梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器的製作方法

2023-04-30 03:38:36 4

專利名稱：梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種防振動或震動的建築構件，具體涉及粘彈性複合阻尼器，它
廣泛適用於建築物減震、抗震結構工程領域。
技術背景 技術 建築結構在設計時，往往不考慮框架梁與樓板、牆體的組合受力作用，導致梁截面 抗彎剛度過大，從而導致建築結構在地震時柱發生破壞或梁柱節點發生破壞，而沒有按規 範規定的發生"強柱弱梁"、"強節點弱構件"的破壞形式。傳統的方法是通過增大柱的截 面和增加梁柱節點配筋來提高建築結構柱和梁柱節點的抗震性能，這是被動消極的抗震對 策。現有梁柱節點抗震設計的方法存在以下問題(l)梁柱節點配筋過多導致鋼筋密集，給 建築施工帶來不便，且浪費材料；(2)增加柱的截面便增加了柱的剛度，在一定程度上對地 震有放大作用，這對建築的抗震反而不利。 合理有效的抗震途徑是對結構安裝抗震裝置(系統)，由抗震裝置與結構共同承 受地震作用，即共同儲存和耗散地震能量，以減輕和調整結構的地震反應。這是積極主動的 抗震對策，也是目前抗震對策中的重大突破和發展方向。 現有的粘彈性阻尼器的阻尼構件主要由橡膠與薄鋼板交替疊合形成的彈性體和 剪切鋼板交替疊合構成，根據其受力狀態可分為兩種類型，一種可支承衡載隔震阻尼器 (如授權公告為CN2685420Y、CN2685419Y和CN201258541的實用新型專利)，它是由上述阻 尼構件和分別焊接在上下剪切鋼板上下側面的兩連接板組成，通常設在建築層間起隔震作 用；另一種是不能支承衡載，只起支撐作用的減震阻尼器(如授權公告號為CN2276584Y的 實用新型專利)，它是由上述阻尼構件和分別焊接在上下剪切鋼板上下兩頭的兩連接板組 成，通常設在兩建築結構之間，或者是與剛性支撐配合支撐在上下兩層梁柱的對角或支撐 在梁柱的中部作為彈性支撐，以避免建築結構因變形而破壞。由此可見，上述第一類阻尼器 顯然不適用於梁柱節點的加固，上述第二類阻尼器雖然縮小規格尺寸與剛性支撐配合可安 裝到梁柱節點的上下腋內，但下述缺陷是可預見的， 一是尺寸的縮小其承載能力顯然受限， 甚至起不到抗震的作用，二是剛性支撐既增加了生產成本，又給生產和施工帶來技術難度， 顯然也不適用於梁柱節點的加固。此外，授權公告號為CN2276584Y的實用新型專利的技術 方案還存在兩點不足，一是所述的橫向穿越所述複合彈性體的鉛芯僅為一根，而且位於其 軸心線上，因此當所述複合彈性體繞彈性體的軸心線產生扭曲變形時，剪切鋼板便繞著鉛 芯轉動(鉛芯不產生水平剪切滯回變形)而失去阻尼作用；二是位於所述複合彈性體外側 兩剪切鋼板既承擔剪切作用又承擔約束作用，而其另一 自由端的外側卻無任何約束，顯然 無法承擔更大的約束力。
發明內容 鑑於現有技術存在上述不足，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種適用於梁柱節點加固的鉛粘彈性阻尼器。 本實用新型解決上述問題的技術方案如下 —種梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器，該阻尼器由複合彈性體和分別設在複合 彈性體兩頭的第一連接板及第二連接板組成，其中，複合彈性體由交替疊合的彈性體和剪 切鋼板以及橫穿彈性體和剪切鋼板的柱狀鉛芯組成，所述的複合彈性體中每相鄰的兩塊剪 切鋼板中，一塊向一頭延伸至第一連接板並與之固定連接，另一塊向另一頭延伸至第二連 接板並與之固定連接，且有兩塊位於外側的剪切鋼板與同一連接板固定連接，其特徵在於， 所述的複合彈性體為圓心角呈90°的弧形，每一彈性體和剪切鋼板均為與複合彈性體同心 的弧形；所述的第一連接板和第二連接板外側面的夾角也為90° ，且二者的延長線交於復 合彈性體的圓心；所述柱狀鉛芯的軸線也交於複合彈性體的圓心。 上述技術方案中，由於位於所述複合彈性體外側兩剪切鋼板既承擔剪切作用又承 擔約束作用，而其另一自由端的外側卻無任何約束，顯然無法承擔更大的約束力。為了解決 這一技術難題，本實用新型所述的複合彈性體中，位於外側的兩剪切鋼板的另一未與連接 板固定連接的自由端設有兩約束板，兩約束板與所述的兩剪切鋼板的頭部連成一體，形成 一橫斷面呈矩形框的約束結構。為了避免約束板限制了複合彈性體扭曲變形，所述的約束 板與複合彈性體之間設有間隙X，該間隙X的大小等於1 5mm為宜。 