專利名稱：梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種防振動或震動的建筑構(gòu)件，具體涉及粘彈性復(fù)合阻尼器，它 廣泛適用于建筑物減震、抗震結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。
技術(shù)背景建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計時，往往不考慮框架梁與樓板、墻體的組合受力作用，導(dǎo)致梁截面 抗彎剛度過大，從而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)在地震時柱發(fā)生破壞或梁柱節(jié)點發(fā)生破壞，而沒有按規(guī) 范規(guī)定的發(fā)生“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件”的破壞形式。傳統(tǒng)的方法是通過增大柱的截 面和增加梁柱節(jié)點配筋來提高建筑結(jié)構(gòu)柱和梁柱節(jié)點的抗震性能，這是被動消極的抗震對 策?，F(xiàn)有梁柱節(jié)點抗震設(shè)計的方法存在以下問題(1)梁柱節(jié)點配筋過多導(dǎo)致鋼筋密集，給 建筑施工帶來不便，且浪費(fèi)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，這對建筑的抗震反而不利。合理有效的抗震途徑是對結(jié)構(gòu)安裝抗震裝置(系統(tǒng))，由抗震裝置與結(jié)構(gòu)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(diào)整結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。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(fā)展方向?，F(xiàn)有的粘彈性阻尼器的阻尼構(gòu)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(gòu)成，根據(jù)其受力狀態(tài)可分為兩種類型，一種可支承衡載隔震阻尼器 (如授權(quán)公告號為CN2685420Y、CN2685419Y和CN201258541的實用新型專利)，它是由上述 阻尼構(gòu)件和分別焊接在上下剪切鋼板上下側(cè)面的兩連接板組成，通常設(shè)在建筑層間起隔震 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(quán)公告號為CN2276584Y 的實用新型專利)，它是由上述阻尼構(gòu)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(shè)在兩建筑結(jié)構(gòu)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，以避免建筑結(jié)構(gòu)因變形而破壞。由此可見，上述第一類阻尼 器顯然不適用于梁柱節(jié)點的加固，上述第二類阻尼器雖然縮小規(guī)格尺寸與剛性支撐配合可 安裝到梁柱節(jié)點的上下腋內(nèi)，但下述缺陷是可預(yù)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(chǎn)成本，又給生產(chǎn)和施工帶來技術(shù)難 度，顯然也不適用于梁柱節(jié)點的加固。此外，授權(quán)公告號為CN2276584Y的實用新型專利的 技術(shù)方案還存在兩點不足，一是所述的橫向穿越所述復(fù)合彈性體的鉛芯僅為一根，而且位 于其軸心線上，因此當(dāng)所述復(fù)合彈性體繞彈性體的軸心線產(chǎn)生扭曲變形時，剪切鋼板便繞 著鉛芯轉(zhuǎn)動(鉛芯不產(chǎn)生水平剪切滯回變形)而失去阻尼作用；二是位于所述復(fù)合彈性體 外側(cè)兩剪切鋼板既承擔(dān)剪切作用又承擔(dān)約束作用，而其另一自由端的外側(cè)卻無任何約束， 顯然無法承擔(dān)更大的約束力。
發(fā)明內(nèi)容 鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在上述不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于 梁柱節(jié)點加固的鉛粘彈性阻尼器。[0006]本實用新型解決上述問題的技術(shù)方案如下 —種梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器，該阻尼器由復(fù)合彈性體和分別設(shè)在復(fù)合 彈性體兩頭的第一連接板及第二連接板組成，其中，復(fù)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，所述的復(fù)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并與之固定連接，另一塊向另一頭延伸至第二連 接板并與之固定連接，且有兩塊位于外側(cè)的剪切鋼板與同一連接板固定連接，其特征在于， 所述的復(fù)合彈性體為圓心角呈90°的扇形，每一彈性體和剪切鋼板均為與復(fù)合彈性體同心 的扇形；所述的第一連接板和第二連接板外側(cè)面的夾角也為90°，且二者的延長線交于復(fù) 合彈性體的圓心。