CN201598745U - 一种抗扭曲的铅粘弹性复合阻尼器 - Google Patents

一种抗扭曲的铅粘弹性复合阻尼器 Download PDF

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周云
吴从晓
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Abstract

本实用新型提供了一种抗扭曲的铅粘弹性复合阻尼器，它包括由粘弹性材料层(1)与薄钢板层(2)交替叠合形成的弹性体(3)、剪切钢板(4)、上连接板(5)、下连接板(6)和柱状铅芯(7)，其中，所述的弹性体(3)与剪切钢板(4)交替叠合成一复合弹性体并设置在上连接板(5)和下连接板(6)之间，所述的复合弹性体中相邻的两剪切钢板(4)中的一块向一头延伸至上连接板(5)并与之固定连接，另一块向另一头延伸至下连接板(6)并与之固定连接，其特征在于，所述的柱状铅芯至少为两根，且绕所述弹性体的垂直中心线分布。本实用新型所述的阻尼器克服了现有铅粘弹性复合阻尼器抗垂直于柱状铅芯平面内扭曲变形能力差的不足，显著提高了抗震减震效果。

Description

一种抗扭曲的铅粘弹性复合阻尼器
技术领域
本实用新型涉及一种防振动或震动的建筑构件，具体涉及铅-粘弹性复合阻尼器，它广泛适用于建筑物减震、抗震结构工程领域。
背景技术
橡胶是一种粘弹性材料，在外力作用下分子间的链段易产生相对滑移、扭转等相对运动，且所产生变形能量以热能的形式滞后耗散，目前已被广泛用于制作缓冲、防震的阻尼器中。但是，大量的工程实践显示，采用钢板和橡胶制作的粘弹性阻尼器尚存在下述不足，一是橡胶的初始刚度较小，提供的阻尼力较小，耗能能力有限。铅的柔性及延展性较高，在变形和回复的再结晶过程中可以吸收大量的能量，且不会产生应变硬化，具有较好的变形跟踪和回复能力，也是一种性能优良的消声及减震、防震材料。与橡胶相比，铅的初始刚度明显较大，因此广大技术人员将铅和橡胶结合研制出铅粘弹性阻尼器，较好地克服了钢板和橡胶制作的粘弹性阻尼器所存在的不足。
国知局1998年3月18日授权公告了一种“铅-粘弹性复合阻尼器”(授权公告号为CN2276584Y)，该阻尼器由粘弹性材料与薄钢板交替叠合形成的弹性体、剪切钢板、上连接板和下连接板组成，其中所述的粘弹性材料与钢板交替叠合成一复合弹性体并设置在上连接板和下连接板之间，所述的复合弹性体中相邻的两剪切钢板中的一块向一头延伸至上连接板并与之固定连接，另一块向另一头延伸至下连接板并与之固定连接，其特征是所述的铅-粘弹性复合阻尼器还包括柱状的铅芯，该铅芯横向穿越交替叠合的弹性材料和钢板。上述实用新型专利方案有效地提高了阻尼器的抗剪能力，但是，其中所述横向穿越所述复合弹性体的铅芯仅为一根，而且位于其轴心线上，因此当所述复合弹性体绕弹性体的轴心线产生扭曲变形时，剪切钢板绕着铅芯转动而不产生剪切滞回变形，整个阻尼器的耗能作用明显降低。
发明内容
鉴于现有技术存在上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提高铅-粘弹性复合阻尼器抗垂直于柱状铅芯的平面内的扭曲变形能力。
本实用新型解决上述问题的技术方案如下：
一种抗扭曲的铅粘弹性复合阻尼器，它包括由粘弹性材料层与薄钢板层交替叠合构成的弹性体、剪切钢板、上连接板、下连接板和柱状铅芯，其中，所述的弹性体与剪切钢板交替叠合成一复合弹性体并设置在上连接板和下连接板之间，所述的复合弹性体中相邻的两剪切钢板中的一块向一头延伸至上连接板并与之固定连接，另一块向另一头延伸至下连接板并与之固定连接，所述的柱状铅芯横向穿越复合弹性体，其特征在于，所述的柱状铅芯至少为两根，且绕所述弹性体的垂直中心线分布。
上述技术方案中，所述的柱状铅芯的根数最好为大于2的偶数，且对称分布在所述弹性体的垂直中心线的对称中心面的两侧。
上述抗扭曲的铅粘弹性复合阻尼器，其中所述的柱状铅芯的直径和数量可视阻尼力的大小和阻尼器的截面尺寸确定，当需要阻尼力大并且阻尼器尺寸要求较小、中间剪切钢板较小时，柱状铅芯的直径则较大，并且数量可较多，并错开柱状铅芯均匀分布于阻尼器的体内，否则反之。
为了进一步提高所述阻尼器的整体抗侧强度，本实用新型所述的复合弹性体的两侧设有与下连接板固定连接的剪切钢板，该剪切钢板上各焊接有侧向加劲肋，该侧向加劲肋的一头焊接在下连接板上。
为了方便支撑和结构构件连接，本实用新型中所述的上连接板和下连接板上分布有若干个安装用的螺孔。
本实用新型所述的抗扭曲的铅粘弹性复合阻尼器，由于其中所述的柱状铅芯至少为两根，且绕所述弹性体的垂直中心线分布，因此，当所述的复合弹性体绕弹性体的轴心线产生扭曲变形时，复合弹性体中的剪切钢板便将剪切力施加至所有柱状铅芯组成的集合体上，同样使每一柱状铅芯产生剪切变形而获得抗震所需要的阻尼力。由上述分析可见，本实用新型所述的阻尼器克服了现有铅-粘弹性复合阻尼器抗垂直于柱状铅芯平面内扭曲耗能能力差的不足，显著提高了阻尼器对结构的减震效果。
附图说明
图1-6为本实用新型的一个具体实施例的结构示意图，其中，图1为主视图，图2为后视图，图3为俯视图，图4为图1的A-A剖视图，图5为图1的B-B剖视图，图6为图4中局部I的放大图。
图7为本实用新型的另一个具体实施例的结构示意图，图中显示出柱状铅芯的根数分布情况。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。
如图1-6所示，粘弹性材料层1为橡胶，它与薄钢板层2交替叠合形成弹性体3(见图6)；位于上连接板5和下连接板6之间的复合弹性体由4块弹性体3与5块剪切钢板4交替叠合构成，所述的5块剪切钢板4中，两块向上延伸与上连接板5焊接固定，三块向下延伸与下连接板6焊接固定。
参见图1，四根柱状铅芯7分别横向穿越所述的复合弹性体，且垂直于弹性体3的中心线，即过弹性体3的垂直平分线N-N和P-P交点的直线对称分布。参见图1、4和5，所述复合弹性体两侧面的剪切钢板4，其中一块上穿设柱状铅芯7的孔为盲孔，另一块上穿设柱状铅芯7的孔为通孔，柱状铅芯7由通孔穿至另一侧的盲孔后，由设在所述通孔口部的封盖9封牢，其中封盖9由螺钉固定在设有通孔的剪切钢板4上。
参见图1、2、4和5，复合弹性体两侧面的剪切钢板4上各焊接有三根侧向加劲肋8，该侧向加劲肋8的一头焊接在下连接板6上。
参见图3和图5，上连接板5和下连接板6上还分布有安装用的螺孔10，螺孔10可方便支撑和连接其他建筑构件。
参见图7，本例中横向穿越复合弹性体的柱状铅芯7为六根，且对称分布在过所述弹性体3的垂直中心线的对称中心面，即过弹性体3的垂直平分线N-N和P-P交点的平面的两侧。本例较图1-6所示实施例的不同之处是整个阻尼器稍高且采用六根柱状铅芯7，此举可获得较大的阻尼力和截面尺寸较小的阻尼器。
以下结合附图简要介绍本实用新型所述抗扭曲的铅粘弹性阻尼器的制作方法。
参见图1～6，先按要求在粘弹性材料层1、薄钢板层2和剪切钢板4上制作穿设柱状铅芯7的预留孔，再按抗扭曲的铅粘弹性阻尼器的尺寸制作金属模具，然后自左向右放入剪切钢板4、粘弹性材料层1、薄钢板层2和剪切钢板4，最后整体放至硫化设备中进行高温硫化成型。从金属模具中取出后插入柱状铅芯7，并用封盖9将柱状铅芯7封牢，封板9由螺钉固定在设有通孔的剪切钢板4上。将剪切钢板4延伸的一头焊接在上连接板5或下连接板6上，在水中将侧向加劲肋8的两头分别焊接在下连接板6和两侧面的剪切钢板4上。

