本发明涉及一种阻尼器及一种阻尼墙，尤其涉及一种金属-粘滞-粘弹复合阻尼器及一种金属-粘滞-粘弹复合阻尼墙。
背景技术
现代高层建筑日益增多，结构受地震和风振影响十分明显，减小结构所受的地震和风振反应，成为结构设计的一个重要方面。阻尼器，通过增加结构阻尼，耗散结构的振动能量来达到减小结构所受振动，目前已被广泛使用在建筑中。阻尼器常用的有金属阻尼器、粘滞阻尼器和粘弹阻尼器等，但单一类型的产品存在一定的局限。
金属阻尼器在设计和性能方面仍有许多缺陷，主要难点在于阻尼器的屈服点与主体结构弹性阶段和弹塑性阶段的临界点难以匹配，难以同时满足小震、中震和大震的结构设计要求。部分金属阻尼器的设计屈服位移偏移较大，在中震作用下阻尼器尚未屈服，没能起到消能减震作用；部分阻尼器的屈服位移偏小，在小震作用下阻尼器即屈服耗能，耗能能力过早发挥降低了中震和大震下的耗能性能。
粘滞阻尼器小震下可以很好的提供阻尼比，降低地震作用，减少梁柱截面和配筋，经济效益明显，但是其不能提供刚度，而且随着地震强度的增加，其耗能比例会相应有所减小。
粘弹阻尼器同时具备刚度和阻尼的双层功效，但是对温度非常敏感，随着温度的升高，其耗能效果变差，而阻尼器耗能过程中本身就是一个摩擦生热的过程，也影响其作用的发挥。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种金属-粘滞-粘弹复合阻尼器，可在小震时提供刚度支撑和阻尼耗能，同时保证大震时耗能能力不会降低。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种金属-粘滞-粘弹复合阻尼器，包括顶板、底板和复合阻尼器主体，所述复合阻尼器主体固定设于顶板和底板之间，所述复合阻尼器主体包括金属阻尼器、粘滞阻尼器和粘弹阻尼器，所述金属阻尼器固定设于粘滞阻尼器外部，所述粘弹阻尼器固定设于粘滞阻尼器内部。
具体地，所述粘滞阻尼器包括容器、设于容器内部的中间板和填充于容器内部的粘滞材料，所述容器底端与底板固定连接，所述中间板下端与容器底部固定连接，所述中间板上端与顶板固定连接。
可选地，所述粘滞材料为硅油或其它同时具有粘性的高分子材料。
具体地，所述金属阻尼器上端与顶板固定连接，下端与粘滞阻尼器的容器顶端固定连接。
优选地，所述金属阻尼器有两个，所述金属阻尼器分别设于粘滞阻尼器容器顶端两侧。
优选地，所述金属阻尼器为面内弯曲阻尼器。
具体地，所述粘弹阻尼器包括所述中间板、设于中间板两侧的粘弹材料层和设于粘弹材料层两侧的外夹板，所述外夹板下端与中间板固定连接。
可选地，所述粘弹材料层为粘弹材料板或其它既具有粘性又具有弹性的高分子材料。
优选地，所述中间板上端凸出于所述粘弹材料板，所述中间板的上端凸出部位两侧分别固定设有上夹板，所述上夹板底面与所述粘弹材料板上端面贴合，所述上夹板的上端与顶板固定连接。
优选地，所述粘弹材料板上端与所述外夹板上端齐平，所述粘弹材料板下端短于两侧外夹板和中间板从而形成凹槽，所述凹槽内设有垫板，所述垫板分别与外夹板和中间板固定连接。
优选地，所述顶板、底板、容器、中间板、外夹板、上夹板和垫板均由金属材料制成。
优选地，所述顶板、底板、中间板、外夹板、上夹板和垫板均由钢板制成，容器为钢制容器。
相应地，本发明还提供了一种金属-粘滞-粘弹复合阻尼墙，包括上梁、下梁和上述金属-粘滞-粘弹复合阻尼器，所述金属-粘滞-粘弹复合阻尼器的顶板与上梁固定连接，所述底板与下梁固定连接。
优选地，上梁和下梁内设有若干预埋钢板，金属-粘滞-粘弹复合阻尼器的顶板与上梁内的预埋钢板固定连接，底板与下梁内的预埋钢板固定连接。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：小震时充分发挥金属阻尼器和粘弹阻尼器的刚度支撑功能；小震时充分发挥粘弹阻尼器和粘滞阻尼器的阻尼耗能特性，保证了小震时的耗能能力；大震时充分发挥金属阻尼器阻尼耗能的特性，保证大震时不会因为粘弹阻尼器和粘滞阻尼器耗能衰减而降低复合阻尼器耗能能力。
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和优点，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的介绍，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它附图。
