一种粘弹性阻尼器及其制备方法.pdf

本发明提供一种粘弹性阻尼器及其制备方法，解决现有技术中的粘弹性阻尼器阻尼力和阻尼比较小，易发生极限变形进而导致阻尼器失效的技术问题，其结构包括：侧板、中间板和限位销；中间板与侧板均设置有连接部；中间板位于两块叠放的侧板中间；中间板位于两块侧板中间的部分的外表面包裹有粘弹性阻尼材料；侧板及中间板均与粘弹性阻尼材料紧固粘接；按叠放次序，除位于最底层的侧板外的侧板、中间板以及包裹在中间板上的粘弹性阻尼材料均设置有上下贯通的通孔，通孔均为同轴线设置；限位销的外径小于通孔的内径，其长度与通孔的孔深相适配；限位销穿过通孔后与最底层的侧板紧固连接。本发明所述粘弹性阻尼器相比现有技术具有更高的稳定性与可靠性。

1.  一种粘弹性阻尼器，其特征在于，包括：侧板、中间板和限位销；所述中间板与所述侧板均设置有连接部；所述中间板位于两块叠放的所述侧板中间；所述中间板位于两块所述侧板中间的部分的外表面包裹有粘弹性阻尼材料；所述侧板及所述中间板均与所述粘弹性阻尼材料紧固粘接；按叠放次序，除位于最底层的侧板外的侧板、中间板以及包裹在所述中间板上的粘弹性阻尼材料均设置有上下贯通的通孔，所述通孔均为同轴线设置；所述限位销的外径小于所述通孔的内径，其长度与所述通孔的孔深相适配；所述限位销穿过所述通孔后与所述最底层的侧板紧固连接。

2.  根据权利要求1所述的粘弹性阻尼器，其中，所述中间板的数量为多个，所述侧板的数量与所述中间板的数量相适配；所述侧板与所述中间板交替叠放，且按叠放顺序位于叠放后的最顶层和最底层均为所述侧板。

3.  根据权利要求1所述的粘弹性阻尼器，其中，所述粘弹性阻尼材料通过硫化的方式与所述侧板和中间板紧固粘接。

4.  根据权利要求1所述的粘弹性阻尼器，其中，所述侧板和/或所述中间板，面向所述粘弹性阻尼材料的一侧设置有凸起或凹槽，所述凸起与所述凹槽的外形相适配。

5.  根据权利要求4所述的粘弹性阻尼器，其中，所述凸起或凹槽为直线、曲线或折线。

6.  根据权利要求5所述的粘弹性阻尼器，其中，所述凸起或凹槽为由直线、曲线或折线形成的图形。

7.  根据权利要求1所述的粘弹性阻尼器，其中，所述中间板的宽度小于所述侧板。

8.  根据权利要求1所述的粘弹性阻尼器，其中，所述连接部设置有连接用螺栓孔。

9.  一种制备权利要求1～8项中任一项所述粘弹性阻尼器的方法，包括：
在所述中间板、粘弹性阻尼材料，及按叠放顺序除位于最底层的侧板 以外的其余侧板设置通孔；
在所述侧板及中间板与所述粘弹性阻尼材料的粘接表面喷涂胶粘剂；
采用模压硫化工艺将所述粘弹性阻尼材料与所述侧板及中间板形成稳固粘接，并进一步使所述粘弹性阻尼材料对所述中间板形成包裹；
将插入所述通孔内的所述限位销与所述最底层的侧板紧固连接。

10.  根据权利要求9所述的方法，其中，在所述侧板及中间板与所述粘弹性阻尼材料的粘接表面喷涂胶粘剂之前还包括步骤：将所述侧板及中间板进行表面处理；所述表面处理包括：表面喷砂和/或除锈处理。

