梁柱节点弧形密封橡胶阻尼器的制作方法

本发明属于结构抗震领域，具体涉及一种梁柱节点弧形密封橡胶阻尼器，应用于特殊环境建筑结构节点。

背景技术：

我国处于地震高发地区，地震灾难带来的损失非常惨重。在近十几年的震害调查中发现，框架建筑结构在遭遇强震过程中，易发生柱端和节点破坏，即地震时，框架柱端部首先屈服出现塑性铰，致使结构发生倒塌。传统节点抗震设计方法过于被动，主要靠增大柱的截面尺寸或者增加梁柱节点配筋，这样容易造成材料浪费，且施工质量难以保证，并且结构整体刚度增大还有可能放大地震的作用，因此传统的抗震设计具有很多不足。

高分子橡胶具有良好的弹塑性、柔性，能对小变形及时产生反应，具有良好的耗能性质。在大变形过程中，通过橡胶挤压增大摩擦力来耗散能量，是一种理想的阻尼材料，且橡胶耐腐蚀，耐天候，防霉性好，可恢复变形强，适用于特殊环境下使用。

以往的金属阻尼器，使用条件受环境因素影响较大。在特殊环境中，如潮湿，腐蚀性强的条件下易发生锈蚀，颗粒堵塞，从而引发阻尼器失效，以至于无法在地震或风振中起到有效的耗能作用。

以往的金属阻尼器，在发生大变形后，无法恢复变形到正常状态，致使在后续地震中无法有效地发挥阻尼器的耗能能力。

现有的扇形铅弹性转角阻尼构件(如授权公告号为CN101736828B和CN101713226B)利用了粘弹性阻尼器小变形作用下就能发挥耗能作用的优点，在抗震中表现出色，但变形无法恢复，阻尼器只能一次性使用，这样增加了事后维护成本，不密封，无法适应于多种特殊环境，在建筑环境多元化、复杂化的条件下使用有诸多限制，而国内外目前尚无适用于多种环境，可恢复变形的梁柱节点弧形密封橡胶阻尼器。

技术实现要素：

由于现有技术存在上述不足，本发明所要解决的技术问题就是提供一种梁柱节点弧形密封橡胶阻尼器。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

梁柱节点弧形密封橡胶阻尼器，包括：复合弹性体和分别固定设置于复合弹性体两端的梁端固定板、柱端固定板；其中，复合弹性体为弧形，柱端固定板与梁端固定板均为圆形钢板，柱端固定板与梁端固定板的圆形钢板四周均设有固定板螺栓口。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和效果：

1、本发明具有密封效果，由于椭圆橡胶头与半圆外套管填充橡胶均密封于半圆外套管中，所以能够具有防尘，耐潮湿，耐腐蚀，耐高低温，满足户外特殊环境使用的特点，还解决了阻尼器随时间变化，环境污染老化的诸多问题，使阻尼器具有了较强的耐久性。

2、本发明采用橡胶作为耗能材料，在发生小变形时，可消散节点能量减小结构振动影响，在大变形过程中，通过橡胶挤压增大摩擦力来增加阻尼耗散能量，耗能结束可恢复变形不发生破坏，因此便于结构多次使用。

3、本发明通过椭圆橡胶头与半圆外套管填充橡胶摩擦挤压消耗能量，不仅提高了建筑节点处的耗能能力，而且橡胶具有小变形下耗能效果明显，变形越大消耗能量越多的特点，在遭遇风振或地震时，能有效地消散节点能量，避免建筑节点因变形过大而导致建筑倒塌。

4、本发明可直接安装在梁柱节点处，没有安装附件，操作简单，适用范围广，且阻尼器结构简单，体积小，占用空间较小，成本低廉。

5、适用于多种建筑结构。

附图说明

图1为梁柱节点弧形密封橡胶阻尼器结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图2和图3沿A-A剖面图；

