科创中国

提供了一种装配式可多级耗能减振的轻质金属阻尼器，用于安装在主结构中相对运动位移较大、易发生损伤破坏以及需要保护的部位，形成主结构的附属构件，包括按照如下顺序从上至下依次固连的上部的连接端上盘、上部的外部传导轴、上部的连接端中盘、连接端下盘、内部传导轴，以及按照如下顺序从上至下依次固连的黏弹性材料护筒、下部的连接端中盘、下部的外部传导轴、下部的连接端上盘；内部传导轴的下部位于黏弹性材料护筒中；内部传导轴上部套有多个柔性储能弹簧，各柔性储能弹簧上端接触连接端下盘的下端面，下端接触黏弹性材料护筒的上端面；黏弹性材料护筒为刚性材料，其内壁附着有振动时与内部传导轴侧面接触的黏弹性材料层；黏弹性材料护筒内在内部传导轴下方，从上至下依次设置有橡胶缓冲垫和刚性限位弹簧，其中，内部传导轴与橡胶缓冲垫之间具有一间距。

本发明公开了一种装配式可多级耗能减振的轻质金属阻尼器，属于土木工程结构耗能减振技术领域。其包括从上至下依次固连的上部的连接端上盘、上部的外部传导轴、上部的连接端中盘、连接端下盘、内部传导轴，以及从上至下依次固连的黏弹性材料护筒、下部的连接端中盘、下部的外部传导轴、下部的连接端上盘；内部传导轴的下部位于黏弹性材料护筒中；内部传导轴上部套有多个位于连接端下盘和黏弹性材料护筒间的柔性储能弹簧；黏弹性材料护筒为刚性材料，内壁附着有振动时与内部传导轴侧面接触的黏弹性材料层；黏弹性材料护筒内在内部传导轴下方设有橡胶缓冲垫和刚性限位弹簧。本发明节省资源与减振成本，可快速化施工、安全维护便捷、使用寿命长。

随着防灾减灾事业的不断发展，耗能减振技术日益得到土木工程结构设计人员及科研工作者的关注。结构传统的设计理念与设计方法完全依靠结构构件自身的强度和塑性变形能力来抵御地震作用、风荷载、冲击荷载等外界作用荷载。但是对于耗能减振结构，通过附加耗能减振装置与原结构组成新的结构体系，附加耗能减振装置能够通过自身的特性大量地消耗外界输入的能量，使得原结构承受的外界荷载作用显著减小，从而减轻原结构的损伤破坏。为此，国内外的土木工程结构设计人员以及科研工作者提出了一系列的耗能减振构件，例如黏滞阻尼器、粘弹性阻尼器、调谐质量阻尼器、调谐液体阻尼器、摩擦阻尼器、金属阻尼器等。在这些耗能减振构件中，金属阻尼器由于制造加工相对简单、成本相对较低、原材料来源广泛、以及耗能减振效果显著等优势，被相关学者以及设计人员所青睐。然而，当金属阻尼器遭受地震作用、风荷载作用之后，往往会发生断裂损伤，这使得金属阻尼器的耗能性能较低，使用寿命缩短，如果替换整个金属阻尼器，往往会造成不必要的资源浪费与成本开支。不仅如此，传统金属阻尼器重量一般很大，给施工安装带来不便，而且传统金属阻尼器只能通过自身的塑性应变来消耗外界能量，对于不同强度的地震作用或者风荷载作用，不能够做到自适应多级耗能减振的效果。

因此，寻找一种装配式的，轻质的，施工操作简单的，可替换耗能部件以及多级耗能减振的新型金属阻尼器已成为土木工程领域亟待解决的关键技术问题。

华中科技大学（Huazhong University of Science and Technology），简称华中大、华科大 ，位于湖北省武汉市，是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流” “985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0，是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地，为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

能够取得下列有益效果：

1、本发明巧妙地将柔性储能弹簧、刚性限位弹簧的弹性阻尼，以及内部传导轴与黏弹性材料层接触产生的剪切阻尼相结合，能够有效地提供一种装配式的、轻质的、施工操作简单的多级耗能减振的新型金属阻尼器，能够节省资源，降低减振结构成本开支。

2、内部传导轴与黏弹性材料层挤压接触形成预压力，能够确保剪切阻尼有效，而内部传导轴侧面设置有流线型凸凹面，可以进一步增大内部传导轴与黏弹性材料层的接触面积，能够进一步提高提高剪切阻尼性能。黏弹性材料层局部覆盖设计以及可替换耗能构件设计能够进一步提升多级耗能性能，且可根据不同场景更换数量及类型，适用面更广。

3、本发明的轻巧设计以及轻质材料的使用，使得该金属阻尼器安装运输更方便、更快捷、更安全，可实现快速化施工。而且，该金属阻尼器两端的连接设计，不仅保证了安装牢固，也保障了工程的快速装配式施工。曲面加劲板的设计则进一步增强连接端上盘的支撑强度及其与外部传导轴的连接强度，工作更加稳定可靠。

4、本发明的耗能构件可替换、可通过高强螺栓快速装配式连接。不仅消能减振效果显著，而且也保障了该金属阻尼器的正常工作。其后期安全维护以及健康监测方便快捷，使用寿命长，可节约消能减振成本。

5、橡胶缓冲垫内部嵌有刚性材料，能够提高橡胶缓冲垫的抗冲击强度，延长使用寿命。

6、本发明在不同强度的地震作用或者风荷载作用下，能够做到自适应多级耗能减振，不仅保障了该金属阻尼器自身的正常使用，也保障了结构在全寿命周期的健康安全。

本专利成果采用技术转让，技术入股，技术合作等成果转化方式，希望进一步实现该专利的有益效果，有兴趣皆可面议。