[发明专利]梁柱节点加固扇形铅粘弹性阻尼器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种防振动或震动的建筑构件，具体涉及粘弹性复合阻尼器，它广泛适用于建筑物减震、抗震结构工程领域。

背景技术：

建筑结构在设计时，往往不考虑框架梁与楼板、墙体的组合受力作用，导致梁截面抗弯刚度过大，从而导致建筑结构在地震时柱发生破坏或梁柱节点发生破坏，而没有按规范规定的发生“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的破坏形式。传统的方法是通过增大柱的截面和增加梁柱节点配筋来提高建筑结构柱和梁柱节点的抗震性能，这是被动消极的抗震对策。现有梁柱节点抗震设计的方法存在以下问题：(1)梁柱节点配筋过多导致钢筋密集，给建筑施工带来不便，且浪费材料；(2)增加柱的截面便增加了柱的刚度，在一定程度上对地震有放大作用，这对建筑的抗震反而不利。

合理有效的抗震途径是对结构安装抗震装置(系统)，由抗震装置与结构共同承受地震作用，即共同储存和耗散地震能量，以减轻和调整结构的地震反应。这是积极主动的抗震对策，也是目前抗震对策中的重大突破和发展方向。

现有的粘弹性阻尼器的阻尼构件主要由橡胶与薄钢板交替叠合形成的弹性体和剪切钢板交替叠合构成，根据其受力状态可分为两种类型，一种可支承衡载隔震阻尼器(如授权公告号为CN2685420Y、CN2685419Y和CN201258541的实用新型专利)，它是由上述阻尼构件和分别焊接在上下剪切钢板上下侧面的两连接板组成，通常设在建筑层间起隔震作用；另一种是不能支承衡载，只起支撑作用的减震阻尼器(如授权公告号为CN2276584Y的实用新型专利)，它是由上述阻尼构件和分别焊接在上下剪切钢板上下两头的两连接板组成，通常设在两建筑结构之间，或者是与刚性支撑配合支撑在上下两层梁柱的对角或支撑在梁柱的中部作为弹性支撑，以避免建筑结构因变形而破坏。由此可见，上述第一类阻尼器显然不适用于梁柱节点的加固，上述第二类阻尼器虽然缩小规格尺寸与刚性支撑配合可安装到梁柱节点的上下腋内，但下述缺陷是可预见的，一是尺寸的缩小其承载能力显然受限，甚至起不到抗震的作用，二是刚性支撑既增加了生产成本，又给生产和施工带来技术难度，显然也不适用于梁柱节点的加固。此外，授权公告号为CN2276584Y的实用新型专利的技术方案还存在两点不足，一是所述的横向穿越所述复合弹性体的铅芯仅为一根，而且位于其轴心线上，因此当所述复合弹性体绕弹性体的轴心线产生扭曲变形时，剪切钢板便绕着铅芯转动(铅芯不产生水平剪切滞回变形)而失去阻尼作用；二是位于所述复合弹性体外侧两剪切钢板既承担剪切作用又承担约束作用，而其另一自由端的外侧却无任何约束，显然无法承担更大的约束力。

发明内容：

鉴于现有技术存在上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于梁柱节点加固的铅粘弹性阻尼器。

本发明解决上述问题的技术方案如下：

一种梁柱节点加固扇形铅粘弹性阻尼器，该阻尼器由复合弹性体和分别设在复合弹性体两头的第一连接板及第二连接板组成，其中，复合弹性体由交替叠合的弹性体和剪切钢板以及横穿弹性体和剪切钢板的柱状铅芯组成，所述的复合弹性体中每相邻的两块剪切钢板中，一块向一头延伸至第一连接板并与之固定连接，另一块向另一头延伸至第二连接板并与之固定连接，且有两块位于外侧的剪切钢板与同一连接板固定连接，其特征在于，所述的复合弹性体为圆心角呈90°的扇形，每一弹性体和剪切钢板均为与复合弹性体同心的扇形；所述的第一连接板和第二连接板外侧面的夹角也为90°，且二者的延长线交于复合弹性体的圆心。

上述技术方案中，由于位于所述复合弹性体外侧两剪切钢板既承担剪切作用又承担约束作用，而其另一自由端的外侧却无任何约束，显然无法承担更大的约束力。为了解决这一技术难题，本发明所述的复合弹性体中，位于外侧的两剪切钢板的另一未与连接板固定连接的自由端设有两约束板，两约束板与所述的两剪切钢板的头部连成一体，形成一横断面呈矩形框的约束结构。为了避免约束板限制了复合弹性体扭曲变形，所述的约束板与复合弹性体之间设有间隙X，该间隙X的大小等于1～5mm为宜。

由于地震或风载时建筑结构中的梁和柱的变形非常复杂，因此整个阻尼器必然要承受垂直于柱状铅芯的扭力而使复合弹性体产生扭曲变形。为了使剪切钢板能在所述扭曲变形时也能很好地剪切柱状铅芯而耗散能量，本发明所述梁柱节点加固扇形铅粘弹性阻尼器的一个附加其特征在于，所述的柱状铅芯至少为两根。所述的柱状铅芯的直径和数量可视阻尼力的大小和阻尼器的截面尺寸确定，当需要阻尼力大并且阻尼器尺寸要求较小时，可增加柱状铅芯的数量，或者增大柱状铅芯的直径，否则反之。