CN202007466U - 一种高阻尼橡胶粘弹性阻尼器 - Google Patents

一种高阻尼橡胶粘弹性阻尼器 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种阻尼器。一种高阻尼橡胶粘弹性阻尼器，包括钢板层和粘弹性材料层，钢板层包括一个中间钢板和设置在中间钢板两侧的两个侧边钢板，中间钢板和侧边钢板之间设有粘弹性材料层，粘弹性材料层为采用高阻尼橡胶粘弹性材料制成的高阻尼橡胶粘弹性材料层。由于采用上述技术方案，本实用新型具有如下优点：高阻尼橡胶粘弹性材料层的变形有效吸收振动能量，滞回圈饱满，耐疲劳性能好；与传统的粘弹性阻尼器相比，其耗能特性具有较强的非线性性质，在位移和速度很小情况下即具有很好的耗能性能。

Description

一种高阻尼橡胶粘弹性阻尼器
技术领域
本实用新型涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种阻尼器。
背景技术
阻尼器是以提供运动的阻力来耗减运动能量的装置。利用阻尼器能很好的吸能减震，人们在建筑、桥梁、铁路等结构工程中，使用阻尼器。现有的阻尼器中，位移相关系阻尼器，需要在较大震动条件下才能耗能。而滞回耗能装置，需要在很大的位移条件下才能发生屈服变形或克服摩擦力以发挥它们的耗能作用。粘弹性阻尼器造价低廉、耗能能力强，是工程应用中最为广泛的减震装置之一，然而粘弹性材料的储存弹性模量、损耗弹性模量及损耗因子等参数对粘弹性阻尼器的性能具有很大的影响，为此，应进行粘弹性材料的研究探索。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高阻尼橡胶粘弹性阻尼器，以解决上述技术问题。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种高阻尼橡胶粘弹性阻尼器，包括钢板层和粘弹性材料层，所述钢板层包括一个中间钢板和设置在中间钢板两侧的两个侧边钢板，所述中间钢板和侧边钢板之间设有所述粘弹性材料层，所述粘弹性材料层为采用高阻尼橡胶粘弹性材料制成的高阻尼橡胶粘弹性材料层。
本实用新型增设有高阻尼橡胶粘弹性材料制成高阻尼橡胶粘弹性材料层后，耗能能力强、能够有效的减小建筑物的风振及地震反应，具有广泛的工程适用性，与位移相关系阻尼器相比，它在所有振动条件下都能进行耗能，即使在较小的振动条件下，也能够进行耗能。它不像滞回耗能装置那样需要很大的位移才能发生屈服变形或克服摩擦力以发挥它们的耗能作用。本实用新型作为有效的被动控制装置，可应用于层数较多、高度较大、水平刚度较小、水平位移较明显的多层、高层、较高层建筑和桥梁、管线、塔架、高耸结构、大跨度结构等。这种阻尼器的使用也为高强度轻质材料的高柔结构抗风找到一条经济有效途径。本实用新型既可用于结构的抗风减振，又可用于结构的抗震减震：既可用于新建工程，又可用于震损结构的加固及震后修复工程。
所述高阻尼橡胶粘弹性材料层通过硫化设置在所述中间钢板和侧边钢板之间，所述高阻尼橡胶粘弹性材料层与所述钢板层连接为一体。以便高阻尼橡胶粘弹性材料层更为牢固的设置在中间钢板和侧边钢板之间。
为了满足不同结构的位移和阻尼力的需要，可以将高阻尼橡胶粘弹性材料层与钢板层进行叠加，组成多层结构：所述钢板层包括至少两个所述中间钢板和至少三个所述侧边钢板，至少两个所述中间钢板两侧均设有所述侧边钢板，所述中间钢板与所述侧边钢板之间均设有一采用高阻尼橡胶粘弹性材料制成的高阻尼橡胶粘弹性材料层。本实用新型可根据需要设置多个中间钢板和侧边钢板，以便于本实用新型可广泛应用于多种工程项目中，增加本实用新型的使用范围。
为了满足不同结构的位移和阻尼力的需要，还可以采用如下设置的方式：包括至少两组所述钢板层，至少两组所述钢板层中的所述侧边钢板相互连接，至少两组所述钢板层中的中间钢板相互隔开，至少两组钢板层两两之间形成由所述侧边钢板隔开的至少两个空腔。
所述中间钢板上远离与高阻尼橡胶粘弹性材料层连接处设有连接螺栓孔；
所述侧边钢板上远离与高阻尼橡胶粘弹性材料层连接处也设有连接螺栓孔。
有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型具有如下优点：通过设置在中间钢板和侧边钢板间的高阻尼橡胶粘弹性材料层的变形有效吸收振动能量，滞回圈饱满，耐疲劳性能好；与传统的粘弹性阻尼器相比，其耗能特性具有较强的非线性性质，在位移和速度很小情况下即具有很好的耗能性能；可用于建筑结构、桥梁结构和大跨度结构等等多种工程结构的减(振)震；构造简单、传力明确、机理清晰。
附图说明
图1为本实用新型的一种结构示意图；
图2为本实用新型的另一种结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。
