[发明专利]一种解决平面外刚度的黏弹性阻尼连梁及其设计方法

说明书

一种解决平面外刚度的黏弹性阻尼连梁及其设计方法，属于抗震结构体系领域，其特征在于，在墙厚范围内，将黏弹性阻尼连梁的钢板布置在外侧，同时在钢板间布设加劲板，布置呈H型钢截面，阻尼连梁外侧钢板起到翼缘的作用，加劲板起到腹板的作用，发挥材料截面惯性矩，同时降低钢材材料用量。本申请最大优势是同时解决面内耗能和面外刚度双重功效。

技术领域

本发明属于抗震结构体系领域。

背景技术

公知，黏弹性阻尼连梁是一种刚度阻尼型连梁，它利用黏弹性材料的初始刚度，起到传统连梁的功能；同时，又通过黏弹性材料的剪切滞回耗能，起到提高结构的阻尼和减小结构的地震或风振响应。与传统混凝土连梁相比，黏弹性连梁具有较强的耗能减震能力，可实现震后快速更换。此外，黏弹性阻尼连梁安装简单、造价低廉、性能优良，在高层建筑中具有广泛的工程应用前景。

如图1黏弹性阻尼器的尺寸及构造照片，该常规的黏弹性阻尼连梁通常是由钢板与黏弹性材料依次紧密结合、层层叠加组成。在平面内，黏弹性材料可以提供一定的刚度；达到一定的层间剪切变形后，又可耗散能量。而在平面外，正因层层叠加构造的局限性，钢板耗材较大，且往往仍存在端部钢板面外刚度不足的现象。在实际工程中，一旦出现黏弹性阻尼连梁的面外破坏，不仅无法发挥黏弹性的刚度及耗能作用，而且会影响主体结构的安全。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种解决平面外刚度的黏弹性阻尼连梁。本发明提出的方案最大程度地提供连梁的面外刚度，此外还具备构件标准化，且安装简单、造价低廉。

本发明采用的技术方案如下：

原理技术方案

一种解决平面外刚度的黏弹性阻尼连梁的设计方法，其特征在于，在墙厚范围内，将黏弹性阻尼连梁的钢板布置在外侧，同时在钢板间布设加劲板。这种布置正如同H型钢截面，阻尼连梁外侧钢板起到翼缘的作用，加劲板起到腹板的作用，发挥材料截面惯性矩，同时降低钢材材料用量。

在满足面外刚度的情况下，进一步考虑黏弹性材料的布置、构件标准化和成本因素作为优选实施例技术方案：将阻尼连梁钢板和加劲肋做成左右互补、且完全相同的格构式构件。这样既利用每个面内钢板作为黏弹性材料的叠合面，又利用每个面外钢板作为加劲肋。在这种情况下，材料性能和经济性同时最大化。

基于上述方法原理，进一步给出结构技术方案：

一种解决平面外刚度的黏弹性连梁，其特征在于，包括黏弹性材料(1)、横向钢板(2)和纵向加劲板(3)；

所述横向钢板(2)，若干，相互间隔、并行；布置在墙厚范围内，形成翼缘体系；所述纵向加劲板(3)，若干，设置在并行的、相邻横向钢板(2)间隔内，布置方式与横向钢板(2)垂直，形成腹板体系；翼缘体系、腹板体系提供面外截面惯性矩，以保证黏弹性连梁的面外刚度；

设计时，每个单体设计为一个格构式构件，包括三个横向钢板(2)，等长，等间距，形成两个大格子；还包括三个纵向加劲板(3)，一长、两短，长的纵向加劲板(3)位于边侧用于连接三个横向钢板(2)形成一体，两个短的纵向加劲板(3)同时设置于其中一个大格子从而使其变成三个小格子；

使用时，两个格构式构件成对使用，将其中一个翻转后插入另一个，小格子插入对方的大格子，从而整体为均匀的小格子形态；

每两个成对使用的格构式构件，互插后形成作用互补、其完全相同的均匀态小格子，重合的横向钢板(2)之间设置黏弹性材料(1)，均紧密贴合，形成黏弹性材料叠合面。

进一步的，数量扩充后，多个格构式构件单体可以拼接成大区域的均匀态格构体系。

进一步的，主体结构上设置预埋钢板(4)，均匀态格构体系中的最边侧的横向钢板(2)通过焊缝(5)与预埋钢板(4)连接。