[发明专利]一种金属与复合材料层叠阻尼器

说明书

本发明涉及一种金属与复合材料层叠阻尼器，包括金属管、分别位于金属管两端的连接件，两个所述连接件上均设有凹槽，所述金属管的端部固定密封设在所述凹槽内，所述金属管内填充有多个粘弹性材料层和多个刚性材料层，所述粘弹性材料层和所述刚性材料层上下依次交叉布置。金属与复合材料层叠阻尼器是一种利用多种耗能机制共同耗能，耗能机理明确，具有各向耗能能力；屈服位移小，延性性能优异；性能稳定，耗能效率高；安装、拆卸方便，布置灵活的新型组合式金属阻尼器。

技术领域

本发明涉及建筑结构耗能构件，具体涉及一种金属与复合材料层叠阻尼器。

背景技术

用于建筑工程结构减隔震领域的主要有叠层橡胶支座、铅芯橡胶支座、滑动摩擦型减隔震支座、弹塑性减震耗能钢阻尼器、粘滞流体阻尼器、粘弹性阻尼器以及磁流变阻尼器等。由于单独的一个阻尼器具有其使用缺点，故将现有的两种或多种减隔震方法组合应用，扬长避短以充分发挥不同减隔震装置的功能，是结构减隔震装置的发展趋势。

其中，普通的粘弹性阻尼器具有构造简单、性能优越、造价低廉和耐久性好等特点。但是，粘弹性阻尼器提供的阻尼力有限，其耗散地震能量的能力较小，难以满足实际工程的需要，需与其他阻尼装置协同使用。例如金属阻尼器是目前认为较可靠、稳定，同时又为工程设计人员所熟悉的阻尼器。金属阻尼器作用的原理是金属在进入塑性状态后具有良好的滞回特性，并在弹塑性滞回变形过程中吸收大量的能量。在地震作用下，金属阻尼器先于主体结构屈服，消耗地震输入到结构中的能量，从而达到减轻结构地震响应的目的。常见的金属阻尼器有铅阻尼器和软钢阻尼器。铅阻尼器利用铅具有塑性高、密度大、熔点低、润滑性能好、耐腐蚀、强度低等特点，同时又具有很好的柔性和延性，在变形过程中可以吸收大量的能量，并具有好的变形跟踪能力。铅在室温条件下变形，将会同时发生动态恢复及动态再结晶过程，通过恢复与再结晶过程，应变硬化将消失，使其具有优异的抗疲劳性能。但是由于铅本身较软，因此铅阻尼器不能提供较好的初始刚度，且铅存在焊接难和污染环境问题。

软钢阻尼器是一种利用钢材或钢管在受地震作用时发生弹塑性变形而吸收能量的特性，配合以相应的构造加工而成的耗能减震装置。此类阻尼器减震机理明确，效果显著，构造相对简单，经济耐用，该阻尼器的使用不受建筑结构高度和平面形式的限制，取材简单安全，新旧建筑物均可使用，近年来得到推广应用。但是由于钢管本身不能提供较好的竖向刚度和竖向承载力，受地震作用时容易发生屈曲失稳现象，通常只是作为结构的附属构件使用。

其中，上述阻尼器的缺点为：(1)由于采用金属材料多为屈服点低的金属，屈服后其性能并不稳定，耗能效果会大打折扣；(2)多数金属阻尼器平面内与平面外力学性能差异性较大甚至平面外是导致阻尼器失效的关键因素，不能充分发挥金属阻尼器的优势，致使抗震减震效果不好。(3)铅挤压型阻尼器不能提供较好的初始刚度，且铅存在焊接难和以及加工过程中污染环境问题。

随着消能减震技术的发展与应用，解决金属阻尼器存在的问题，利用并发挥其优势，基于“多种耗能方式共同耗能”思想，采用已有的阻尼器和隔震装置联合使用，在满足结构隔震减震的前提下，可以发挥各自的长处，避免各自的短处，研发出一种耗能效率高、性能稳定的阻尼器十分迫切需要。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种金属与复合材料层叠阻尼器，能够采用两种耗能结构共同耗能，耗能效率高，实现多种材料协同工作，使阻尼器耗能效果达到最佳。

为实现上述目的，本发明提供了一种金属与复合材料层叠阻尼器，包括金属管、分别位于金属管两端的连接件，两个所述连接件上均设有凹槽，所述金属管的端部固定密封设在所述凹槽内，所述金属管内填充有多个粘弹性材料层和多个刚性材料层，所述粘弹性材料层和所述刚性材料层依次上下交叉间隔布置。

作为优选方案，所述粘弹性材料层包含有沥青、水溶物、乳胶或环氧树脂的一种或者几种。

作为优选方案，所述刚性材料层为钢板或者复合材料板，所述复合材料板为FPR板、PC板或PVC板。