CN208650308U - 复合环形粘弹性金属阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合环形粘弹性金属阻尼器，解决了现有金属阻尼器无法在不同震级下屈服，不能充分发挥耗能作用的问题。技术方案包括圆形的外环金属阻尼器，所述外环金属阻尼器内设有相邻的两个圆形的内环金属阻尼器，所述外环金属阻尼器和两个内环金属阻尼器通过高强螺栓连接在一起,所述外环金属阻尼器和内环金属阻尼器之间填充有粘合弹性体。本实用新型结构简单、能重复使用、结合金属阻尼器和粘弹阻尼器的优点、可在不同震级作用下的分级屈服、有效发挥耗能作用。

Description

复合环形粘弹性金属阻尼器

技术领域

本发明涉及一种建筑领域的阻尼器，具体地说是一种复合环形粘弹性金属阻尼器。

背景技术

耗能减震技术在当前世界各国广泛的使用，在工程结构中耗能减震是常用的一种方式，也是一种工程结构被动控制的方法。目前已经开发了各种各样的阻尼器，譬如摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器、黏滞流体阻尼器和磁流变阻尼器。

粘弹性阻尼器主要依靠粘弹性材料的滞回耗能特性，增加结构的阻尼，减小结构的动力反应。粘弹性阻尼器构造简单、经济实用，一般不改变结构的形式，也不需要外部能源输入提供控制力，即使在较小的震动条件下也能够进行耗能。但是粘弹性阻尼器在长期的使用下，会发生老化、恢复性差和对环境造成污染等缺点。

常见金属阻尼器具有构造简单、施工方便、结构受力均匀、维护及替换费用低等优点而被广泛的使用，但是初始刚度和屈服力低，耗能有限，塑性变形之后不能恢复到原状，不能反复使用。

金属阻尼器利用金属材料屈服时产生的塑性滞回变形来耗散地震输入的结构能量，能够有效减轻结构的振动反应。但目前已有的金属阻尼器，大部分是中震屈服耗能，如此则导致阻尼器在大震时的屈服承载力提高有限，阻尼器在大震时并不能够发挥更大的耗能作用。还有一部分金属阻尼器是在遭受大震时，金属阻尼器才发生屈服耗能，而中震时一般处于弹性阶段，并不会耗能，这样阻尼器在中震就不能起到耗散地震能量的作用。除此之外，更多的金属阻尼器在小震时处于弹性状态，并不能发挥耗能作用。

因此，开发一种在不同震级下都可以耗能的的粘弹性金属阻尼器，并且可以层级屈服的意义重大。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、能重复使用、结合金属阻尼器和粘弹阻尼器的优点、可在不同震级作用下的分级屈服、有效发挥耗能作用的复合环形粘弹性金属阻尼器。

技术方案包括圆形的外环金属阻尼器，所述外环金属阻尼器内设有相邻的两个圆形的内环金属阻尼器，所述外环金属阻尼器和两个内环金属阻尼器通过高强螺栓连接在一起,所述外环金属阻尼器和内环金属阻尼器之间填充有粘合弹性体。

所述外环金属阻尼器为具有至少一个缺口的非闭合圆环，所述缺口处也填充有粘合弹性体。

所述外环金属阻尼器上设有对称的两个缺口。

所述外环金属阻尼器的内径为200mm～400mm，所述内环金属阻尼器的外径是外环金属阻尼器内径的二分之一。

所述外环金属阻尼器的环壁厚度为20mm～30mm，内环金属阻尼器的环壁厚度为5mm～10mm。

所述缺口的宽度为20mm。

本实用新型中内、外环阻尼器采用金属材料，其间填充粘合弹性体，科学有机地将金属阻尼器和粘弹性阻尼器组合在一起，使一软一硬两种材料能够充分发挥各自的特长优点，形成的复合阻尼器既能充分发挥金属阻尼器和粘弹性阻尼器各自特有的的优点，又能相互作用解决各自缺点问题；外环金属阻尼器和内环金属阻尼器均为环形结构，耗能时虽然存在剪切力作用，但拉应力会成为主要作用力，此时通过填充的粘弹性体能够进一步提高本实用新型的承载耗能性能，从而解决塑性变形之后不能恢复到原状，不能反复使用的问题，而反过来由于粘合弹性体被填充在外环金属阻尼器和内环金属阻尼器之间，在阻尼器的支撑和保护下使用寿命大大提升；呈“8”字型的相邻两个内环金属阻尼器比外环金属阻尼器的弧形段更多，从而能够具备更强的耗能能力；采用高强螺栓将外环金属阻尼器和两个内环金属阻尼器连接在一起，不仅便于拆换、易于施工，且能提高耐疲劳和受力性能。；进一步的，将外环金属阻尼器设计成具有至少一个缺口的非闭合圆环是考虑利用缺口处填充的粘合弹性体的承接外环金属阻尼器的形变量，进一步减轻外环金属阻尼环塑性变形的问题；粘合弹性体为具有粘合性能的弹性材料，如浇铸型聚氨酯弹性体，这类弹性材料具有高轻度、高硬度、高抗氧化、高耐磨性、高耐腐蚀性等优点，可极大地提高阻尼器的承载力及耗能减震能力。