图1是本发明一种金属-粘滞-粘弹复合阻尼墙的结构示意图。
其中，图中附图对应标记为：
1-顶板2-底板3-金属阻尼器
4-粘滞阻尼器41-容器42-中间板
5-粘弹阻尼器51-粘弹材料板52-外夹板
53-垫板54-第一螺栓55-第一螺母
56-上夹板57-第二螺栓58-第二螺母
6-上梁7-下梁8-预埋钢板
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一个实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例一
如图1所示，为本发明的一种金属-粘滞-粘弹复合阻尼墙，其中包括了本发明的一种金属-粘滞-粘弹复合阻尼器，该复合阻尼器由顶板1、底板2和复合阻尼器主体组成，该复合阻尼器主体固定设于顶板1和底板2之间，其中：
复合阻尼器主体由金属阻尼器3、粘滞阻尼器4和粘弹阻尼器5组成；
粘滞阻尼器4包括容器41、设于容器内部的中间板42和填充于容器内部的粘滞材料，容器41底端与底板2焊接，中间板42下端与容器41底部焊接，容器41内部填充的粘滞材料为硅油；
金属阻尼器3有两个，金属阻尼器3下端分别焊接在粘滞阻尼器4的容器41顶端两侧，金属阻尼器3上端与顶板1焊接；
粘滞阻尼器4的中间板42两侧对称设有粘弹材料板51，粘弹材料板51两侧对称设有外夹板52，粘弹材料板51短于外夹板52，粘弹材料板51上端和外夹板52上端平齐放置，两侧粘弹材料板51下端均形成凹槽，两侧凹槽内均设有垫板53，垫板53尺寸与凹槽匹配，可阻止硅油与粘弹材料板51接触，两侧垫板53、两侧外夹板52和中间板42同一高度位置均设有第一螺栓安装孔，第一螺栓54穿过第一螺栓安装孔将垫板53和外夹板52固定在中间板42上，第一螺母55紧固在两侧外夹板52外侧的第一螺栓54上；
中间板42上端凸出于粘弹材料板51上端，其上端凸出部位两侧均设有上夹板56，上夹板56底面与粘弹材料板51上端面贴合，可防止硅油与粘弹材料板51接触，上夹板56与中间板42上端凸出部位同一高度位置均设有第二螺栓安装孔，第二螺栓57穿过第二螺栓安装孔将上夹板56固定在中间板42上端，第二螺母58紧固在两侧上夹板56外侧的第二螺栓57上，两侧上夹板56的上端均焊接在顶板1上；上述中间板42、粘弹材料板51、外夹板52、垫板53和上夹板56的连接结构共同构成了粘弹阻尼器5。
顶板1、底板2、中间板42、外夹板52、上夹板56和垫板53均为钢板，容器为钢制容器。
实施例二
如图1所示，本发明还提供了一种金属-粘滞-粘弹复合阻尼墙，包括上梁6、下梁7和上述金属-粘滞-粘弹复合阻尼器，上梁6和下梁7内设有若干预埋钢板8，金属-粘滞-粘弹复合阻尼器的顶板1与上梁6内的预埋钢板8固定连接，底板2与下梁7内的预埋钢板8固定连接。
基于上述复合结构，发生地震时，粘滞阻尼器4和粘弹阻尼器5会优先形成耗能机制，此时，上梁6和下梁7错位变形，复合阻尼器的上端和下端受到方向相反的两个拉扯力，上夹板56带动中间板42上端向一个方向运动，容器底端带动中间板42下端向相反方向运动，中间板42下端带动外夹板52和垫板53随之同向运动，上夹板56、外夹板52、垫板53、中间板42与粘弹材料板51之间的接触均引起摩擦，摩擦产生热能将地震的能量耗散，由于接触面积大，摩擦也大，其耗能效果也更好，从而充分发挥粘弹阻尼器5的阻尼耗能性能，此时，粘弹阻尼器5也提供一定的刚度支撑作用；由于容器中填充硅油，上夹板56、外夹板52、垫板53和中间板42与硅油接触的部位均产生剪切变形，剪切变形耗散地震能量，同样，由于接触面积大，其耗能效果好，从而充分发挥粘滞阻尼器4的阻尼耗能性能；此时，金属阻尼器3主要起支撑作用。
随着地震强度的增加，粘滞阻尼器4和粘弹阻尼器5耗能效果变差，金属阻尼器3由于上下的变形，发挥滞回耗能机制，从而保证大震下复合阻尼器耗能能力不会降低。
以上所述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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。