CN211523595U - 一种单方向剪切变型的黏弹性连梁阻尼器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种单方向剪切变型的黏弹性连梁阻尼器，包括黏弹性阻尼材料、C型钢材和连接件。本申请将黏弹性阻尼材料与C型钢相连加入到连梁阻尼器中，与传统钢连梁阻尼器相比，提高了连梁阻尼器在小震以及风振下的耗能能力以及往复荷载下的疲劳性能，并且克服了传统黏弹性阻尼器剪切刚度比较小，无法为连梁两侧的剪力墙提供有效约束的缺点。本申请适用于高层以及超高层建筑的消能减震。

Description

一种单方向剪切变型的黏弹性连梁阻尼器

技术领域

本申请属于建筑消能减震领域。

背景技术

钢筋混凝土剪力墙结构抗侧刚度大，承载力高，在各类高层结构体系中均占有重要位置。因建筑开门窗洞口等需要，在剪力墙上开洞后，往往形成高跨比比较高的连梁，形成联肢剪力墙结构。剪力墙中的连梁作为抗震设防的第一道防线，地震中常发生剪切破坏。连梁不但需要有足够的强度和刚度为剪力墙墙肢提供足够的约束，还需要耗散大量的地震能量保护剪力墙墙肢免遭严重破坏。考虑到连梁在地震作用下的受力特点为跨中弯矩最小，剪力均布，故可将连梁跨中切断，布设剪切型耗能阻尼器。这样可以使连梁在地震作用下的变型集中在阻尼器位置，利用阻尼器屈服后的塑性消耗大量能量，保护墙肢以及耗能连梁混凝土部分不产生较大破坏。

黏弹性阻尼器是一种常见的被动减振(震)控制装置，其安装简单、造价低廉、性能优良，随着越来越多性能优异的黏弹性材料的出现，使得黏弹性阻尼器在振动控制中具有广泛的工程应用前景。与目前研究比较广泛的钢连梁阻尼器相比，黏弹性连梁阻尼器在往复荷载下的疲劳性能更加优越，并且黏弹性阻尼器剪切刚度非常小，在小变形情况下也能耗能，因此其不但能够降低建筑在地震下的响应，对于减轻高层建筑正常使用时的风振响应也非常有效。

然而，目前将黏弹性阻尼器应用于连梁中的工程以及研究并不多。首先，连梁的水平刚度要对剪力墙的墙肢提供足够的约束，从而保证联肢剪力墙结构在地震作用下的抗震性能，但是黏弹性阻尼器的刚度比较小，而且会受荷载频率等因素的影响而变化，因此传统黏弹性阻尼器不能满足连梁的刚度需求。此外，传统黏弹性阻尼器多采用钢板与黏弹性材料黏结而成，钢板面外刚度较小，在钢板厚度较薄或者存在初始缺陷的情况下，可能会发生屈曲失稳，虽然增加钢板厚度可以改善该缺点，但是会使结构重量以及工程造价大大增加，也会限制黏弹性材料的体积占比，不利于最大程度的发挥黏弹性阻尼器的耗能能力。

发明内容

基于上述方法，进一步公开的结构技术方案：

一种单方向剪切变型的黏弹性连梁阻尼器，其特征在于，包括黏弹性阻尼材料，C型钢和连接件，其中：

连接件有两个，第一连接件1为T型，第二连接件2为一字型，连接件一端伸入并锚固于连梁钢筋混凝土段4内，另一端连接至C型钢中心区域，所述C型钢中心区域是由第一连接件1、第二连接件2各自的C型钢交错构成，交错的C型钢之间空隙内设有黏弹性阻尼材料3。