上述技術(shù)方案中，由于位于所述復(fù)合彈性體外側(cè)兩剪切鋼板既承擔(dān)剪切作用又承 擔(dān)約束作用，而其另一自由端的外側(cè)卻無任何約束，顯然無法承擔(dān)更大的約束力。為了解決 這一技術(shù)難題，本實用新型所述的復(fù)合彈性體中，位于外側(cè)的兩剪切鋼板的另一未與連接 板固定連接的自由端設(shè)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(jié)構(gòu)。為了避免約束板限制了復(fù)合彈性體扭曲變形，所述的約束 板與復(fù)合彈性體之間設(shè)有間隙X，該間隙X的大小等于1 5mm為宜。由于地震或風(fēng)載時建筑結(jié)構(gòu)中的梁和柱的變形非常復(fù)雜，因此整個阻尼器必然要 承受垂直于柱狀鉛芯的扭力而使復(fù)合彈性體產(chǎn)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(jié)點加固扇形鉛粘彈性 阻尼器的一個附加其特征在于，所述的柱狀鉛芯至少為兩根。所述的柱狀鉛芯的直徑和數(shù) 量可視阻尼力的大小和阻尼器的截面尺寸確定，當(dāng)需要阻尼力大并且阻尼器尺寸要求較小 時，可增加柱狀鉛芯的數(shù)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(jié)點加固扇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(gòu)成的復(fù)合材料。本實用新型所述的梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器，由于其中所述的復(fù)合彈 性體為圓心角呈90°的扇形，焊接在第一連接板或第二連接板上后阻尼器也為圓心角呈 90°的扇形，因此可直接安裝在框架結(jié)構(gòu)梁與柱下腋或/和上腋內(nèi)實現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)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(gòu)件、安裝方便、體積小不占 用使用空間以及成本低廉等優(yōu)點。

圖1 4為本實用新型所述梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器的一個具體實施例 的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖1為主視圖，圖2為左視圖，圖3為俯視圖，圖4為圖1的A-A剖面 圖。圖5和圖6為本實用新型所述彈性體的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖5 為主視圖，圖6為圖5的C-C剖面圖。圖7為本實用新型所述梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器的另一具體實施例的 結(jié)構(gòu)示意圖。圖8 11為本實用新型所述梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器的又一具體實施 例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖8為主視圖，圖9為左視圖，圖10為俯視圖，圖11為圖8的B-B剖面圖。 圖12為本實用新型所述梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器在框架結(jié)構(gòu)中一種具 體應(yīng)用的示意圖。圖13為本實用新型所述梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器在框架結(jié)構(gòu)中另一種 具體應(yīng)用的示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施方式
作進(jìn)一步說明。如圖1 4所示，復(fù)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，復(fù)合彈性體7為圓心角呈90°的扇形，其中每一彈性體3和剪切鋼板4 均為與復(fù)合彈性體7同心的扇形；第一連接板5和第二連接板6均為矩形鋼板，兩邊分別 設(shè)有安裝孔8，焊接到復(fù)合彈性體7中剪切鋼板4的延伸端后，其外側(cè)面即支承面的夾角也 為90°，且二者的延長線交于復(fù)合彈性體7的圓心；三根柱狀鉛芯10分別橫穿4塊彈性體 3和5塊剪切鋼板4并沿復(fù)合彈性體7的弧長方向分布，中間的一根位于扇形復(fù)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(cè)。位于復(fù)合彈性體7兩側(cè)面 的剪切鋼板4，其中一塊上穿設(shè)柱狀鉛芯10的孔為盲孔，另一塊上穿設(shè)柱狀鉛芯10的孔為 通孔，柱狀鉛芯10由通孔穿至另一側(cè)的盲孔后，由設(shè)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(shè)有通孔的剪切鋼板4上。圖1 4所示實施例的制作方法如下所述先按要求在彈性體3和剪切鋼板4上 制作穿設(shè)柱狀鉛芯10的預(yù)留孔，再按復(fù)合彈性體7的尺寸制作金屬模具，然后按圖4所示 的次序放入彈性體3和剪切鋼板4，最后整體放至硫化設(shè)備中進(jìn)行高溫硫化成型。復(fù)合彈性 體7從金屬模具中取出后，插入柱狀鉛芯10并擠壓密實后用封蓋11將柱狀鉛芯10封住， 再用螺釘將封蓋11固定在設(shè)有通孔的剪切鋼板4上。