图5为图1沿B-B剖面图；

图6为椭圆橡胶头与弧形钢棒组合的弹性体；

图7为柱端半圆外套管与半圆外套管填充橡胶组合体；

图8为本发明在梁柱节点具体应用示意图；

图中1、复合弹性体，2、梁端固定板，3、柱端固定板，4a、柱端半圆外套管，4b、梁端半圆外套管，5、半圆外套管填充橡胶，6、椭圆橡胶头，7、弧形钢棒，8、密封垫圈，9、固定板螺栓口，10、外伸螺栓连接板。

具体实施方式

如图1至图8所示，梁柱节点弧形密封橡胶阻尼器，包括复合弹性体1和分别固定设置于复合弹性体1两端的梁端固定板2、柱端固定板3；复合弹性体1为弧形，梁端固定板2与柱端固定板3均为圆形钢板，梁端固定板2与柱端固定板3的圆形钢板四周均设有固定板螺栓口9。

复合弹性体1，包括：柱端半圆外套管4a、梁端半圆外套管4b、半圆外套管填充橡胶5、椭圆橡胶头6、弧形钢棒7、密封垫圈8；其中，弧形钢棒7截面为圆形，椭圆橡胶头6与弧形钢棒7组成的弹性体为弧形装置。

柱端半圆外套管4a是中间具有半圆凹槽的弧形装置，半圆外套管填充橡胶5是内部具有摩擦挤压槽的半圆柱橡胶弹性体，摩擦挤压槽为半椭球体空槽；半圆外套管填充橡胶5安置于柱端半圆外套管4a半圆凹槽内，凹槽尺寸与半圆外套管填充橡胶5尺寸相同；椭圆橡胶头6和弧形钢棒7通过橡胶-金属硫化粘合剂粘结，柱端半圆外套管4a和半圆外套管填充橡胶5也采用橡胶-金属硫化粘合剂粘结，将粘结后椭圆橡胶头6和弧形钢棒7组成的弹性体安置于柱端半圆外套管4a和半圆外套管填充橡胶5组合体中间的摩擦挤压槽中。通过外伸螺栓连接板10，将两个柱端半圆外套管4a和半圆外套管填充橡胶5组合体拼接到一起后采用螺栓连接。将柱端半圆外套管4a端部通过焊接与柱端固定板3连接，柱端固定板3通过固定板螺栓口9采用螺栓连接至柱端预埋件上。

梁端半圆外套管4b是中间具有半圆凹槽的弧形装置，半圆外套管填充橡胶5是内部具有摩擦挤压槽的半圆柱橡胶弹性体，摩擦挤压槽为半椭球体空槽；半圆外套管填充橡胶5安置于梁端半圆外套管4b半圆凹槽内，凹槽尺寸与半圆外套管填充橡胶5尺寸相同；椭圆橡胶头6和弧形钢棒7通过橡胶-金属硫化粘合剂粘结，梁端半圆外套管4b和半圆外套管填充橡胶5也采用橡胶-金属硫化粘合剂粘结，将粘结后椭圆橡胶头6和弧形钢棒7组成的弹性体安置于梁端半圆外套管4b和半圆外套管填充橡胶5组合体中间的摩擦挤压槽中。通过外伸螺栓连接板10，将两个梁端半圆外套管4b和半圆外套管填充橡胶5组合体拼接到一起后采用螺栓连接。将梁端半圆外套管4b端部通过焊接与梁端固定板2连接，梁端固定板2通过固定板螺栓口9采用螺栓连接至梁端预埋件上。

半圆外套管填充橡胶5内部摩擦挤压槽最大处深度应大于椭圆橡胶头6的半径尺寸最大处1mm。

柱端半圆外套管4a，梁端半圆外套管4b与弧形钢棒7接口处空隙宽度略小于密封垫圈8的尺寸宽度，以便于压实，增强密封性，密封垫圈8采用特氟龙材料。

柱端半圆外套管4a，梁端半圆外套管4b材质均为硬钢，弧形钢棒7材质为软钢，半圆外套管填充橡胶5与椭圆橡胶头6均采用异戊类高阻尼橡胶材料。

本发明梁柱节点弧形密封橡胶阻尼器可安装于框架结构梁柱节点下腋处，也可安装于框架结构梁柱节点上腋处，具体施工方法按照现场实际情况而定。