一种金属与弹簧橡胶复合阻尼器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种金属与弹簧橡胶复合阻尼器，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，所述金属管的内腔内设有弹簧

【技术实现步骤摘要】
一种金属与弹簧橡胶复合阻尼器


[0001]本技术涉及建筑结构耗能构件，具体涉及一种金属与弹簧橡胶复合阻尼器。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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的阻尼器，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。
[0005]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。
[0006]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。

技术实现思路

[0007]针对上述技术问题，本技术提供了一种金属与弹簧橡胶复合阻尼器，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。
[0008]为实现上述目的，本技术提供了一种金属与弹簧橡胶复合阻尼器，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，所述金属管的内腔内设有弹簧-橡胶，所述弹簧-橡胶包括上下设置的弹簧和填充覆盖所述弹簧的橡胶。
[0009]作为优选方案，所述弹簧与所述橡胶高温高压硫化成型。
[0010]作为优选方案，所述金属管为双曲型管，所述双曲型管的壁厚由双曲型管的中间向两端延伸逐渐增加，所述双曲型管的外壁的截面呈双曲线设置。
[0011]作为优选方案，所述双曲型管包括一体成型的管体和设置在管体两端的直筒状端部，所述直筒状端部的形状与凹槽匹配。
[0012]作为优选方案，所述双曲型管的内管壁为直筒状，所述双曲型管的中部为中部耗能段，所述双曲型管的中部耗能段的外管壁截面呈相对的反抛物线形状。
[0013]作为优选方案，所述金属管为不锈钢管、普通碳钢管或铜管；所述金属管的界面圆形、椭圆形、方形、矩形或多边形。
[0014]作为优选方案，所述金属管两端可分别通过焊接固定连接到所述凹槽内；或对所述连接件进行攻丝、对所述金属管进行套丝连接。
[0015]作为优选方案，所述连接件为凹型连接端板，所述凹型连接端板上设有连接孔。
[0016]作为优选方案，所述金属管内设有上下穿过所述弹簧-橡胶的通孔，所述通孔内填充有铅芯。
[0017]有益效果：本技术的阻尼器能够充分发挥金属阻尼器的优势，并利用弹簧-橡胶来将金属管优异的力学性能和耗能能力与弹簧-橡胶的减震特点结合，共同合作耗能，保证了阻尼器的耗能能力和稳定性，其中弹簧-橡胶中含有弹簧以及橡胶，弹簧在提供弹性力的同时还具有支撑防止变形的作用，能够在达到减震抗震能力的同时具有避免弹簧-橡胶塑性变形的作用，提高抗震减震效果。
[0018]本技术的金属与弹簧橡胶复合阻尼器，利用金属管和其两端的连接件密封连接，将弹簧-橡胶设在两个连接件之间的金属管内，利用弹簧-橡胶的挤压变形以及金属管的塑性变形耗能，使得所述金属与弹簧橡胶复合阻尼器在承受载荷时耗散或吸收地震输入结构中的能量，以减小主体结构地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震的目的，使得金属与弹簧橡胶复合阻尼器在承受载荷时具有更高的耗能效率。
[0019]本技术的有益效果还包括：基于“局部削弱相当于其他部分加强”的思想，金属管设置为双曲管，采用双曲线形式进行削弱形成中部无焊缝耗能段，使所述阻尼器变形和耗能集中在中部，并避免所述阻尼器由于端部连接段破坏而过早退出工作。双曲面是一种负高斯曲率曲面，对于高斯曲率非零的结构，只有它被撕裂或超出材料承受能力时高斯曲率才会发生变化，因此双曲面的强度和抗变形能力是非常强的；基于此，所述双曲型管中部采用双曲线形式形成双曲面，形成无焊缝耗能段，实现金属与弹簧橡胶复合阻尼器变形和耗能集中在中部的目标，同时保证本技术的阻尼器中部削弱段的强度；且金属与弹
簧橡胶复合阻尼器的各个部件之间固定连接使得阻尼器内外的工作性能稳定，在极限承载能力范围内能同时承受拉、弯、剪复合变形，具有各向耗能能力；能有效避免双曲型管管锈蚀或腐蚀可能带来的阻尼器失效等问题；可实现与结构的同周期使用，无需更换，免维护，综合经济效益高。与结构或支撑(墩)中预埋件通过螺栓连接，布置灵活，实际工程中安装方便、不影响建筑使用功能。
附图说明
[0020]图1为本技术的金属与弹簧橡胶复合阻尼器采用焊接固定的结构示意图；
[0021]图2为本技术的金属与弹簧橡胶复合阻尼器采用套丝和攻丝固定的结构示意图；
[0022]图3是本技术的金属与弹簧橡胶复合阻尼器的连接件为方形板或圆形板的结构示意图；
[0023]图4是本技术的金属与弹簧橡胶复合阻尼器金属管内中部设有通孔的结构示意图；
[0024]图5是本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属与弹簧橡胶复合阻尼器，其特征在于，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，所述金属管的内腔内设有弹簧-橡胶，所述弹簧-橡胶包括上下设置的弹簧和填充覆盖所述弹簧的橡胶；金属管为双曲型管，所述双曲型管的壁厚由双曲型管的中间向两端延伸逐渐增加，所述双曲型管的外壁的截面呈双曲线设置。2.根据权利要求1所述的金属与弹簧橡胶复合阻尼器，其特征在于，所述弹簧与所述橡胶高温高压硫化成型。3.根据权利要求1所述的金属与弹簧橡胶复合阻尼器，其特征在于，所述双曲型管包括一体成型的管体和设置在管体两端的直筒状端部，所述直筒状端部的形状与凹槽匹配。4.根据权利要求3所述的金属与弹簧橡胶复合阻尼器，其特征在于，所述双曲型管...

【专利技术属性】
技术研发人员：周云，李家乐，邓雪松，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：新型
国别省市：