CN105113655A - 预应力黏弹性阻尼墙 - Google Patents
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Abstract
一种预应力黏弹性阻尼墙，包括两块外钢板、中间钢板，中间钢板位于两块外钢板之间，外钢板与中间钢板之间填充黏弹性材料层，黏弹性材料层硫化连接于外钢板与中间钢板之间，两块外钢板左右对称布置，外钢板、中间钢板、黏弹性材料层构成阻尼器；阻尼器上下两端分别安装连接板，一端连接板与两块外钢板角焊缝连接，另一端连接板与中间钢板角焊缝连接；预应力螺栓贯穿两块外钢板。本发明在阻尼墙工作时，黏弹性材料层在产生剪切运动时一直处于钢板平面法向方向的受压状态，这样既可为结构附加较大阻尼，同时又能避免阻尼材料因较大变形而产生粘结撕裂破坏。
Description
技术领域
本发明属于结构减震控制技术领域，特别是涉及一种预应力黏弹性阻尼墙，可应用于地震多发区的土木工程结构，以有效控制结构的风振及地震响应。
背景技术
设置黏弹性阻尼墙可有效地减小建筑结构的风振及地震反应。黏弹性阻尼墙既可为结构附加刚度，减小结构位移响应，又可吸收地震能量，增大结构阻尼。黏弹性材料有应变滞后于应力的阻尼特性，以它为材料制成的黏弹性阻尼墙是一种与速度相关的被动减振装置，可有效地减小建筑结构物的风振和地震响应。
典型的黏弹性阻尼墙是由三块钢板和两层黏弹性阻尼材料层组合而成。其中内钢板固定在上层楼面，两块外钢板固定在下层楼面，内钢板与外钢板之间填充黏弹性阻尼材料。当结构受到风或地震作用时，上、下楼面的运动速度不同，导致内钢板与外钢板产生相对速度，内外钢板之间的速度梯度使黏弹性材料产生阻尼力，从而增加了结构的阻尼，有效地减小了结构的动力反应。预应力黏弹性阻尼墙相对于一般的黏弹性阻尼墙而言具有刚度大、阻尼力大及利用效率高等特点，因此具有较高的研究价值和应用前景。
目前工程中使用的黏弹性阻尼墙能够有效地承受拉压载荷，即能够抑制结构构件间的相对振动位移。当建筑结构上、下层楼面产生较大相对位移时，黏弹性材料会因粘结撕裂破坏而不能充分发挥黏弹性材料的阻尼效用。因此，保证黏弹性材料的发挥效用，对于避免结构在中震和大震下发生严重破坏具有重要的实际意义。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种预应力黏弹性阻尼墙。目的在于针对黏弹性阻尼材料在大变形时，因材料与钢板间的粘结撕裂破坏而不能有效发挥材料应有的阻尼效用，提供了一种行之有效的解决办法，改善了黏弹性阻尼墙的耗能减震效果。
本发明所采用的技术方案是：
一种预应力黏弹性阻尼墙，包括两块外钢板、中间钢板，中间钢板位于两块外钢板之间，外钢板与中间钢板之间填充黏弹性材料层，黏弹性材料层硫化连接于外钢板与中间钢板之间，两块外钢板左右对称布置，外钢板、中间钢板、黏弹性材料层构成阻尼器；其特征在于：阻尼器上下两端分别安装连接板，一端连接板与两块外钢板角焊缝连接，另一端连接板与中间钢板角焊缝连接；预应力螺栓贯穿两块外钢板。
进一步的，两块外钢板侧边对称设有若干螺栓孔，预应力螺栓通过螺栓孔连接两块外钢板；黏弹性材料层与中间钢板宽度一致，但都小于两块外钢板的宽度；黏弹性材料层与中间钢板在宽度方向上位于两外钢板中间位置，预应力螺栓与黏弹性材料层、中间钢板均不接触。