参照图1，一种高阻尼橡胶粘弹性阻尼器，包括钢板层和粘弹性材料层，钢板层包括一个中间钢板1和设置在中间钢板1两侧的两个侧边钢板2，中间钢板1和侧边钢板2之间设有粘弹性材料层，粘弹性材料层为采用高阻尼橡胶粘弹性材料制成的高阻尼橡胶粘弹性材料层3。高阻尼橡胶粘弹性材料层3通过采用硫化处理的方式，设置在中间钢板1和侧边钢板2之间，高阻尼橡胶粘弹性材料层3与钢板层连接为一体。通过上述设计后，本实用新型经历多次试验得出关系式：Fd＝kx+cvγ。
其中，Fd：粘弹性阻尼器的阻尼力；k：粘弹性阻尼器的存储刚度；x：粘弹性阻尼器的剪切位移；c：粘弹性阻尼器的阻尼常数；v：粘弹性阻尼器的剪切变形速度；γ：粘弹性阻尼器的剪切变形速度指数。
通过上述关系式得到力与位移滞回曲线近似于椭圆形，则单位体积阻尼力可达到62.5N/cm3。本实用新型增设有高阻尼橡胶粘弹性材料制成高阻尼橡胶粘弹性材料层3后，耗能能力强、能够有效的减小建筑物的风振及地震反应，具有广泛的工程适用性，与位移相关系阻尼器相比，它在所有振动条件下都能进行耗能，即使在较小的振动条件下，也能够进行耗能。它不像滞回耗能装置那样需要很大的位移才能发生屈服变形或克服摩擦力以发挥它们的耗能作用。本实用新型作为有效的被动控制装置，可应用于层数较多、高度较大、水平刚度较小、水平位移较明显的多层、高层、较高层建筑和桥梁、管线、塔架、高耸结构、大跨度结构等。这种阻尼器的使用也为高强度轻质材料的高柔结构抗风找到一条经济有效途径。本实用新型既可用于结构的抗风减振，又可用于结构的抗震减震：既可用于新建工程，又可用于震损结构的加固及震后修复工程。
为了满足不同结构的位移和阻尼力的需要，可将高阻尼橡胶粘弹性材料层3与钢板层进行叠加，组成多层结构：钢板层包括至少两个中间钢板1和至少三个侧边钢板2，至少两个中间钢板1两侧均设有侧边钢板2，中间钢板1与侧边钢板2之间均设有一采用高阻尼橡胶粘弹性材料制成的高阻尼橡胶粘弹性材料层3。本实用新型可根据需要设置多个中间钢板1和侧边钢板2，以便于本实用新型可广泛应用于多种工程项目中，增加本实用新型的使用范围。叠加设置本实用新型时，通常侧边钢板2比中间钢板1多一个，以便本实用新型以位于中部的中间钢板1或侧边钢板2为中心对称。中间钢板1上远离与高阻尼橡胶粘弹性材料层3连接处设有连接螺栓孔4；侧边钢板2上远离与高阻尼橡胶粘弹性材料层3连接处也设有连接螺栓孔5。
参照图2，为了满足不同结构的位移和阻尼力的需要，还可以采用如下设置的方式：包括至少两组钢板层，至少两组钢板层中的侧边钢板2相互连接，至少两组钢板层中的中间钢板1相互隔开，至少两组钢板层两两之间形成由侧边钢板2隔开的至少两个空腔。
本实用新型的制作方法，可以采用如下步骤：
1)制作中间钢板1和侧边钢板2。制作中间钢板1时，在中间钢板1的一侧设置连接螺栓孔4；制作侧边钢板2时，在侧边钢板2的一侧设置连接螺栓孔5。
2)制作高阻尼橡胶粘弹性材料层3，高阻尼橡胶粘弹性材料层3采用高阻尼橡胶粘弹性材料制成。
3)将高阻尼橡胶粘弹性材料层3设置在中间钢板1和侧边钢板2之间。高阻尼橡胶粘弹性材料层首先粘结在中间钢板和侧边钢板之间，然后采用硫化处理的方式，使高阻尼橡胶粘弹性材料层和中间钢板、侧边钢板连接为一体。以便高阻尼橡胶粘弹性材料层和中间钢板、侧边钢板的连接更为牢固。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种高阻尼橡胶粘弹性阻尼器，包括钢板层和粘弹性材料层，所述钢板层包括一个中间钢板和设置在中间钢板两侧的两个侧边钢板，所述中间钢板和侧边钢板之间设有所述粘弹性材料层，其特征在于，所述粘弹性材料层为采用高阻尼橡胶粘弹性材料制成的高阻尼橡胶粘弹性材料层。
2.根据权利要求1所述的一种高阻尼橡胶粘弹性阻尼器，其特征在于：所述高阻尼橡胶粘弹性材料层通过硫化设置在所述中间钢板和侧边钢板之间，所述高阻尼橡胶粘弹性材料层与所述钢板层连接为一体。
3.根据权利要求1或2所述的一种高阻尼橡胶粘弹性阻尼器，其特征在于：包括至少两个所述中间钢板和至少三个所述侧边钢板，至少两个所述中间钢板两侧均设有所述侧边钢板，所述中间钢板与所述侧边钢板之间均设有一采用高阻尼橡胶粘弹性材料制成的高阻尼橡胶粘弹性材料层。
4.根据权利要求3所述的一种高阻尼橡胶粘弹性阻尼器，其特征在于：包括至少两组所述钢板层，至少两组所述钢板层中的所述侧边钢板相互连接，至少两组所述钢板层中的中间钢板相互隔开，至少两组钢板层两两之间形成由所述侧边钢板隔开的至少两个空腔。
5.根据权利要求4所述的一种高阻尼橡胶粘弹性阻尼器，其特征在于：所述中间钢板上远离与高阻尼橡胶粘弹性材料层连接处设有连接螺栓孔；
所述侧边钢板上远离与高阻尼橡胶粘弹性材料层连接处也设有连接螺栓孔。
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