一种粘弹性阻尼器及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑结构消能减震技术领域，具体涉及一种粘弹性阻尼器及其制备方法。
背景技术
粘弹性阻尼器作为一种减震技术装置，具有较大的耗能能力，其厚度较小，布置不需要占用整个开间，更适用在住宅中应用。其主要特点是：对风致振动和地震作用，均可获得良好的减振效果；可依据建筑规模及减震要求，自由设计阻尼墙参数；产品可设置在墙内，不影响建筑使用功能。
现有的粘弹性阻尼器多从结构设计角度出发，提高粘弹性阻尼器的消能减震效果，一般由三层钢板与二层粘弹性材料交替组合而成，中间钢板通过连接件与结构中的梁连接，侧面钢板通过连接件与结构中另一层的梁连接。当结构受到地震时，结构层间发生相对位移，中间钢板、侧面钢板发生相对运动，带动粘弹性材料往复剪切变形发热，损耗能量，实现消能减震的目的。但该类粘弹性阻尼器剪切变形时粘弹性阻尼材料与中间钢板及外层钢板之间由于接触面积较小，导致阻尼力和阻尼比较小，不能有效衰减结构在地震作用下的震动，工作可靠性较低；同时在遭遇强烈地震或者超出预期水准的地震的作用下，粘弹性阻尼器的变形可能会超出其允许的极限变形，从而导致粘弹性阻尼器破坏与减震失效，继而引起结构破坏。
因此，研发一款具有更高阻尼力和阻尼比、更好的消能减震效果以及更好的双向过载限位能力的粘弹性阻尼器，以提高使用安全性成为一种必需。
发明内容
为此，本发明提供一种粘弹性阻尼器，解决现有技术中的粘弹性阻尼器阻尼较小，易发生极限变形进而导致阻尼失效的技术问题。
为此，本发明提供一种粘弹性阻尼器，包括：侧板、中间板和限位销；所述中间板与所述侧板均设置有连接部；所述中间板位于两块叠放的所述侧板中间；所述中间板位于两块所述侧板中间的部分的外表面包裹有粘弹性阻尼材料；所述侧板及所述中间板均与所述粘弹性阻尼材料紧固粘接；按叠放次序，除位于最底层的侧板外的侧板、中间板以及包裹在所述中间板上的粘弹性阻尼材料均设置有上下贯通的通孔，所述通孔均为同轴线设置；所述限位销的外径小于所述通孔的内径，其长度与所述通孔的孔深相适配；所述限位销穿过所述通孔后与所述最底层的侧板紧固连接。
根据本发明的一个实施方式，其中，所述中间板的数量为多个，所述侧板的数量与所述中间板的数量相适配；所述侧板与所述中间板交替叠放，且按叠放顺序位于叠放后的最顶层和最底层均为所述侧板。
根据本发明的一个实施方式，其中，所述粘弹性阻尼材料通过硫化的方式与所述侧板和中间板紧固粘接。
根据本发明的一个实施方式，其中，所述侧板和/或所述中间板，面向所述粘弹性阻尼材料的一侧设置有凸起或凹槽，所述凸起与所述凹槽的外形相适配。
根据本发明的一个实施方式，其中，所述凸起或凹槽为直线、曲线或折线。
根据本发明的一个实施方式，其中，所述凸起或凹槽为由直线、曲线或折线形成的图形。
根据本发明的一个实施方式，其中，所述中间板的宽度小于所述侧板。
根据本发明的一个实施方式，其中，所述连接部设置有连接用螺栓孔。
为此，本发明提供一种制备如前所述的粘弹性阻尼器的方法，包括：
在所述中间板、粘弹性阻尼材料，及按叠放顺序除位于最底层的侧板以外的其余侧板设置通孔；
在所述侧板及中间板与所述粘弹性阻尼材料的粘接表面喷涂胶粘剂；
采用模压硫化工艺将所述粘弹性阻尼材料与所述侧板及中间板形成稳固粘接，并进一步使所述粘弹性阻尼材料对所述中间板形成包裹；
将插入所述通孔内的所述限位销与所述最底层的侧板紧固连接。
根据本发明的一个实施方式，其中，在所述侧板及中间板与所述粘弹性阻尼材料的粘接表面喷涂胶粘剂之前还包括步骤：将所述侧板及中间板进行表面处理；所述表面处理包括：表面喷砂和/或除锈处理。
本发明从生产工艺及实用性角度出发，通过在粘结面设置凹凸结构，以及粘弹性材料包裹中间钢板等设计，增加粘合面积，提高阻尼力和阻尼比，增加耗能能力；此外，本发明还通过设置限位销，其与通孔的间隙配合，对粘弹性材料的形变量形成有效的约束，解决了粘弹性材料因受载过大而发生形变失效的技术问题。
