本實用新型涉及結構振動控制技術領域，具體涉及一種用于抑制鋼梁振動與噪聲的約束阻尼層結構。

背景技術：

在動力荷載（風、車輛、行人等）作用下，土木工程結構會產生振動。過大的振動不僅會影響結構的正常使用，甚至還會對周圍的環(huán)境產生噪聲污染。鋼結構在動力作用下產生的振動比混凝土結構更大，且土木工程結構中采用的鋼板厚度多在5～50 mm，而鋼板在這個厚度范圍內輻射噪聲的能力最強。約束阻尼層通過阻尼層的剪切變形耗散振動能量，能在較寬的頻率范圍內有效抑制鋼結構產生的振動與噪聲。

約束阻尼層裝置如圖1所示，在結構層100的表面粘貼一層高阻尼黏彈性材料200，再在黏彈性材料外粘貼一層彈性模量較大的約束層300。當結構發(fā)生彎曲振動時，約束層和阻尼層都會發(fā)生拉壓變形，但約束層的變形小于黏彈性阻尼層的變形，所以約束層會限制阻尼層的變形，使得阻尼層內部還會產生交變的剪切應變，耗散更多的振動能量，達到減振降噪的目的。約束阻尼層對發(fā)生彎曲振動的薄壁結構減振非常有效，對結構較寬頻率范圍內的振動都有很好的減振效果，且不會顯著地改變結構自身的質量和剛度。利用附加約束阻尼層的方法進行減振降噪，可在結構建設過程中進行，也可以在結構建設完成后進行。

約束阻尼層結構由于使用方便、節(jié)省空間、無需改變結構原設計、能在較寬的溫度和頻率范圍內提供高阻尼的優(yōu)點，正越來越廣泛地應用于承受動力荷載薄壁結構的振動與噪聲控制。在實際應用中，約束阻尼層的安裝效果對減振降噪能力的影響很大。對于承受較大荷載的工程結構來說，結構構件本身的長度、寬度和厚度均比較大，因此施加的約束阻尼層的面積和厚度也比較大，那么約束層的局部變形會導致局部貼合失效，從而降低約束阻尼層的減振降噪能力。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種帶肋的約束阻尼層結構，克服現(xiàn)有技術的不足，尤其是提高約束層抵抗變形的能力，同時增大阻尼層的剪切變形，改善約束阻尼層的減振降噪效果。

本實用新型的技術方案為：一種帶肋的約束阻尼層結構，該結構依次疊加結構層、阻尼層、約束層。阻尼層采用高阻尼黏彈性材料，阻尼層與約束層之間的貼合形成帶肋的約束阻尼層裝置，通過阻尼層與結構層之間的粘貼進行安裝。

阻尼層200的阻尼損耗因子在振動與噪聲控制頻率范圍內不低于0.3。

約束層300采用彈性模量為70 GPa的鋁或彈性模量為200～210 GPa的鋼或彈性模量≥210 GPa的碳纖維。

在約束層300上沿長度和寬度方向每隔15～30 cm設置一道加勁肋310。

在結構層100和阻尼層200之間增加一層擴展層110，形成擴展約束阻尼層結構。

加勁肋310設在約束層300內側或外側；加勁肋310設在約束層300內側時為嵌在約束層300內一體成型；加勁肋310設在約束層300外側時可與約束層300一體成型或焊接。

擴展層110采用蜂窩結構。

本實用新型的優(yōu)點在于：提出的帶肋約束阻尼層結構增大了約束層的剛度，減小約束層在運輸安裝過程中的局部變形，在安裝時減少了約束阻尼層與結構層之間的脫空現(xiàn)象，能讓約束阻尼層與結構層有很好的粘貼效果，亦能增大阻尼層的剪切變形，從而提升它的減振降噪效果。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的約束阻尼層示意圖；

圖2是本發(fā)明的帶肋約束阻尼層示意圖；

圖3是本發(fā)明的帶肋約束層示意圖；

圖4是本發(fā)明約束層內側設置加勁肋的示意圖；

圖5是本發(fā)明的帶肋約束層用于擴展約束阻尼層示意圖。

圖中：100-結構層，110-擴展層，200-阻尼層，300-約束層，310-加勁肋。

具體實施方式

一種帶肋的約束阻尼層裝置，主要用于薄壁工程結構的振動與噪聲控制。所述的約束阻尼層由阻尼層200、約束層300和約束層加勁肋310組成，見圖2。其中，阻尼層200采用高阻尼黏彈性材料，其阻尼損耗因子在振動與噪聲控制頻率范圍內應不低于0.3；約束層300采用彈性模量較大的鋁（70 GPa）、鋼（200～210 GPa）或碳纖維（≥210 GPa）。阻尼層200中的黏彈性材料自身具備一定的粘性，可在工廠進行阻尼層200與約束層300之間的貼合，形成帶肋的約束阻尼層裝置，再在現(xiàn)場通過阻尼層200與結構層100之間的粘貼實現(xiàn)帶肋約束阻尼層裝置的安裝，必要時可采用高彈性模量的膠粘劑提高裝置的安裝效果。在約束層300上沿長度和寬度方向每隔15～30 cm設置一道加勁肋310，通過約束層加肋增大約束層的剛度，減小約束阻尼層局部變形，保持其表面平整。當阻尼層較厚時，加勁肋還可以設置在約束層的內側、嵌入到阻尼層中，見圖4。

為了增大阻尼層的變形、提高約束阻尼層的減振降噪效率，在結構層100和阻尼層200之間增加一層擴展層110，形成擴展約束阻尼層結構。帶肋約束層也可用在擴展約束阻尼層中，見圖5。

下面結合附圖對本發(fā)明的帶肋約束阻尼層作進一步的說明。

如圖2所示，該帶肋約束阻尼層構造主要包括：阻尼層200、約束層300和加勁肋310。阻尼層200采用高阻尼黏彈性阻尼材料，并在其中摻入粘結劑，使阻尼層自帶粘性。帶肋約束層可以采用鋼片、鋁型材或者碳纖維板。將制備的阻尼層和加工成型的帶肋約束層在工廠粘結牢固。當用于工程結構振動與噪聲控制時，在結構振動較大的部位粘貼約束阻尼層。約束阻尼層結構的約束層和結構層之間不允許有任何剛性連接。帶肋約束阻尼層與結構層的粘結效果不僅對阻尼處理效果影響很大，而且也關系到阻尼材料的使用壽命。帶肋約束阻尼層與結構層的復合主要有膠粘劑粘結和螺栓連接兩種方式。從振動能量傳遞的角度，膠粘劑應具備高彈性模量，這樣振動能量才能通過高模量的膠粘劑傳遞到黏彈性阻尼層，轉化為熱能耗散掉。如果膠粘劑的彈性模量較低，大部分變形將會以剪切方式發(fā)生在膠粘劑層，而不是阻尼層，膠粘劑的損耗因子較低，耗散的振動能量少，因此會降低帶肋約束阻尼層裝置的減振降噪效果。當帶肋約束阻尼層的厚度較大時，單靠膠粘劑的粘結不足以支持其自身的重量，這就需要輔助螺栓的固定。