內(nèi)置葉輪型調(diào)諧液體阻尼器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)置葉輪型調(diào)諧液體阻尼器，包括阻尼器腔體，水，內(nèi)置擋板，水平支撐，豎向支撐，固定裝置以及安裝在水平支撐和豎向支撐上的水輪葉片。阻尼器腔體為長(zhǎng)方體，內(nèi)部設(shè)置水平支撐和豎向支撐，其上安裝可以旋轉(zhuǎn)的水輪葉片，葉片和固定裝置間的阻尼可以調(diào)節(jié)，使葉片在腔體內(nèi)的水運(yùn)動(dòng)時(shí)可以發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型主要基于深水箱調(diào)諧液體阻尼器模型，并綜合淺水箱型調(diào)諧液體阻尼器的優(yōu)點(diǎn)，既保證了制作簡(jiǎn)單，計(jì)算方便，用途廣泛，又保證了良好的抗震抗風(fēng)效果。在地震荷載和風(fēng)荷載的作用下，置于建筑物頂部的阻尼器腔體內(nèi)的水發(fā)生晃動(dòng)，并在水輪葉片的帶動(dòng)下，深層腔體內(nèi)的水產(chǎn)生擾動(dòng)，充分地晃動(dòng)起來(lái)，并產(chǎn)生局部渦流，增大耗能，從而增強(qiáng)抗風(fēng)抗震的效果。此裝置由于使用深水箱，阻尼器腔體容積較大，放在建筑頂部還可以作為生活消防用水。
【專利說(shuō)明】?jī)?nèi)置葉輪型調(diào)諧液體阻尼器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)置葉輪型調(diào)諧液體阻尼器，該阻尼器結(jié)合深水箱和淺水箱型的調(diào)諧液體阻尼器，并加裝支撐和水輪葉片，屬于土木結(jié)構(gòu)(包括高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)等)振動(dòng)控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)隨著對(duì)結(jié)構(gòu)抗震減災(zāi)的不斷深入研究，新型的阻尼器逐漸吸引了人們的關(guān)注。其中，調(diào)諧液體阻尼器(TLD)以其經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便，用途廣，對(duì)原結(jié)構(gòu)改動(dòng)小、施工簡(jiǎn)單、減振效果顯著等特點(diǎn)而廣受重視，并在國(guó)內(nèi)外土木工程中得到應(yīng)用。
[0003]總體說(shuō)來(lái)，TLD減振控制理論依據(jù)水箱中水的深度和水箱振動(dòng)方向的長(zhǎng)度的比值可分為淺水理論和深水理論，即水箱中水的深度和水箱振動(dòng)方向的長(zhǎng)度的比值小于I/8為淺水水箱，反之則為深水水箱。按此理論設(shè)計(jì)建造的調(diào)諧液體阻尼器腔體便依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)分為淺水箱和深水箱。深水理論主要假設(shè)是液面運(yùn)動(dòng)是微幅的，用線性理論來(lái)刻畫液體的運(yùn)動(dòng)，與之對(duì)應(yīng)的深水水箱則可以方便的用生活水箱改裝，既不用制作專門的水箱，也不需要額外的盛放空間，造價(jià)低，適合生活及辦公用的高層建筑。但深水水箱一般晃蕩較小，產(chǎn)生較小的動(dòng)水壓力，這樣減振效果往往欠佳；而淺水理論由于水深較淺考慮液體運(yùn)動(dòng)的非線性，液面晃蕩大從而加大了結(jié)構(gòu)的阻尼，產(chǎn)生較大的動(dòng)水壓力，較相同質(zhì)量的深水水箱減振效果更加理想，世界上應(yīng)用TLD的實(shí)際工程大都采用淺水水箱來(lái)減少結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)。
[0004]采用深水箱做腔體的調(diào)諧液體阻尼器的優(yōu)點(diǎn):可用線性理論計(jì)算，簡(jiǎn)單方便準(zhǔn)確，可以由生活或消防水箱改裝，不用制作專門的水箱，也不需要額外的盛放空間，造價(jià)低，適合生活及辦公用的高層建筑。采用深水箱做腔體的調(diào)諧液體阻尼器的缺點(diǎn):深水水箱內(nèi)的液體一般晃蕩較小，產(chǎn)生較小的動(dòng)水壓力，減振效果往往欠佳。
[0005]因此，將深水箱改建，設(shè)置內(nèi)部支撐和擋板，安裝水輪葉片，克服深水箱調(diào)諧液體阻尼器的缺點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，對(duì)于實(shí)際工程的應(yīng)用，具有十分重要的工程意義。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種內(nèi)置葉輪型調(diào)諧液體阻尼器，該裝置采用深水箱作為腔體，安裝于高層建筑頂部，使深水箱腔體內(nèi)的水充分晃動(dòng)，產(chǎn)生較大的動(dòng)水壓力和渦流，加速能量耗散，增強(qiáng)減震效果，不僅可以用于高層建筑的消防生活用水，也可用于高層建筑的風(fēng)振和地震反應(yīng)控制，提高建筑的舒適度和安全度。為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。
