CN104895253A - 一种阻尼钢筋连接器 - Google Patents
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Abstract
一种阻尼钢筋连接器，属于土木工程技术领域，至少包括：外筒、阻尼材料、内筒；所述外筒为圆柱中空筒体，筒体内部具有隔断，把筒体均匀地分为不互相通的两个小筒体，外筒的两端均开放；所述内筒为两个圆柱中空筒体，一端封闭，另一端开放；所述阻尼材料，设置在内筒和外筒之间。可用于具有振动控制需求的装配式建筑构件之间的连接；本发明在工程中可安装于装配式构件的节点处，当构件受动力荷载作用并发生相对位移时，阻尼钢筋连接器内的阻尼材料会发生剪切变形而耗散能量。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，还可使建筑结构具有自复位功能，具有广阔的工程应用前景。
Description
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，其中阻尼器中所采用的阻尼材料种类繁多，有金属类阻尼材料、高分子聚合物及其复合材料和粘滞流体等。
将钢筋连接器与阻尼材料相结合便可以构成阻尼钢筋连接器。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阻尼器，能显著增加整体结构的阻尼系数；在正常使用状态下，预埋在构件中的竖向连接的阻尼钢筋连接器主要受压力作用，而在地震荷载作用下阻尼钢筋连接器则可受拉力作用，阻尼材料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；若阻尼材料选用具有超弹性特性的材料，还可使装配式结构变为柔性阻尼体系，具有自复位功能。
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；国内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较少，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很好的抗震性能，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：
本发明提供了一种阻尼钢筋连接器，用以装配式构件之间钢筋的连接，提高装配式建筑结构的抗震性能。
一种阻尼钢筋连接器，至少包括：外筒、阻尼材料、内筒；所述外筒为圆柱中空筒体，筒体内部具有隔断，把筒体均匀地分为不互相通的两个小筒体，外筒的两端均开放；所述内筒为两个圆柱中空筒体，一端封闭，另一端开放；所述阻尼材料，设置在内筒和外筒之间。
进一步，还可以设置至少一个中筒，所述中筒为圆柱中空筒体，一端封闭，另一端开放，在中筒和外筒之间还设有阻尼材料。
所述一种阻尼钢筋连接器，其特征在于：内筒与钢筋连接。
本发明的有益效果如下：
本发明所提供的一种阻尼钢筋连接器，在筒与筒之间布置有阻尼材料，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，当构件受动力荷载的作用时，钢筋带动内筒与连接器发生相对位移，从而使阻尼材料发生剪切变形耗散能量。安装有阻尼钢筋连接器的装配式构件，当受到地震等动力荷载的作用时，阻尼钢筋连接器能耗散输入到构件的振动能量，先于构件屈服，可减小建筑构件在地震荷载作用下的损伤；阻尼钢筋连接器的刚度和/或阻尼可根据建筑结构的振动特性由阻尼材料的材料特性、几何特性和阻尼层的数量定制；荷载作用下阻尼钢筋连接器阻尼材料会先于连接器的其他部件屈服，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(直螺纹、灌浆等)对钢筋进行连接；阻尼材料可使用具有超弹性特性的材料，使阻尼钢筋连接器具有自复位功能。
附图说明：
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是图1的A-A剖面图；
图3是图1的B-B剖面图；
图4是本发明的另一种结构示意图；
图中：外筒1；中筒2；阻尼材料3；内筒4；钢筋5；直螺纹6和灌浆导管7；灌浆料8。
具体实施方式：
当装配式建筑结构具有振动控制需求时，尤其是在需要竖向连接的构件处，可采用本发明所述一种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分别插入所述内筒，之后进行灌浆或机械连接，当构件受到动力荷载作用时，内筒与中筒、中筒和外筒之间可发生相对运动使夹在各筒体之间的阻尼材料耗散能量。本发明提供的一种阻尼钢筋连接器，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，该阻尼钢筋连接器中包括，外筒1、中筒2、阻尼材料3、内筒4。其中，
外筒1为金属材质，整体为中空圆柱体，柱体中间有隔断，将外筒1分为左右对称的两部分。
内筒4为一端密闭、一端开放的规则中空金属圆柱体，可沿外筒1的两端全部插入外筒1。
阻尼材料3为具有一定阻尼和刚度的高性能阻尼材料，如图1和图2所示，阻尼材料3紧密布置于内筒和外筒之间的缝隙中，并同时与内筒和外筒之间粘合。
较佳的，阻尼材料3可采用以高分子聚合物为基体的复合材料、纳米材料以、压电材料和高性能合金材料等，为套筒提供足够的阻尼与刚度；阻尼材料3宜采用对温度不敏感的材料，以避免气候变化使阻尼材料3的力学性能发生波动。
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1所示，可将内筒开凿螺纹，加工成类似于直螺纹套筒的形式，将钢筋5需要连接的部分同样开凿螺纹，使内筒与钢筋进行直螺纹连接；也可将内筒设计成灌浆套筒的形式，开凿灌浆孔7将灌浆料8灌入内筒中来实现钢筋的连接。
本发明所述一种阻尼钢筋连接器，为装配式结构提供了一种阻尼连接器，旨在解决装配式结构的抗震问题。本发明所述阻尼钢筋连接器不是一味的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，采用合适的阻尼材料还可使装配式结构具有自复位功能，可满足装配式建筑结构震后继续使用的需求。本发明所述一种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 (3)
1.一种阻尼钢筋连接器，其特征在于，至少包括：外筒、阻尼材料、内筒；
所述外筒为圆柱中空筒体，筒体内部具有隔断，把筒体均匀地分为不互相通的两个小筒体，外筒的两端均开放；
所述内筒为两个圆柱中空筒体，一端封闭，另一端开放；
所述阻尼材料，设置在内筒和外筒之间。
2.如权利要求1所述一种阻尼钢筋连接器，其特征在于：至少设置一个中筒，所述中筒为圆柱中空筒体，一端封闭，另一端开放，在中筒和外筒之间还设有阻尼材料。
3.如权利要求1所述一种阻尼钢筋连接器，其特征在于：内筒与钢筋连接。
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