有益效果为：

1)本实用新型在小震、中震及大震中分级屈服，小震时优先屈服内环阻金属阻尼器，中震时优先屈服粘合弹性体，大震时屈服外环金属阻尼环，最大限度地耗散不同强度地震的能量，显著减轻结构的振动反应。

2)本实用新型的变形能力强，小、中震时优先屈服的内环金属阻尼器和粘合弹性体，在大震时仍然不会破坏，能够继续有效发挥耗能作用。

3)本实用新型可通过采用不同屈服强度的金属材料，调节内环金属阻尼器和外环金属阻尼器之间的屈服强度梯度，使得耗能效果满足不同的抗震设防需求。

4)本实用新型造价低，易于加工和拆卸，施工方便，耗能效果显著，抗震机理明确。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为图1的右视图。

图3为图2的俯视图

其中，1-外环金属阻尼器；2-内环金属阻尼器；3-粘合弹性体； 4-缺口；5-高强螺栓；6-螺母。

具体实施方式

参见图1和图2，所述圆形外环金属阻尼器1内设有相邻的两个圆形的内环金属阻尼器2，三者两两相切，所述外环金属阻尼器1和两个内环金属阻尼器2通过高强螺栓5经螺母6连接在一起,所述外环金属阻尼器1和内环金属阻尼器2之间填充有粘合弹性体3。所述外环金属阻尼器1为具有对称的两个缺口4的非闭合圆环，所述缺口的宽度为20mm；缺口4处也填充有粘合弹性体3，所述粘合弹性体3 为浇铸型聚氨酯弹性体；所述外环金属阻尼器1的内径为200mm～ 400mm，环壁厚度为20mm～30mm，所述内环金属阻尼器2的外径是外环金属阻尼器内径的二分之一，环壁厚度为5mm～10mm。上述各部件可整体铸造或焊接成一体。本实用新型外环金属阻尼器和内环金属阻尼器由金属材料制成，如低屈服点钢或Q235钢，根据需要，所述外环金属阻尼器1和内环金属阻尼器2可以由相同或不同的金属材料制成。小震时，作用力会经外环金属阻尼器1、粘合弹性体3传导至内环金属阻尼器2，优先使两个内环金属阻尼器2屈服；中震时作用力会经外环阻尼器1传导至粘合弹性体3，优先使粘合弹性体3屈服，同时不会破坏内环金属阻尼器2；大震时，外环环阻尼器1屈服，同时不会破坏内环金属阻尼器2和两个阻尼架，变形能力强，能够继续有效发挥耗能作用。

组装时，先将两个内环金属阻尼器2设在外环金属阻尼器1中，再用高强螺栓5和螺母6将三者固定，形成两两相切的状态，然后在内环金属阻尼器2和外环金属阻尼器1之间和缺口4处浇铸聚氨酯弹性体，使三者粘合成一体，固化后即得，该结构便于拆卸，变形能力强，可设置在装配式框剪结构上，能够在不同抗震设防水准下实现分级屈服耗能的功能，保护主体结构的安全，在损伤后易于修复更换，可重复使用。

Claims (6)

1.一种复合环形粘弹性金属阻尼器，包括圆形的外环金属阻尼器，其特征在于，所述外环金属阻尼器内设有相邻的两个圆形的内环金属阻尼器，所述外环金属阻尼器和两个内环金属阻尼器通过高强螺栓连接在一起,所述外环金属阻尼器和内环金属阻尼器之间填充有粘合弹性体。

2.如权利要求1所述的复合环形粘弹性金属阻尼器，其特征在于，所述外环金属阻尼器为具有至少一个缺口的非闭合圆环，所述缺口处也填充有粘合弹性体。

3.如权利要求2所述的复合环形粘弹性金属阻尼器，其特征在于，所述外环金属阻尼器上设有对称的两个缺口。

4.如权利要求1-3任一项所述的复合环形粘弹性金属阻尼器，其特征在于，所述外环金属阻尼器的内径为200mm～400mm，所述内环金属阻尼器的外径是外环金属阻尼器内径的二分之一。

5.如权利要求4所述的复合环形粘弹性金属阻尼器，其特征在于，所述外环金属阻尼器的环壁厚度为20mm～30mm，内环金属阻尼器的环壁厚度为5mm～10mm。

6.如权利要求2或3所述的复合环形粘弹性金属阻尼器，其特征在于，所述缺口的宽度为20mm。