进一步的，本发明将中间板及侧板的数量均设置为多个，进而形成多层阻尼的技术效果，为将其应用在较大阻尼的场合提供了有力的结构支持。
进一步的，本发明通过硫化的方式实现粘弹性阻尼材料与侧板和中间板间的紧固粘接，由于粘弹性阻尼材料受热后会变成可以流动的粘流态，故更进一步易于实现粘弹性阻尼材料与中间板的包裹式连接，以增加其粘接面积。此外，由于本发明还将中间板与侧板均设置了凸起凹槽式结构，因加热而形成粘流态的粘弹性阻尼材料在外形上能与凸起及凹槽形成完美的配合，在其与侧板和中间板牢固粘接后能更进一步起到增加阻尼连接强度的技术效果,增加粘接面积和粘接的可靠性，进而提高阻尼力和阻尼比。
进一步的，本发明通过将凸起和或/凹槽设置成不同线形，以及由不同线形形成的图形，更进一步有助于提高粘弹性阻尼材料与侧板和中间板紧固粘接后的阻尼力和阻尼比；此外，依据主要受载方向而设置的特定凸起线形，还能更进一步起到提升特定方向上的阻尼系数的技术效果。
进一步的，本发明通过将中间板的宽度制作成小于所述侧板的宽度，有助于为粘弹性阻尼材料包裹中间板提供更多的包裹空间。
进一步的，本发明所提供的粘弹性阻尼器的制备方法，通过设置通孔，还为粘弹性阻尼材料的硫化形成有力的技术支持，粘弹性阻尼材料硫化过程中中产生的气体能够通过通孔得到及时的排出，进而在硫化成型后材料更加密实，不存在气泡，易于与侧板及中间板形成稳固的粘接。此外，本 发明在侧板和中间板与粘弹性阻尼材料粘接前，采用表面喷砂或除锈处理，以增加板面的粗糙度，有利于板面与材料的粘接。同时，本发明对侧板和中间板与粘弹性阻尼材料的主要粘合面喷涂胶粘剂，模压硫化时，粘弹性阻尼材料与胶粘剂发生交联反应，为提高粘结强度及可靠性提供更进一步的技术支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中粘弹性阻尼器结构示意图；
图2为本发明实施例2中粘弹性阻尼器的结构拆解示意图；
图3为本发明实施例3中粘弹性阻尼器结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
实施例1:
不失一般性，如图1所示，本发明提供一种粘弹性阻尼器，包括：侧板100、中间板200和限位销300；中间板200与侧板100均设置有连接部400；中间板位于两块叠放的侧板100中间；中间板位于两块侧板中间的部分的外表面包裹有粘弹性阻尼材料500；侧板100及中间板200均与粘弹性阻尼材料500紧固粘接；按叠放次序，除位于最底层的侧板外的其余侧板100、中间板200以及包裹在中间板100上的粘弹性阻尼材料500均设置有上下贯通的通孔600，通孔均为同轴线设置；限位销300的外径小于通孔600的内径，其长度与通孔600的孔深相适配；限位销300穿过通孔600后与最底层的侧板紧固连接。在本实施例中，连接部400由中间板及侧板外伸出叠放区域的板体形成。
本发明通过设置通孔与限位销相配合的连接结构，充分利用限位销与通孔之间的间隙对粘弹性阻尼材料沿各个方向的形变量形成有效的约束，遏制了粘弹性阻尼材料因形变过度而发生损坏这一现象的发生，进一步的，当限位销与通孔孔壁形成挤压力时，由侧板及中间板承受的挤压力能够为粘弹性阻尼器承受更高载荷提供强有力的技术支持。进而能达到柔性承载大载荷的技术效果，使消能减震能力得到更进一步的提升。
优选的，所述中间板200的宽度小于所述侧板100，以为粘弹性阻尼材料包裹中间板提供更多的侧面空间。
优选的，如图1所示，所述连接部400设置有连接用螺栓孔，方便将粘弹性阻尼器装配在合适的位置上。需要说明的是，本实施例中连接部400与其待装配位置间的连接形式不限于螺栓连接，为满足连接部与其待装配位置间紧固连接而采用的任意连接形式均应落入本发明的保护范围。
实施例2：
本实施例在上述实施例的基础上，在侧板和/或所述中间板，面向粘弹性阻尼材料的一侧设置有凸起或凹槽，所述凸起与所述凹槽的外形相适配。进一步的，本发明将凸起的延伸方向设置为直线、曲线或折线。
