[发明专利]一种有弯扭耦合效应的粘弹减振支柱

说明书

本发明是一种有弯扭耦合效应的粘弹减振支柱，属于超高层建筑施工技术，其特征是：该一种有弯扭耦合效应的粘弹减振支柱包括外筒、外筒端板、阻尼层、内筒、内筒端板和缠绕层，该外筒、外筒均为圆管形，内筒插装在外筒中，在外筒的左端设置外筒端板，在内筒的右端设置内筒端板，在外筒的与内筒之间设置粘弹性的阻尼层，将外筒组件、阻尼层和内筒组件经过通用的硫化工艺组成一体，具有较强的弯曲扭转耦合效应，内、外筒会绕轴线产生相反的扭转变形，因此内外筒之间的粘弹材料阻尼层受到剪切力作用，提高了结构阻尼，增强了超高层建筑的抗风能力。

技术领域

本发明属于超高层建筑施工技术，尤其是涉及一种用于超高层建筑的减振支柱。

背景技术

超高层建筑(建筑高度超过100m时为超高层建筑)较一般建筑而言，不仅受到地震等地质灾害的威胁，同时受到风载荷的持续影响，近年来随着消能减震技术的不断进步，建筑用减振阻尼器在减震、抗风方面的作用明显，已经获得了建筑工程界的广泛认可，典型超高层建筑结构形式(框架-核心筒结构体系)含有大量的钢结构框架，利用具有高结构阻尼的先进复合材料结构替代一部分钢结构，可以减轻结构重量，提高结构的阻尼特性，对于减震、抗风有比较好的效果，同时很好地缓解了阻尼器布置与建筑要求的冲突问题，易被接受。

结构振动控制理论的核心目标是利用附加系统吸收主体结构的振动能量，从而增加整个系统的阻尼，使主体结构振动响应得到降低，利用阻尼器等振动控制技术可以显著提高超高层建筑结构的抗风、抗振性能，然而现有的阻尼器为增加振动过程中阻尼器两端的线位移，提高阻尼器的效能，多采用交叉支撑、斜支撑、人字形支撑等形式，破坏了建筑物内部空间结构的连续性，对布置使用空间带来了一定的影响，与建筑物的使用需求易产生冲突，因此开发具有垂直安装方式的减振支柱，具有重要的工程意义，陈永祁、高正、博阳所著的抗震阻尼器在墨西哥TorreMayor高层建筑中的应用，详见[J]钢结构，2011(1)第50-54页。

发明内容

本发明的目的是提出一种有弯扭耦合效应的粘弹减振支柱，不仅重量轻，能垂直安装，绿色无污染，而且增加超高层建筑在风压作用下弯曲自由度的阻尼，增强超高层建筑的抗风能力，提高建筑的安全性、经济性和舒适性。

本发明的目的是这样来实现的：一种有弯扭耦合效应的粘弹减振支柱(简称减振支柱)，其特征是：该一种有弯扭耦合效应的粘弹减振支柱(说明：此“弯扭”为“弯曲扭转”的简写)包括外筒、外筒端板、阻尼层、内筒、内筒端板和缠绕层，所述的外筒为圆管形，此外筒的筒壁厚度按照设计确定，所述的外筒采用浸渍热固性树脂的编织长纤维经过层层铺叠或者缠绕成形，此编织长纤维可用碳纤维、芳纶纤维或玻璃纤维制成，在所述的外筒的左端设置圆盘形的外筒端板，在所述的外筒的左端与外筒端板之间设置缠绕层，即所述的外筒的左端与外筒端板之间通过纤维缠绕相结合，所述的外筒端板可用铝合金、不锈钢、钛合金、低碳钢制成，在所述的外筒端板上圆周均布地开设螺栓孔，所述的内筒为圆管形，所述的内筒的外直径小于外筒的内直径，此内筒的筒壁厚度按照设计而定，所述的内筒采用浸渍热固性树脂的编织长纤维经过层层铺叠或者缠绕成形，在所述的内筒的右端设置圆盘形的内筒端板，在所述的内筒的右端与内筒端板之间设置缠绕层，即所述的内筒的右端与内筒端板之间通过纤维缠绕相结合，所述的内筒端板可用铝合金、不锈钢、钛合金、低碳钢制成，在所述的内筒端板上圆周均布地开设螺栓孔，将所述的内筒自右至左地插装在外筒中，在所述的外筒的内壁面与内筒的外壁面之间设置粘弹性的阻尼层，此阻尼层可用橡胶或环氧树脂制成；

使用时，将本粘弹减振支柱通过螺栓与另行设置的钢结构进行连接，当超高层建筑在风的作用下发生弯扭变形时，本减振支柱随之发生弯扭变形，由于减振支柱的内外筒采用复合材料结构，铺层结构采用特殊设计，具有较强的弯曲扭转耦合效应，内外筒会绕轴线产生相反的扭转变形，因此内外筒之间的粘弹材料层受到剪切力作用，在剪切运动作用下消耗大量的能量，从而达到提高结构阻尼，增强了超高层建筑的抗风能力的作用。

一种有弯扭耦合效应的粘弹减振支柱的制作方法，其制作步骤是：

一)、设计：