Claims (4)

1.一种抗扭曲的铅粘弹性复合阻尼器，它包括由粘弹性材料层(1)与薄钢板层(2)交替叠合形成的弹性体(3)、剪切钢板(4)、上连接板(5)、下连接板(6)和柱状铅芯(7)，其中，所述的弹性体(3)与剪切钢板(4)交替叠合成一复合弹性体并设置在上连接板(5)和下连接板(6)之间，所述的复合弹性体中相邻的两剪切钢板(4)中的一块向一头延伸至上连接板(5)并与之固定连接，另一块向另一头延伸至下连接板(6)并与之固定连接，其特征在于，所述的柱状铅芯(7)至少为两根，且绕所述弹性体(3)的垂直中心线分布。
2.根据权利要求1所述的一种抗扭曲的铅粘弹性复合阻尼器，其特征在于所述的柱状铅芯(7)的根数为大于2的偶数，且对称分布在所述弹性体的垂直中心线的对称中心面的两侧。
3.根据权利要求1或2所述的一种抗扭曲的铅粘弹性复合阻尼器，其特征在于，所述的复合弹性体的两侧设有与下连接板(6)固定连接的剪切钢板(4)，该剪切钢板(4)上各焊接有侧向加劲肋(8)，该侧向加劲肋(8)的一头焊接在下连接板(6)上。
4.根据权利要求1或2所述的一种抗扭曲的铅粘弹性复合阻尼器，其特征在于所述的上连接板(5)和下连接板(6)上分布有安装用的螺孔(10)。
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