[发明专利]用于装配式柔性框架节点的金属橡胶阻尼器

说明书

本发明公开了一种用于装配式柔性框架节点的金属橡胶阻尼器，包括梁连接板（6）和柱连接板（7），所述梁连接板（6）上垂直固定有梁侧剪切扇板（8），所述柱连接板（7）垂直固定有柱侧连接扇板（9），所述梁侧剪切扇板（8）和柱侧剪切扇板（9）上开设有对应的弧形滑槽（10），所述弧形滑槽（10）内穿过定位高强螺栓（5）将梁侧剪切扇板（8）和柱侧连接扇板（9）连接，所述梁侧剪切扇板（8）和柱侧连接扇板（9）之间设有金属橡胶摩擦垫片（12）。本发明设计合理，装配式柔性节点交汇处的位移较大，通过阻尼器限制其位移，充分发挥阻尼器中金属橡胶的耗能特性，可达到理想的耗能效果。

技术领域

本发明属于结构工程领域，具体为一种用于装配式柔性框架节点的金属橡胶阻尼器，适用于土木工程的结构减振控制。

背景技术

建筑结构在受到外界干扰或激励时，获得了能量输入，都会产生相应的响应。传统的后浇装配式框架节点在地震中依靠节点梁构件混凝土压碎产生塑性铰来消耗能量和提供变形，耗能能力有限且损坏后难以修复。目前合理有效的途径是采用装配式柔性框架节点并对结构安装阻尼减振装置。在地震作用下，装配式柔性节点交汇处可产生大位移，通过阻尼器与结构共同承受地震作用，不会对节点梁柱产生难以修复的削弱和损坏。外置阻尼器通过高强螺栓分别与预制梁、预制柱连接，在正常使用情况下阻尼器为结构提供一定的刚度，减小结构的侧向变形，在地震作用时，梁柱节点的转动带动阻尼器产生剪切或挤压滞回变形而耗能，减小结构的整体地震反应，又能改变节点位置内力的传递途径，增加初始刚度并降低节点试件的刚度退化速度，可达到理想的耗能效果，保护节点免遭破坏，符合抗震设计的“强节点弱构件、强剪弱弯”延性设计理念。设置阻尼器进行能量消耗、减轻震损并提高震损建筑的快速修复能力，是一种经济可行的结构控制方法。

在装配式柔性框架节点阻尼耗能减震过程中，阻尼器的性能优劣是影响结构抗震性能及震损可恢复性的关键所在。现阶段柔性节点的外置阻尼单元大多采用金属摩擦阻尼耗能以及采用橡胶等粘弹性阻尼耗能。其中，金属阻尼器采用铜等金属摩擦耗能，性能稳定，不受环境温度影响，造价低廉，但其阈值难以控制；金属材料在恒定的正压力下，长期接触会产生冷粘结或冷凝固，往往耗能效果不太理想。橡胶等粘弹性阻尼器耗能能力强，大震小震情况下都可以起作用，但其粘弹性材料受温度影响较大，且温度升高时耗能能力减弱。由于阻尼器往往暴露于外环境中，阻尼器的环境适应能力十分关键，如采用普通橡胶垫片等低熔点阻尼材料，在火灾等高温环境中往往会导致阻尼装置的彻底失效。因此，寻求一种具有可耐高低温、耐磨损、耐腐蚀、耐疲劳、耐湿耐老化等特性的阻尼材料是保障粘弹性阻尼器工作稳定性及使用寿命的关键。

金属橡胶的颜色呈棕褐色，外表有点像普通的塑料包装壳，但其不属于橡胶材料，而是采用金属丝经过特殊工艺制造的类似橡胶的均质的弹性多孔物质。制备工艺是将一定质量的、拉伸开的、螺旋状态的金属丝有序地排放在冲压（或碾压）模具中，然后用冷冲压方法而成型的。它的原材料是金属丝，既具有所选金属固有的特性，又具有像橡胶一样的弹性，故因此得名。制备金属橡胶的金属丝原材料,具有较高的弹性、较好疲劳性能、耐腐蚀性、抗氧化性等性能，同时具有较小的残余变形。金属橡胶具有独特的物理特性：阻尼性能好和环境适应性高。它可以在外力的作用下拉伸2~3倍，随后恢复原状，被拉伸时，这种材料仍能够保持其金属特征，刚度呈非线性，具有良好的减振抗冲击效果，最大阻尼比可达0.23左右；具有金属的耐腐蚀性特征，不会发生结构上或化学上的降解；可在-160℃~700℃的温度范围内稳定工作。因此，金属橡胶材料是良好的阻尼垫片材料，可有效提升阻尼器的工作性。

发明内容

本发明目的是提供一种用于装配式柔性框架节点的金属橡胶阻尼器，该阻尼器的耗能阻尼片选用金属橡胶芯，其阻尼效果好，耗能效果显著，在使用过程中可通过剪切面的静摩擦给柔性干连接节点梁柱提供支撑力，在地震情况下，可依靠金属橡胶阻尼片之间的转动摩擦和粘弹性变形消耗地震能量。

本发明是采用如下技术方案实现的：