上述预应力黏弹性阻尼墙的使用方法，其特征在于：预应力黏弹性阻尼墙的上下两端为连钢板，一端与两块外钢板角焊缝连接，另一端与中间钢板角焊缝连接，其中黏弹性阻尼材料层取高阻尼橡胶聚合物，外钢板厚度为12mm，中间钢板厚度为20mm，预应力螺栓通过扳手或其它工具施加外钢板平面法向的预应力。
与现有技术相比，本发明的效果和益处在于所述的预应力螺栓均匀、对称地贯穿于两块外钢板的外侧边，在阻尼墙工作时，预应力通过螺栓施加在外层钢板，外层钢板挤压黏弹性材料层，黏弹性材料层在产生剪切运动时一直处于钢板平面法向方向的受压状态，这样既可为结构附加较大阻尼，同时又能避免阻尼材料因较大变形而产生粘结撕裂破坏。预应力螺栓位于中间钢板外侧，不会阻碍中间钢板和黏弹性材料层产生剪切运动。本发明具有结构简单、加工方便、滞回耗能高、力学性能优越等特点。
附图说明
图1为本发明具体实施例的预应力黏弹性阻尼墙主视结构图；
图2为图1中1-1剖面示意图；
图3为图1中2-2剖面示意图。
图中，1-黏弹性阻尼材料层，2-两块外钢板，3-中间钢板，4-预应力螺杆，5-预应力螺母，6-上连接钢板，7-下连接钢板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
图1为具体实施例的预应力黏弹性阻尼墙主视结构图，如图2所示：预应力黏弹性阻尼墙主体为阻尼器，两块外钢板2左右对称布置，中间钢板3置于其中，中间钢板3与两侧外钢板之间填充黏弹性阻尼材料层1，黏弹性材料层1与各块钢板之间硫化连接，中间钢板3与黏弹性材料层1宽度一致，且均小于外钢板宽度，便于外钢板侧边开设螺栓孔，预应力螺杆4从一侧外钢板穿过螺栓孔至另一侧外钢板，预应力螺母5旋入预应力螺杆4为阻尼器提供预应力；中间钢板3下端延伸部安装下连接钢板7，两块外钢板2上端延伸部安装上连接钢板6。
结合图1-3，上连接钢板6与中间钢板3角焊缝连接，下连接钢板7与两块外钢板2角焊缝连接。其中黏弹性阻尼材料可取高阻尼橡胶聚合物，外钢板厚度宜12mm，中间钢板厚度宜20mm。
预应力螺栓通过扳手或其它工具施加外钢板平面法向的预应力P。预应力螺栓位于中间钢板3外侧，不会阻碍中间钢板3和黏弹性材料层1产生剪切运动。
Claims (3)
1.一种预应力黏弹性阻尼墙，包括两块外钢板、中间钢板，中间钢板位于两块外钢板之间，外钢板与中间钢板之间填充黏弹性材料层，黏弹性材料层硫化连接于外钢板与中间钢板之间，两块外钢板左右对称布置，外钢板、中间钢板、黏弹性材料层构成阻尼器；其特征在于：阻尼器上下两端分别安装连接板，一端连接板与两块外钢板角焊缝连接，另一端连接板与中间钢板角焊缝连接；预应力螺栓贯穿两块外钢板。
2.根据权利要求1所述的所述预应力黏弹性阻尼墙，其特征在于：两块外钢板侧边对称设有若干螺栓孔，预应力螺栓通过螺栓孔连接两块外钢板；黏弹性材料层与中间钢板宽度一致，但都小于两块外钢板的宽度；黏弹性材料层与中间钢板在宽度方向上位于两外钢板中间位置，预应力螺栓与黏弹性材料层、中间钢板均不接触。
3.如权利要求1或2所述的预应力黏弹性阻尼墙的使用方法，其特征在于：预应力黏弹性阻尼墙的上下两端为连接板，一端与两块外钢板角焊缝连接，另一端与中间钢板角焊缝连接，其中黏弹性阻尼材料层取高阻尼橡胶聚合物，外钢板厚度为12mm，中间钢板厚度为20mm，预应力螺栓通过扳手或其它工具施加外钢板平面法向的预应力。
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