如图2所示，本实施例的一个优选实施方式中粘弹性阻尼器的结构拆解图，本发明将凹槽700设置为多根平行的直线状，进而与其相配合的凸起800被形成在粘弹性阻尼材料上。为提升抗拉伸阻尼力和阻尼比，本实施例中采用将直线状凹槽垂直于承载方向设置，进而为提升阻尼系数形成良好的技术支持，能进一步提升粘弹性阻尼器的消能减震的技术效果。图中粘弹性阻尼器的粘弹性阻尼材料500虽为两片式结构，实际装配后，当将其加热为粘流态后，能够将中间板200形成紧密包裹，其表面形成的凸起800亦能与位于侧板及中间板上的凹槽700形成完美贴合。在本实施例中，限位销300与位于底层的侧板通过螺纹连接的形式实现紧固连接。实际使用中还可采取其他适宜的连接形式达到同样的连接目的，这些连接形式也应落入本发明的保护范围。
进一步的，在本实施例的一个优选实施方式中，将凸起或凹槽做成由直线、曲线或折线形成的图形。本领域技术人员能够理解，由直线、曲线或折线形成的花纹状图形有助于增加接触面积及增强粘接后的连接效果。 故为满足增强阻尼系数而设置的任意图形状的凸起或凹槽均应落入本发明的保护范围。
更进一步的，所述粘弹性阻尼材料通过硫化的方式与所述侧板和中间板紧固粘接。在硫化方式的作用下，粘弹性阻尼材料能够与中间板和侧板的凸起或凹槽形成完美的契合，进而为粘接形成更为稳固的粘合力，极大的提高粘弹性阻尼器的阻尼力及阻尼比。
实施例3:
本实施例在实施例2的基础上，将中间板的数量设置为多个，并将侧板的数量设置为与中间板的数量相适配；本实施例中，侧板与中间板交替叠放，且按叠放顺序位于叠放后的最顶层和最底层均为所述侧板。
如图3所示，本实施例中将中间板设置为两层，则侧板相应的被设置为三层，相比只有一层中间板的粘弹性阻尼器具有更进一步的阻尼效果。
需要说明的是，本实施例中中间板及侧板的应用数量不受限制，为满足提供更高阻尼消震效果而设置的任意层数的粘弹性阻尼器均应落入本发明的保护范围。
实施例4：
本实施例为上述实施例提供一种制备粘弹性阻尼器的方法，包括：
S1：在所述中间板、粘弹性阻尼材料，及按叠放顺序除位于最底层的侧板以外的其余侧板设置通孔；
S2：在所述侧板及中间板与所述粘弹性阻尼材料的粘接表面喷涂胶粘剂；
S3：采用模压硫化工艺将所述粘弹性阻尼材料与所述侧板及中间板形成稳固粘接，并进一步使所述粘弹性阻尼材料对所述中间板形成包裹；
S4：将插入所述通孔内的所述限位销与所述最底层的侧板紧固连接。
本发明通过在中间板、粘弹性阻尼材料，及按叠放顺序除位于最底层的侧板以外的其余侧板设置通孔，达到了在模压硫化工艺中为粘弹性阻尼材料排出气体的技术效果。气体的顺利排出有力的解决了粘弹性阻尼材料在模压硫化过程中气体难排除而存有气泡，从而导致阻尼力骤降，甚至易发生损坏的技术问题。此外，硫化时由粘弹性阻尼材料内部产生的气体被顺利排出还能进一步有利于实现粘弹性阻尼材料与中间板及侧板的牢固 粘接，进而为得到高品质的粘弹性阻尼器提供了更为有力的技术支持。
优选的，为进一步提升粘接的技术效果，本实施例优先将侧板及中间板在与粘弹性阻尼材料粘接前进行表面处理，具体包括：在粘结面上进行表面喷砂和/或除锈处理，并在表面处理后的粘接面上喷涂胶粘剂。需要说明的是，表面喷砂、除锈处理以及喷涂胶粘剂虽为现有技术，但其技术目的为使本发明形成更好的粘接效果，进而更进一步提升粘弹性阻尼器的消震能力。因此，为满足上述技术需要而对侧板及中间板采用的任意表面处理技术手段均应落入本发明的保护范围。
优选的，为进一步提升粘接效果，本发明在步骤S2之前还包括步骤：将所述侧板、所述粘弹性阻尼材料和所述中间板按顺序叠放在模具中，以及在所述通孔处安装定位棒。在步骤S3之后，进一步包括：硫化成型后，将所述定位棒取出，并将所述限位销插入所述通孔内。
以上发明仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。