最后將第一連接板5和第二連接板 6焊接在剪切鋼板4向外延伸的端部。圖1 4所示實施例中的4塊彈性體3均由橡膠制成，也可參照圖5 6由粘彈性 材料橡膠層1與薄鋼板層2交替疊合構(gòu)成，并按圖示要求鉆穿設(shè)柱狀鉛芯10的預(yù)留孔12。圖7所示實施例是在圖1 4所示實施例的基礎(chǔ)上略去兩側(cè)柱狀鉛芯10，并增大 中間的柱狀鉛芯10的直徑，其它結(jié)構(gòu)均與圖1 4所示實施例相同。圖8 11所示實施例是在圖1 4所示實施例的基礎(chǔ)上改進(jìn)得到的，下述以外的 結(jié)構(gòu)均與1 4所示實施例相同。參見圖8 11，復(fù)合彈性體7中位于外側(cè)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(shè)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(jié)構(gòu)。參見圖11，約束板9與復(fù)合彈性體7之間設(shè)有間隙X，該間隙X 等于4mm。 如圖12和圖13所示，本實用新型所述的梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器13可 安裝在框架結(jié)構(gòu)的梁15與柱14的下腋內(nèi)(見圖8)，也可安裝在框架結(jié)構(gòu)的梁15與柱14 的上腋和下腋內(nèi)(見圖9)，具體施工方法視情況而定。如果是新建工程，可在梁15與柱14預(yù)留預(yù)埋件， 用螺栓16將所述的梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器13固定在梁15與柱14 的上下腋內(nèi)；如果是抗震加固工程，可在梁15與柱14上外包連接件，用螺栓16將所述的梁 柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器13固定梁15與柱14的上下腋內(nèi)。
權(quán)利要求一種梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器，該阻尼器由復(fù)合彈性體(7)和分別設(shè)在復(fù)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，復(fù)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，所述的復(fù)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)并與之固定連接，另一塊向另一頭延伸至第二連接板(6)并與之固定連接，且有兩塊位于外側(cè)的剪切鋼板(4)與同一連接板固定連接，其特征在于，所述的復(fù)合彈性體(7)為圓心角呈90°的扇形，每一彈性體(3)和剪切鋼板(4)均為與復(fù)合彈性體(7)同心的扇形；所述的第一連接板(5)和第二連接板(6)外側(cè)面的夾角也為90°，且二者的延長線交于復(fù)合彈性體(7)的圓心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器，其特征在于，所述 的復(fù)合彈性體(7)中位于外側(cè)的兩剪切鋼板(4)的另一未與連接板固定連接的自由端設(shè)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(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器，其特征在于，所述 的約束板(9)與復(fù)合彈性體(7)設(shè)有間隙X，間隙X等于1 5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3之一所述的一種梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器，其特征在 于所述的柱狀鉛芯(10)至少為兩根。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器，其特征在于所述的 彈性體(3)由粘彈性材料層(1)與薄鋼板層(2)交替疊合構(gòu)成。
專利摘要本實用新型提供一種梁柱節(jié)點加固扇形鉛粘彈性阻尼器，該阻尼器由復(fù)合彈性體(7)和分別設(shè)在復(fù)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，復(fù)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，其特征在于，所述的復(fù)合彈性體(7)為圓心角呈90°的扇形，每一彈性體(3)和剪切鋼板(4)均為與復(fù)合彈性體(7)同心的扇形；所述的第一連接板(5)和第二連接板(6)外側(cè)面的夾角也為90°，且二者的延長線交于復(fù)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(jié)構(gòu)梁與柱下腋或/和上腋內(nèi)，以實現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點的抗震加固。
文檔編號E04B1/98GK201560506SQ20092026972
公開日2010年8月25日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者周云, 鄧雪松, 鄒征敏 申請人:廣州大學(xué)