裝配式泡沫鋁復合材料減振耗能柱裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于建筑結構振動控制領域，具體涉及一種泡沫鋁/粘彈性材料復合材料耗能裝置，適用于鋼筋混凝土框架結構以及鋼框架結構中用于減振的場合。
【背景技術】
[0002]地震和風是自然現象，強震和颶風給人類帶來了巨大的災難。我國是地震多發國家，大多數城市受到地震的威脅。地震給我國造成了巨大的人員傷亡和經濟財產損失。我國也是受風災威脅非常嚴重的國家，特別是沿海地區經常受到臺風的襲擊，所造成的人員傷亡和經濟損失難以估計。隨著經濟發展和城市化進程加速，各種高層高聳建筑、大跨空間建筑等結構大規模建設，地震、強風所造成的經濟損失更大。因此，最大限度地減輕震災和風災對建筑結構的影響，是我們必須要解決的一個重要問題。
[0003]現階段，通過工程技術措施，提高建筑結構的抗震抗風能力，是減輕災害損失最為有效的途徑。消能減振技術的出現，改變了以往通過提高結構的剛度、強度來改善結構抗振性能的方法，為人類抵抗震災、風災提供了新的途徑。它是通過把結構中的一部分非承重構件設計成耗能構件，通過耗能構件的滯回耗能來吸收地震或強風輸入的能量，從而有效地減小結構的動力響應。目前，常用的耗能減振裝置包括金屬耗能器、粘彈性耗能器、粘滯耗會
[0004]泡沫鋁/粘彈性材料復合材料，是通過向三維開孔連通泡沫鋁結構中填充粘彈性材料，得到的一種鋁與粘彈性材料的交織復合材料。此復合材料，改善了泡沫鋁的諸如剪切、拉伸等力學性能，使其具備優良的滯回耗能特性；同時，該復合材料充分利用了泡沫鋁與粘彈性材料兩種材料的阻尼機制，具備高阻尼特性。因此，此復合材料具有很好的耗能特性，可以考慮將其應用在結構消能減振領域，開發新型耗能減振裝置，為建筑結構減振控制提供新手段。

【發明內容】

[0005]技術問題:本發明提出一種結構合理，能夠在地震及風荷載作用下發揮耗能作用的新型裝配式泡沫鋁復合材料減振耗能柱裝置。
[0006]技術方案:本發明的一種裝配式泡沫鋁復合材料減振耗能柱裝置，包括復合材料耗能段及位于復合材料耗能段上下兩端的鋼構件；在復合材料耗能段的上下兩端連接有耗能段連接板，在復合材料耗能段上端的鋼構件的下端連接有鋼構件連接板，上端連接有耗能柱連接板；在復合材料耗能段下端的鋼構件的上端連接有鋼構件連接板，下端連接有耗能柱連接板；耗能段連接板與鋼構件連接板采用螺栓連接；復合材料耗能段由泡沫鋁/粘彈性材料復合材料組成。
[0007]所述的泡沫鋁/粘彈性材料復合材料采用將粘彈性材料填充入開孔泡沫鋁的孔隙中而得到。
[0008]鋼構件的截面形式包括圓鋼管、方鋼管或工字型鋼。
[0009]所述的復合材料耗能段與耗能段連接板之間采用螺栓或焊接相連；鋼構件與鋼構件連接板之間采用螺栓或焊接方式進行連接。
[0010]所述的耗能柱裝置置于基礎與梁或梁與梁之間，通過耗能柱連接板與上下結構連接，連接方式可以選用螺栓連接或焊接。
[0011]本發明耗能柱裝置可按柱的形式置于基礎與梁或梁與梁之間，主要利用耗能柱中部的泡沫鋁復合材料耗能段進行耗能。由于耗能柱上下兩端鋼構件的剛度較中部復合材料段的大，在水平荷載作用下，變形主要發生在耗能柱中部耗能段，且以剪切變形為主。本發明耗能柱裝置的耗能原理為:在小震、風載作用下，結構層間位移較小，復合材料段兩端相對位移較小，主要利用復合材料的高阻尼特性來耗散輸入結構中的能量，減小結構的動力響應；在大震、強風作用下，泡沫鋁復合材料段發生較大的剪切變形進入塑性狀態，將同時利用復合材料段的塑性變形來耗散能量，起到保護結構的作用。
[0012]有益效果:本發明提供了一種裝配式泡沫鋁復合材料減振耗能柱裝置。與以往的耗能裝置相比，此裝配式耗能柱裝置構造簡單，組裝和維修方便，并且可以提供較多的空間，符合建筑結構設計及功能性要求。更為重要的是，此耗能柱裝置可以在任何方向上發生變形，因此，可以同時消耗不同方向輸入的能量，并且在不同的方向提供相同的附加阻尼和剛度。因而，本發明可以改善以往耗能裝置加入結構中會加大各方向動力特性差異、僅能在某特定方向耗能等缺陷，有效地提高結構的抗振性能。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和實施方式進一步對本發明進行說明。