所述中心区域内，黏弹性阻尼材料3与C型钢、连接件接触之处通过硫化作用粘接。

每个C型钢即C型钢板，是由对称连接在连接件所在的对称轴两侧的成对U型钢组成。U型钢可由钢板或型钢等加工制成。

所述连接件的轴线与连梁钢筋混凝土段4的轴线重合。

所述连接件可由钢板或者型钢加工而成，伸入连梁钢筋混凝土段4。

本申请技术方案在实际实施应用时，黏弹性连梁阻尼器所在的连梁上侧有楼板等时，连接件的高度小于连梁钢筋混凝土段的高度，保证黏弹性阻尼器有充分发生剪切变形的空间。

在中心区域，连接件与各自的C型钢之间可以通过焊接等方式连接，也可以采用铸造的方法同时加工连接件和C型钢。

所述C型钢的高度小于黏弹性连梁阻尼器所在连梁的钢筋混凝土段的高度。

所述第一连接件1为T型，其相连的C型钢至少有一个，为第二C型钢11；所述第二连接件2为一字型，其相连的C型钢至少有两个，为第一C型钢21、为第三C型钢22；所述第一C型钢、第二C型钢、第三C型钢，它们的位置关系是由内而外的包围关系，它们的尺寸关系是依次变大。组装后的连梁阻尼器中，第一连接件1、第二连接件2的C型钢按照所述第一C型钢、第二C型钢、第三C型钢的位序交错分布，形成C型钢中心区域。

黏弹性阻尼材料通过硫化作用或者其他技术手段黏结在C型钢之间或者C型钢与连接件之间。同一层的黏弹性材料的厚度应保持相同。

本申请原理如下：在侧向荷载(地震荷载、风荷载等)下，连梁两侧的钢筋混凝土段4带动本申请连梁阻尼器的连接件以及相连的C型钢发生上下相对错动，从而带动C型钢之间以及C型钢与连接件之间的黏弹性阻尼材料发生剪切变型，耗散输入到结构中的能量。由于本申请采用了C型钢，黏弹性连梁阻尼器的变形仅限于竖直方向，提高了阻尼器在连梁轴向方向的拉压刚度，进而提高了带黏弹性阻尼器的连梁在水平方向对两侧剪力墙墙肢的约束作用。另外，与采用普通钢板相比，本申请采用的C型钢面外刚度大，因此可以在满足面外刚度要求的前提下，增大黏弹性材料的体积比例，充分发挥黏弹性阻尼器的耗能减振作用。

与现有的连梁阻尼器相比，本申请的优点是：

1、与现有的金属连梁阻尼器相比，本申请黏弹性连梁阻尼器可以在小变型下耗能，不但能减轻结构地震荷载下的响应，还能降低正常使用时的风荷载下的响应，提高结构的舒适度；此外，黏弹性材料在往复荷载下的疲劳性能表现优越，有利于保证结构在长持时地震以及余震中的消能减震性能。

2、与现有的其它黏弹性阻尼器相比，本申请黏弹性阻尼器将黏弹性材料的剪切变型限制在竖直方向，提高其它水平方向(连梁轴向)的刚度，能够满足应用于连梁的刚度条件。

3、与现有的其它黏弹性阻尼器相比，本申请采用C型钢代替传统的黏弹性阻尼器中的钢板，在不增加甚至减少用钢量的前提下，提高了阻尼器的面外刚度，增大黏弹性材料的体积比，从而提高连梁阻尼器的耗能能力。

附图说明

图1是本申请一种单方向剪切变型的黏弹性连梁阻尼器的俯视图；

图2是本申请第一连接件1的俯视图；

图3是本申请第二连接件2的俯视图。

图中标号：

第一连接件1，第二连接件2，黏弹性阻尼材料3，连梁钢筋混凝土段4，第二C型钢11；第一C型钢21，第三C型钢22。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及其附图对本申请提供的技术方案作进一步说明。结合下面说明，本申请的优点和特征将更加清楚。

需要说明的是，本申请的实施例有较佳的实施性，并非是对本申请任何形式的限定。本申请实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。本申请优选实施方式的范围也可以包括另外的实现，且这应被本申请实施例所属技术领域的技术人员所理解。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限定。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

