[发明专利]一种单方向剪切变型的黏弹性连梁阻尼器

说明书

本发明涉及一种单方向剪切变型的黏弹性连梁阻尼器，包括黏弹性阻尼材料、C型钢材和连接件。本发明将黏弹性阻尼材料与C型钢相连加入到连梁阻尼器中，与传统钢连梁阻尼器相比，提高了连梁阻尼器在小震以及风振下的耗能能力以及往复荷载下的疲劳性能，并且克服了传统黏弹性阻尼器剪切刚度比较小，无法为连梁两侧的剪力墙提供有效约束的缺点。本发明适用于高层以及超高层建筑的消能减震。

技术领域

本发明属于建筑消能减震领域。

背景技术

钢筋混凝土剪力墙结构抗侧刚度大，承载力高，在各类高层结构体系中均占有重要位置。因建筑开门窗洞口等需要，在剪力墙上开洞后，往往形成高跨比比较高的连梁，形成联肢剪力墙结构。剪力墙中的连梁作为抗震设防的第一道防线，地震中常发生剪切破坏。连梁不但需要有足够的强度和刚度为剪力墙墙肢提供足够的约束，还需要耗散大量的地震能量保护剪力墙墙肢免遭严重破坏。考虑到连梁在地震作用下的受力特点为跨中弯矩最小，剪力均布，故可将连梁跨中切断，布设剪切型耗能阻尼器。这样可以使连梁在地震作用下的变型集中在阻尼器位置，利用阻尼器屈服后的塑性消耗大量能量，保护墙肢以及耗能连梁混凝土部分不产生较大破坏。

黏弹性阻尼器是一种常见的被动减振(震)控制装置，其安装简单、造价低廉、性能优良，随着越来越多性能优异的黏弹性材料的出现，使得黏弹性阻尼器在振动控制中具有广泛的工程应用前景。与目前研究比较广泛的钢连梁阻尼器相比，黏弹性连梁阻尼器在往复荷载下的疲劳性能更加优越，并且黏弹性阻尼器剪切刚度非常小，在小变形情况下也能耗能，因此其不但能够降低建筑在地震下的响应，对于减轻高层建筑正常使用时的风振响应也非常有效。

然而，目前将黏弹性阻尼器应用于连梁中的工程以及研究并不多。首先，连梁的水平刚度要对剪力墙的墙肢提供足够的约束，从而保证联肢剪力墙结构在地震作用下的抗震性能，但是黏弹性阻尼器的刚度比较小，而且会受荷载频率等因素的影响而变化，因此传统黏弹性阻尼器不能满足连梁的刚度需求。此外，传统黏弹性阻尼器多采用钢板与黏弹性材料黏结而成，钢板面外刚度较小，在钢板厚度较薄或者存在初始缺陷的情况下，可能会发生屈曲失稳，虽然增加钢板厚度可以改善该缺点，但是会使结构重量以及工程造价大大增加，也会限制黏弹性材料的体积占比，不利于最大程度的发挥黏弹性阻尼器的耗能能力。

发明内容

基于上述方法，进一步公开的结构技术方案：

一种单方向剪切变型的黏弹性连梁阻尼器，其特征在于，包括黏弹性阻尼材料，C型钢和连接件，其中：

连接件有两个，第一连接件1为T型，第二连接件2为一字型，连接件一端伸入并锚固于连梁钢筋混凝土段4内，另一端连接至C型钢中心区域，所述C型钢中心区域是由第一连接件1、第二连接件2各自的C型钢交错构成，交错的C型钢之间空隙内设有黏弹性阻尼材料3。

所述中心区域内，黏弹性阻尼材料3与C型钢、连接件接触之处通过硫化作用粘接。

每个C型钢即C型钢板，是由对称连接在连接件所在的对称轴两侧的成对U型钢组成。U型钢可由钢板或型钢等加工制成。

所述连接件的轴线与连梁钢筋混凝土段4的轴线重合。

所述连接件可由钢板或者型钢加工而成，伸入连梁钢筋混凝土段4。

本申请技术方案在实际实施应用时，黏弹性连梁阻尼器所在的连梁上侧有楼板等时，连接件的高度小于连梁钢筋混凝土段的高度，保证黏弹性阻尼器有充分发生剪切变形的空间。

在中心区域，连接件与各自的C型钢之间可以通过焊接等方式连接，也可以采用铸造的方法同时加工连接件和C型钢。

所述C型钢的高度小于黏弹性连梁阻尼器所在连梁的钢筋混凝土段的高度。