[0014]圖1為裝配式泡沫鋁復合材料減振耗能柱裝置三維視圖；
[0015]圖2為復合材料耗能段主視圖；
[0016]圖3為裝配式泡沫鋁復合材料減振耗能柱裝置在框架結構中的應用示意圖；圖4為
[0017]耗能柱裝置及結構變形示意圖。
[0018]其中有:復合材料耗能段1，連接板2，耗能段連接板2.1，鋼構件連接板2.2，鋼構件3，耗能柱連接板4，泡沫鋁兩端的純鋁5，螺栓6。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖詳細說明本發明的具體實例。
[0020]本發明提出的裝配式泡沫鋁復合材料減振耗能柱裝置，此裝置包括:位于耗能柱中部的泡沫鋁復合材料耗能段1，由泡沫鋁/粘彈性材料復合材料組成，復合材料由粘彈性材料填充入開孔泡沫鋁的孔隙中得到；位于耗能柱上下兩端的鋼構件3，可以選用圓鋼管、方鋼管、工字型鋼等；鋼構件與復合材料之間的連接板包括耗能段連接板2.1，鋼構件連接板2.2 ;鋼構件與上下結構之間的連接板為耗能柱連接板4。耗能柱裝置通過耗能柱連接板4與上下結構相連，可以通過螺栓與預埋入結構中的板件相連(混凝土結構)，或與上下結構直接相連(鋼結構)。鋼構件3通過連接板與中部泡沫鋁復合材料耗能段I相連:泡沫鋁復合材料耗能段I與耗能段連接板2.1之間采用螺栓連接；鋼構件3與鋼構件連接板2.2之間采用螺栓連接；耗能段連接板2.1與鋼構件連接板2.2之間采用螺栓連接、焊接等方式。鋼構件3與連耗能柱連接板4之間亦通過螺栓或焊接進行連接。
[0021]應當指出，本發明并不局限于以上實施例，以上實施例僅僅是為了說明本發明的原理而采用的示例性實施方式。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的實質情況下，還可以做出各種改變及改進，這些改變及改進也視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種裝配式泡沫鋁復合材料減振耗能柱裝置，其特征在于:該裝置包括復合材料耗能段(I)及位于復合材料耗能段(I)上下兩端的鋼構件(3 );在復合材料耗能段(I)的上下兩端連接有耗能段連接板(2.1)，在復合材料耗能段(I)上端的鋼構件(3)的下端連接有鋼構件連接板(2.2)，上端連接有耗能柱連接板(4);在復合材料耗能段(I)下端的鋼構件(3)的上端連接有鋼構件連接板(2.2)，下端連接有耗能柱連接板(4);耗能段連接板(2.1)與鋼構件連接板(2.2)采用螺栓(6)連接；復合材料耗能段(I)由泡沫鋁/粘彈性材料復合材料組成。
2.根據權利要求1所述的裝配式泡沫鋁復合材料減振耗能柱裝置，其特征在于:所述的泡沫鋁/粘彈性材料復合材料采用將粘彈性材料填充入開孔泡沫鋁的孔隙中而得到。
3.根據權利要求1所述的裝配式泡沫鋁復合材料減振耗能柱裝置，其特征在于:鋼構件(3)的截面形式包括圓鋼管、方鋼管或工字型鋼。
4.根據權利要求1所述的裝配式泡沫鋁復合材料減振耗能柱裝置，其特征在于:所述的復合材料耗能段(I)與耗能段連接板(2.1)之間采用螺栓或焊接相連；鋼構件(3)與鋼構件連接板(2.2)之間采用螺栓或焊接方式進行連接。
5.根據權利要求1所述的裝配式泡沫鋁復合材料減振耗能柱裝置，其特征在于:所述的耗能柱裝置置于基礎與梁或梁與梁之間，通過耗能柱連接板(4)與上下結構連接，連接方式可以選用螺栓連接或焊接。
【專利摘要】本發明是一種裝配式泡沫鋁復合材料減振耗能柱裝置，包括耗能柱中部的泡沫鋁復合材料部分，為主要耗能部分；耗能柱上下兩端的鋼構件部分，可以為圓鋼管、方鋼管、工字型鋼等；鋼構件與中部泡沫鋁復合材料之間的連接板；耗能柱裝置與上下結構之間的連接板。鋼構件與泡沫鋁復合材料之間通過連接板相連，連接方式可選用螺栓連接、焊接等。此耗能柱裝置按柱的形式置于基礎與梁或梁與梁之間，耗能柱與上下結構之間的連接可采用螺栓連接或焊接等方式。此發明有效地改善了結構的抗震、抗風性能，且完全為裝配式，構造簡單，安裝維修方便。
【IPC分類】E04B1-98
【公開號】CN104775534
【申請號】CN201510090272
【發明人】李愛群, 劉少波, 軒鵬, 沙奔
【申請人】東南大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年2月27日