由於地震或風載時建築結構中的梁和柱的變形非常複雜，因此整個阻尼器必然要 承受垂直於柱狀鉛芯的扭力而使複合彈性體產生扭曲變形。為了使剪切鋼板能在所述扭曲 變形時也能很好地剪切柱狀鉛芯而耗散能量，本實用新型所述梁柱節點加固弧形鉛粘彈性 阻尼器的一個附加其特徵在於，所述的柱狀鉛芯至少為兩根，且每一根的軸線都交於弧形 複合彈性體的圓心。所述的柱狀鉛芯的直徑和數量可視阻尼力的大小和阻尼器的截面尺寸 確定，當需要阻尼力大並且阻尼器尺寸要求較小時，可增加柱狀鉛芯的數量，或者增大柱狀 鉛芯的直徑，否則反之。 本實用新型所述的梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器中的彈性體可以是常用的 各種粘彈性材料(如橡膠)也可以是粘彈性材料與薄鋼板層交替疊合構成的複合材料。 本實用新型所述的梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器，由於其中所述的複合彈 性體為圓心角呈90。的弧形，焊接在第一連接板或第二連接板上後阻尼器也為圓心角呈 90°的弧形，因此可直接安裝在框架結構梁與柱下腋或/和上腋內實現框架結構梁柱節點 的抗震加固。此外，本實用新型具有整個阻尼器沒有其他附屬構件、安裝方便、體積小不佔 用使用空間以及成本低廉等優點。

圖1-3為本實用新型所述梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器的一個具體實施例 的結構示意圖，其中，圖1為主視圖(半剖)，圖2為左視圖，圖3為圖1的A-A剖面放大圖。 圖4為本實用新型所述梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器的另一具體實施例的 結構示意圖(半剖)。 圖5-7為本實用新型所述梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器的又一具體實施例 的結構示意圖，其中圖5為主視圖，圖6為圖5的B-B剖面圖，圖7為圖6中局部I的放大圖。[0016] 圖8為本實用新型所述梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器在框架結構中一種具 體應用的示意圖。 圖9為本實用新型所述梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器在框架結構中另一種 具體應用的示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖，對本實用新型的具體實施方式
作進一步說明。 如圖1-3所示，複合彈性體7由交替疊合的4塊彈性體3和5塊剪切鋼板4以及 橫穿彈性體3和剪切鋼板4的柱狀鉛芯10組成，所述的5塊剪切鋼板4中，兩塊逆時針延 伸與第一連接板5焊接固定，三塊順時針延伸與第二連接板6焊接固定。 參見圖1，複合彈性體7為圓心角呈90°的弧形，其中每一彈性體3和剪切鋼板4 均為與複合彈性體7同心的弧形；第一連接板5和第二連接板6均為矩形鋼板，四個拐角處 分別設有安裝孔8，焊接到複合彈性體7中剪切鋼板4的延伸端後，其外側面即支承面的夾 角也為90° ，且二者的延長線交於複合彈性體7的圓心；柱狀鉛芯10沿複合彈性體7的徑 向穿越4塊彈性體3和5塊剪切鋼板4，其軸線也交於弧形複合彈性體7的圓心。位於複合 彈性體7兩側面的剪切鋼板4，其中一塊上穿設柱狀鉛芯10的孔為盲孔，另一塊上穿設柱狀 鉛芯10的孔為通孔，柱狀鉛芯10由通孔穿至另一側的盲孔後，由設在所述通孔口部的封蓋 11封牢，其中封蓋11由螺釘固定在設有通孔的剪切鋼板4上。 圖1 3所示實施例的製作方法如下所述先按要求在彈性體3和剪切鋼板4上 製作穿設柱狀鉛芯10的預留孔，再按複合彈性體7的尺寸製作金屬模具，然後按圖1所示 的次序放入彈性體3和剪切鋼板4，最後整體放至硫化設備中進行高溫硫化成型。複合彈性 體7從金屬模具中取出後，插入柱狀鉛芯10並擠壓密實後用封蓋11將柱狀鉛芯10封住， 再用螺釘將封蓋11固定在設有通孔的剪切鋼板4上。最後將第一連接板5和第二連接板 6焊接在剪切鋼板4向外延伸的端部。 圖4所示實施例是在圖1 3所示實施例的基礎上增設柱狀鉛芯10獲得的，其它 結構均與圖1 3所示實施例相同。本實施例中，複合彈性體7中的柱狀鉛芯IO為三根， 每一根的軸線都交於弧形複合彈性體7的圓心，其中，中間的一根位於弧形複合彈性體7的 圓心角的角平分線上，另外兩根對稱分布在中間一根的兩側。 