本申请的附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本申请实施例的目的，并非是限定本申请可实施的限定条件。任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的效果及所能达成的目的下，均应落在本申请所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。且本申请各附图中所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。

实施例1：一种单方向剪切变型的黏弹性连梁阻尼器

如图1-3所示，

一、构造设计：

一种单方向剪切变型的黏弹性连梁阻尼器，其特征在于，包括黏弹性阻尼材料3，C型钢和连接件，其中：

连接件有两个，第一连接件1为T型，第二连接件2为一字型，连接件边侧一端伸入并锚固于连梁钢筋混凝土段4内，另一端连接至C型钢中心区域，所述C型钢中心区域是由第一连接件1、第二连接件2各自的C型钢交错构成，交错的C型钢之间空隙内设有黏弹性阻尼材料3。

所述中心区域内，黏弹性阻尼材料3与C型钢、连接件接触之处通过硫化作用连接。

每个C型钢即C型钢板，是由对称连接在连接件所在的对称轴两侧的成对U型钢组成。U型钢可由钢板或型钢等加工制成。

所述连接件的轴线与连梁钢筋混凝土段4的轴线重合。

所述第一连接件1为T型，其相连的C型钢至少有一个，为第二C型钢11；所述第二连接件2为一字型，其相连的C型钢至少有两个，为第一C型钢21、为第三C型钢22；所述第一C型钢、第二C型钢、第三C型钢，它们的位置关系是由内而外的包围关系，它们的尺寸关系是依次变大。组装后的连梁阻尼器中，第一连接件1、第二连接件2的C型钢按照所述第一C型钢、第二C型钢、第三C型钢的位序交错分布，形成C型钢中心区域。

二、安装过程：

首先采用钢板或型钢制作两个连接件(1、2)、C型钢，并将两个带C型钢的连接件组装在一起，使不同连接件(T形或者一字型)相连的C型钢交错布置；

再将黏弹性材料3置入中心区域，并进行黏结，同一层的黏弹性材料的厚度应保持相同；

最后，将两个连接件的边侧一端伸入并锚固于连梁钢筋混凝土段4内。

以上是本申请的典型实例，本申请的实施不限于此。

上述描述仅是对本申请较佳实施例的描述，并非是对本申请范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例，均属于本申请技术方案保护的范围。

Claims (5)

1.一种单方向剪切变型的黏弹性连梁阻尼器，其特征在于，包括黏弹性阻尼材料(3)，C型钢和连接件，其中：

连接件有两个，第一连接件(1)为T型，第二连接件(2)为一字型，连接件边侧一端伸入并锚固于连梁钢筋混凝土段(4)内，另一端连接至C型钢中心区域，所述C型钢中心区域是由第一连接件(1)、第二连接件(2)各自的C型钢交错构成，交错的C型钢之间空隙内设有黏弹性阻尼材料(3)。

2.如权利要求1所述的单方向剪切变型的黏弹性连梁阻尼器，其特征在于，所述第一连接件(1)为T型，其相连的C型钢至少有一个，为第二C型钢(11)；所述第二连接件(2)为一字型，其相连的C型钢至少有两个，为第一C型钢(21)、第三C型钢(22)；

组装后的连梁阻尼器中，所述第一C型钢、第二C型钢、第三C型钢，它们的位置关系是由内而外的包围关系，它们的尺寸关系是依次变大，形成C型钢中心区域。

3.如权利要求1所述的单方向剪切变型的黏弹性连梁阻尼器，其特征在于，每个C型钢即C型钢板，是由对称连接在连接件所在的对称轴两侧的成对U型钢组成。

4.如权利要求1所述的单方向剪切变型的黏弹性连梁阻尼器，其特征在于，所述连接件的轴线与连梁钢筋混凝土段(4)的轴线重合。

5.如权利要求1所述的单方向剪切变型的黏弹性连梁阻尼器，其特征在于，所述C型钢的高度和连接件的高度均小于黏弹性连梁阻尼器所在的连梁钢筋混凝土段的高度。

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