[发明专利]一种装配式泡沫铝基复合材料-挤压铅复合型阻尼器及抗震装置

说明书

本发明公开了一种装配式泡沫铝基复合材料‑挤压铅复合型阻尼器及抗震装置，属于工程结构抗震与消能减震技术领域。本发明的阻尼器包括上套筒、下套筒，所述的上、下套筒之间形成一腔室，所述的上、下套筒内均设有铅块，腔室内设有中间压板，该中间压板与上、下套筒之间均固定有泡沫铝基复合材料，推拉杆贯穿上、下套筒、中间压板以及上、下套筒内的铅块，该推拉杆位于上、下套筒内的部分设有轴突，推拉杆带动中间压板、轴突同步移动。本发明的复合型阻尼器在小位移振动时，泡沫铝基复合材料发挥耗能作用，能有效地防止结构晃动；而在大位移振动时，挤压铅块和泡沫铝基复合材料共同参与耗能，起到很好的阻尼耗能作用，从而有效地对结构进行减震。

技术领域

本发明属于工程结构抗震与消能减震技术领域，更具体地说，涉及一种装配式泡沫铝基复合材料-挤压铅复合型阻尼器及抗震装置。

背景技术

长久以来，地震因具有随机性、突发性和不确定性，给人类的生命安全和财产带来了重大损失，而建筑物的坍塌破坏是导致人员伤亡及经济损失的重要原因。因此，如何最大程度地减轻建筑结构在地震灾害下的破坏，是目前抗震领域亟待解决的问题之一。随着科学技术和人民生活水平的提高，结构减震控制技术作为抵御地震的一种有效方法，得到了迅速发展和广泛应用，并成为比较成熟的技术。在结构中设置阻尼器来控制结构地震响应的耗能减震方法是结构减震控制技术中一种有效、安全、经济、可靠的减震方法。

泡沫铝基复合材料是一种铝和粘弹性材料交织的复合材料，在拉伸状态下的性能较差，而在压缩状态下展现出优异的性能，如高阻尼、高吸能、大变形等。在循环压缩荷载作用下，这种材料展现的高耗能是多种能量耗散机制共同作用的结果，包括泡沫铝和粘弹性材料的本征阻尼、铝和粘弹性材料两相材料界面滑移阻尼、铝和粘弹性材料因其热膨胀系数相差较大产生的位错阻尼，以及粘弹性材料可恢复挤压耗能等。因此，利用其压缩性能设计成的阻尼器将具有广阔的应用前景。然而，目前大尺寸的泡沫铝基复合材料难以制备，但用于足尺工程结构中，小尺寸泡沫铝基复合材料的耗能性能、刚度和强度都有限，这无疑会限制泡沫铝基复合材料在工程结构中的应用。

铅具有较高的柔性和延展性，在变形过程中可以吸收大量的能量。铅的结晶构造是面芯立方体，塑性变形能力好，在室温条件下可变形并会发生动态回复和动态再结晶；通过回复和再结晶，应变硬化将消失，铅的组织和性能将恢复至变形前的状态，因此不会产生残余应力，也不会出现疲劳。此外，铅在自然环境下很稳定，不会因长期使用而被侵蚀。挤压型铅阻尼器利用铅受挤压出现塑性流动产生阻尼来消耗能量。传统的挤压型铅阻尼器初始刚度大，屈服挤压力大，通常在小震时不屈服，在强震作用下才进入消能状态，因此无法同时适应小震、大震的不同需求。

经检索，中国专利申请号为201510765509.X的申请案，公开了一种组合式压缩性泡沫铝复合材料阻尼器，该申请案中的阻尼器耗能形式单一，无法满足小震和大震时的不同需求。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有的阻尼器耗能形式单一，无法同时满足小震和大震时的不同需求，本发明提供了一种装配式泡沫铝基复合材料-挤压铅复合型阻尼器及抗震装置。本发明的阻尼器充分利用小尺寸泡沫铝基复合材料的压缩性能，并且能够保证阻尼器分阶段启动工作，可应用于多种设计需求的工程结构减震控制领域。

2、技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种装配式泡沫铝基复合材料-挤压铅复合型阻尼器，包括上套筒、下套筒，所述的上、下套筒之间形成一腔室，所述的上、下套筒内均设有铅块，腔室内设有中间压板，该中间压板与上、下套筒之间均固定有泡沫铝基复合材料，推拉杆依次穿过上套筒、中间压板和下套筒，该推拉杆位于上、下套筒内的部分设有轴突，推拉杆带动中间压板、轴突同步移动。

进一步地，所述中间压板的上、下表面均固定有若干定位柱，泡沫铝基复合材料套设在该定位柱上。