圖5 7所示實施例是在圖1 3所示實施例的基礎上改進得到的，下述以外的 結構均與1 3所示實施例相同。 參見圖7，彈性體3由橡膠(粘彈性材料)層1和薄鋼板層2交替疊合後高溫硫化 製成。參見圖5和圖6，複合彈性體7中位於外側的兩剪切鋼板4的未與第二連接板6固定 連接的自由端設有兩約束板9，兩約束板9與兩剪切鋼板4的頭部焊接成一體，形成一橫斷 面呈矩形框的約束結構。參見圖6，約束板9與複合彈性體7之間設有間隙X，該間隙X等 於4mm。 如圖8和圖9所示，本實用新型所述的梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器12可安 裝在框架結構的梁14與柱13的下腋內(見圖8)，也可安裝在框架結構的梁14與柱13的 上腋和下腋內(見圖9)，具體施工方法視情況而定。如果是新建工程，可在梁14與柱13預 留預埋件，用螺栓15將所述的梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器12固定梁14與柱13的上下腋內；如果是抗震加固工程，可在梁14與柱13上外包連接件，用螺栓15將所述的梁柱 節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器12固定在梁14與柱13的上下腋內。
權利要求一種梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器，該阻尼器由複合彈性體(7)和分別設在複合彈性體(7)兩頭的第一連接板(5)及第二連接板(6)組成，其中，複合彈性體(7)由交替疊合的彈性體(3)和剪切鋼板(4)以及橫穿彈性體(3)和剪切鋼板(4)的柱狀鉛芯(10)組成，所述的複合彈性體(7)中每相鄰的兩塊剪切鋼板(4)中，一塊向一頭延伸至第一連接板(5)並與之固定連接，另一塊向另一頭延伸至第二連接板(6)並與之固定連接，且有兩塊位於外側的剪切鋼板(4)與同一連接板固定連接，其特徵在於，所述的複合彈性體(7)為圓心角呈90°的弧形，每一彈性體(3)和剪切鋼板(4)均為與複合彈性體(7)同心的弧形；所述的第一連接板(5)和第二連接板(6)外側面的夾角也為90°，且二者的延長線交於複合彈性體(7)的圓心；所述柱狀鉛芯(10)的軸線也交於複合彈性體(7)的圓心。
2. 根據權利要求1所述的一種梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器，其特徵在於，所述 的複合彈性體(7)中位於外側的兩剪切鋼板(4)的另一未與連接板固定連接的自由端設有 兩約束板(9)，兩約束板(9)與所述的兩剪切鋼板(4)的頭部連成一體，形成一橫斷面呈矩 形框的約束結構。
3. 根據權利要求2所述的一種梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器，其特徵在於，所述 的約束板(9)與複合彈性體(7)設有間隙X，間隙X等於1 5mm。
4. 根據權利要求1 3之一所述的一種梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器，其特徵在 於所述的柱狀鉛芯(10)至少為兩根，且每一根的軸線都交於複合彈性體(7)的圓心。
5. 根據權利要求4所述的一種梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器，其特徵在於所述的 彈性體(3)由粘彈性材料層(1)與薄鋼板層(2)交替疊合構成。
專利摘要本實用新型提供一種梁柱節點加固弧形鉛粘彈性阻尼器，該阻尼器由複合彈性體(7)和分別設在複合彈性體(7)兩頭的第一連接板(5)及第二連接板(6)組成，其中，複合彈性體(7)由交替疊合的彈性體(3)和剪切鋼板(4)以及橫穿彈性體(3)和剪切鋼板(4)的柱狀鉛芯(10)組成，其特徵在於，所述的複合彈性體(7)為圓心角呈90°的弧形，每一彈性體(3)和剪切鋼板(4)均為與複合彈性體(7)同心的弧形；所述的第一連接板(5)和第二連接板(6)外側面的夾角也為90°，且二者的延長線交於複合彈性體(7)的圓心；所述柱狀鉛芯(10)的軸線也交於複合彈性體(7)的圓心。本實用新型所述的阻尼器可直接安裝在框架結構梁與柱下腋或/和上腋內，以實現框架結構梁柱節點的抗震加固。
文檔編號E04B1/98GK201521044SQ20092026972
公開日2010年7月7日 申請日期2009年10月23日 優先權日2009年10月23日
發明者周雲, 鄧雪松, 鄒徵敏 申請人:廣州大學