连接杆5发生运动，连接杆5可迫使活塞3发生运动，粘滞流体6通过活塞上的油孔4产生阻尼力，耗散振动能量。

本发明有多种应用方式，可与多种钢筋连接方式相结合，如图4所示，也可将内筒2设计成灌浆套筒的形式，将灌浆料8通过灌浆孔9灌入内筒2中来实现钢筋的连接。

本发明所述一种粘滞阻尼钢筋连接器，为装配式结构提供了一种粘滞阻尼连接器，旨在解决装配式结构的抗震问题。本发明所述粘滞阻尼钢筋连接器不是一味地加强构件连接处的刚度，而是采用了柔性阻尼的设计思路来提高装配式结构的抗震性能。本发明所述一种粘滞阻尼钢筋连接器结构形式简单，所采用的技术成熟，可以产业化生产与施工，具有广阔的应用前景。

当然，本发明所述一种阻尼钢筋连接器可与其他消能减振技术联合使用，以进一步增强装配式建筑结构的抗震性能。

显然，本领域内的研究人员可在本发明精神范围内对本发明所述一种阻尼钢筋连接器进行改动或变形，但若这些改动或变形在本发明的权利要求内，则本发明自动包含这些改动或变形。

Claims (1)

1.一种粘滞阻尼钢筋连接器，其特征在于，包括：外筒、内筒、活塞、油孔、连接杆和粘滞流体；

所述外筒为圆柱筒体，筒体一端具有连接钢筋的孔洞，另一端具有可插入内筒的孔洞，两侧孔洞之间夹有腔体，在腔体内充满粘滞流体；腔体与可插入内筒的孔洞互通，与具有连接钢筋的孔洞用隔断分开；

所述内筒为圆柱筒体，一端封闭但留有可固定连接杆的孔洞，另一端开放，内筒的外径与外筒可插入内筒的孔洞的直径相当；

所述活塞放入外筒的上述腔体内，其直径与外筒的腔体的直径相同，所述活塞至少有一个纵向贯穿活塞的油孔。