一种“5+4”正交型黏弹性阻尼装置

1.本发明涉及土木工程建筑结构耗能减震技术领域，具体涉及一种“5+4”正交型黏弹性阻尼装置，可应用于建筑的垂直构件处，从而有效控制建筑节点处的风振及地震响应。


背景技术：

2.建筑结构的耗能减震是指在建筑结构中设置特制的耗能构件或装置，增加结构阻尼，使建筑在遭受地震运动时，吸收和消耗地震运动输入到建筑结构体系的能量以保护主体结构的安全。在土木工程领域，黏弹性阻尼装置被公认为是抗风抗振方面最为有效的被动控制装置之一，无需较大的相对变形就能发挥振动控制效果，能同时应用于结构的地震响应及风振控制。
3.目前常用的黏弹性阻尼器一般是由三层钢板和两层黏弹性材料层组合而成，中间钢板通过连接件与结构中的梁连接，侧面钢板通过连接件与结构中另一层的梁连接。在结构受到风荷载或地震作用时，结构层间发生相对位移，内、外钢板发生相对运动，带动黏弹性材料发生往复剪切变形，利用黏弹性材料应变滞后于应力的特点，减少并迅速衰减结构在风荷载或地震作用下的振动，实现耗能减震的目的。然而，现有的黏弹性阻尼器设计并不适用于建筑结构中的垂直构件。因此，改善黏弹性阻尼器的结构设计对该类阻尼器的应用推广具有重要意义。


技术实现要素：

4.为了客服上述现有技术的不足，本发明提供了一种“5+4”正交型黏弹性阻尼装置。其目的在于针对现有黏弹性阻尼器无法设置在建筑物的垂直构件处，以及更好地发挥黏弹性材料的耗能作用，提供了一种行之有效的解决办法，有效提高了建筑物节点处的抗振性能。
5.本发明的所采用的技术方案为：
6.一种“5+4”正交型黏弹性阻尼装置，包括5层钢板和4层黏弹性材料，其特征在于：黏弹性材料层硫化粘接于两侧钢板之间，中间钢板与两侧四块约束钢板呈90度垂直状态。
7.进一步的，其中黏弹性材料层为高阻尼橡胶聚合物，每层黏弹性材料厚度为10mm，最中间钢板厚度为20mm，两侧四块约束钢板厚度为12mm，黏弹性材料层与内侧两块约束钢板尺寸相同。
8.黏弹性材料层和钢板交替而成，最外侧为钢板。
9.最外侧两块钢板上下对称布置，中间钢板端部以及最外侧两块约束钢板端部均设有直径为24mm的螺栓孔，以便于装置和结构的连接。
10.上述“5+4”正交型黏弹性阻尼装置的使用方法，其特征在于：黏弹性阻尼装置布置于建筑物层间的垂直构件处，第一种情况：其两块约束钢板伸出一侧通过连接件与层间的横梁连接，另外中间钢板伸出一侧通过连接件与层间柱连接。第二种情况：其两块约束钢板伸出一侧通过连接件与层间的纵梁连接，另外中间钢板伸出一侧通过连接件与层间柱连
接。第三种情况：其两块约束钢板伸出一侧通过连接件与层间的横(纵)梁连接，另外中间钢板伸出一侧通过连接件与层间纵(横)梁连接。
11.与现有技术相比，本发明的效果和益处在于所述的“5+4”正交型黏弹性阻尼装置可以布置在建筑结构的垂直构件处，如梁柱节点，横纵梁连接处，从而有效提高建筑物节点处的抗震性能，为建筑物主体的结构安全提供保障，且根据本发明实施例的阻尼装置具有结构简单，易于加工，滞回耗能高，力学性能优越等特点。
附图说明
12.图1为本发明实施例阻尼装置的一种结构示意图
13.图2为本发明实施例阻尼装置的结构拆解示意图
14.图3为本发明实施例的安装示意图
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明作进一步描述
16.如图1所示的“5+4”正交型黏弹性阻尼装置，包括一块中间钢板
①
，两块外侧约束钢板
②
，两块内侧约束钢板
③
，四层黏弹性材料层
④
，黏弹性材料层硫化连接于其相邻两块钢板之间。
17.如图2所示的本发明装置结构拆解示意图，其中中间钢板
①
与外侧钢板
②
长宽及螺孔直径和分布均一致，但厚度不同，中间钢板
①
厚度为20mm，外侧钢板
②
厚度为12mm，内侧约束钢板
③
与黏弹性材料层
④
长宽一致，但厚度不同，内侧约束钢板
③
厚度为12mm，黏弹性材料层
④
厚度为10mm。
18.如图3所示的具体实施例安装示意图，ab为建筑物节点处的垂直构件，安装情况可分为三种
①
：当a为横(纵)梁时，b为柱；
②
：当a为横梁时，b为纵梁；
③
：当a为纵梁时，b为横梁。“5+4”l型黏弹性阻尼装置通过连接件和建筑物垂直构件相连接，当建筑物遭受风荷载或地震运动时，导致垂直构件产生相对位移，其输入的能量会通过黏弹性阻尼装置中的黏弹性材料层产生的剪切滞回变形所耗散，保护建筑物主体结构的安全。


技术特征：
1.一种“5+4”正交型黏弹性阻尼装置，其特征在于：5层钢板夹4层黏弹性材料，黏弹性材料层硫化粘接于两侧钢板之间，中间钢板与两侧四块约束钢板呈90度垂直状态。2.根据权利要求1所述的“5+4”正交型黏弹性阻尼装置，其特征在于黏弹性材料层为高阻尼橡胶聚合物，每层黏弹性材料厚度为10mm，最中间钢板厚度为20mm，两侧四块约束钢板厚度为12mm，黏弹性材料层与内侧两块钢板尺寸相同。3.根据权利要求1所述的“5+4”正交型黏弹性阻尼装置，其特征在于最外侧两块钢板上下对称布置，中间钢板端部以及最外侧两块钢板端部均设有直径为24mm的螺栓孔，以便于装置和结构的连接。

技术总结
本发明涉及土木工程技术领域，尤其设计一种阻尼装置。一种“5+4”正交型黏弹性阻尼装置，其特征在于：5层钢板夹4层黏弹性材料，黏弹性材料层硫化粘接于两侧钢板之间，黏弹性材料层与内侧两块约束钢板尺寸相同，中间钢板与两侧四块约束钢板呈90度垂直状态。其中每层黏弹性材料厚度为10mm，最中间钢板厚度为20mm，两侧四块约束钢板厚度为12mm，中间钢板端部以及两侧约束钢板端部均设有直径为24mm的螺栓孔，如此设计可以使该阻尼装置作用在建筑物中的垂直构件处，如梁柱节点，从而发挥黏弹性材料的阻尼性能，有效提高节点处的抗震性能。有效提高节点处的抗震性能。有效提高节点处的抗震性能。


技术研发人员：许俊红 杨硕
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：2022.01.17
技术公布日：2022/3/29