[0007]本實(shí)用新型提出的一種內(nèi)置葉輪型調(diào)諧液體阻尼器，包括阻尼器腔體1、支撐2和水輪葉片3，所述阻尼器腔體I為長(zhǎng)方體，內(nèi)部設(shè)置橫向和豎向布置的支撐2，將阻尼器腔體I分隔成若干個(gè)空間，所述支撐2上安裝能繞支撐2中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的水輪葉片3，阻尼器腔體I內(nèi)充滿水。[0008]本實(shí)用新型中，所述支撐2沿阻尼器腔體I的橫向和豎向通長(zhǎng)布置，與阻尼器腔體I的體壁剛接，截面為圓形或正方形。
[0009]本實(shí)用新型中，所述水輪葉片3的旋轉(zhuǎn)軸與支撐2中心軸重合，可繞支撐中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，且與支撐間的阻尼可調(diào)。
[0010]本實(shí)用新型中，阻尼器腔體I的高長(zhǎng)比大于0.125，放置在建筑物頂部，作為消防和生產(chǎn)用水。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012](I)水輪葉片帶動(dòng)水箱內(nèi)水體，使之充分晃動(dòng)，增大能量耗散，增強(qiáng)對(duì)振動(dòng)的控制效果。克服一般深水箱內(nèi)水體晃動(dòng)較小，抗震效果不明顯的缺點(diǎn)。
[0013](2)水輪葉片不同于一般擱置擋板，其在動(dòng)水壓力下可以旋轉(zhuǎn)，且與固定裝置間的阻尼可調(diào)，能產(chǎn)生局部渦流，進(jìn)一步加大能量耗散。
[0014](3)基于深水箱模型的設(shè)計(jì)使阻尼器腔體可以作為生活、消防用水的容器，無(wú)需另行建造，一舉兩得，節(jié)省材料，降低造價(jià)，從而實(shí)用性，經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是設(shè)計(jì)阻尼器的正立面圖，
[0016]圖2是設(shè)計(jì)阻尼器的平面圖。
[0017]圖中標(biāo)號(hào):1為阻尼器腔體，2為支撐，3為水輪葉片。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0019]實(shí)施例1:一種內(nèi)置葉輪型調(diào)諧液體阻尼器，如圖1所示，包括結(jié)構(gòu)阻尼器腔體1，內(nèi)置水平支撐和豎向支撐2，水輪葉片3，及連接裝置(圖中未畫出)。阻尼器腔體I為長(zhǎng)方體，內(nèi)部水深和沿震動(dòng)方向長(zhǎng)度之比大于八分之一，類似于生活水箱。腔體為一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)阻尼器腔體為多個(gè)時(shí)，將腔體并列設(shè)置，中間擋板處開有孔洞供液體交換流通。阻尼器腔體內(nèi)充滿水。在阻尼器腔體內(nèi)部沿振動(dòng)長(zhǎng)度方向布置如圖1中2所示的水平支撐，根據(jù)建筑物和阻尼器腔體的大小決定水平支撐的層數(shù)。并在阻尼器腔體內(nèi)部設(shè)置豎向支撐，連接腔體底面和頂部。在圖1中3所示的位置安裝水輪葉片(如3細(xì)部圖所示)，在豎向支撐上也安裝水輪葉片。水輪葉片和固定裝置之間的阻尼力大小可以調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的建筑物。當(dāng)建筑物在風(fēng)荷載和地震荷載的作用下發(fā)生晃動(dòng)，安置在建筑物頂部的阻尼器腔體內(nèi)部的水便發(fā)生晃動(dòng)，通過(guò)水的晃動(dòng)來(lái)耗散振動(dòng)能量，減弱遲滯建筑物的晃動(dòng)。設(shè)置在水箱內(nèi)的支撐，柱，及安裝在支撐上的水輪葉片，能夠帶動(dòng)腔體內(nèi)的水充分晃動(dòng)起來(lái)，并在水輪轉(zhuǎn)動(dòng)的帶動(dòng)下產(chǎn)生局部渦流。阻尼器腔體I是由50mnr200mm厚的鋼筋混凝土澆筑而成的長(zhǎng)方體空箱，箱體密封，通過(guò)管道和閥門與外界相通。如果箱體沿垂直振動(dòng)方向?qū)挾冗^(guò)大，則設(shè)置隔艙，將箱體隔為較窄的密封艙，內(nèi)部充滿水，在箱體內(nèi)部設(shè)置圓柱形的水平支撐和豎向支撐。支撐與水箱壁剛性連接，如圖1所示。在支撐上安裝水輪葉片。葉片中心固定裝置套在支撐上，可做以支撐中心線為軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)置葉輪型調(diào)諧液體阻尼器，包括阻尼器腔體(I)、支撐(2)和水輪葉片(3)，其特征在于所述阻尼器腔體(I)為長(zhǎng)方體，內(nèi)部設(shè)置橫向和豎向布置的支撐(2)，將阻尼器腔體(I)分隔成若干個(gè)空間，所述支撐(2)上安裝能繞支撐(2)中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的水輪葉片(3)，阻尼器腔體⑴內(nèi)充滿水；所述支撐⑵沿阻尼器腔體⑴的橫向和豎向通長(zhǎng)布置，與阻尼器腔體(I)的體壁剛接，截面為圓形或正方形；所述水輪葉片(3)的旋轉(zhuǎn)軸與支撐(2)中心軸重合，可繞支撐中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，且與支撐間的阻尼可調(diào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置葉輪型調(diào)諧液體阻尼器，其特征在于:阻尼器腔體(I)的高長(zhǎng)比大于0.125，放置在建筑物頂部。
【文檔編號(hào)】E04B1/98GK203603292SQ201320654522
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】魯正, 花嘉嘉, 李一鳴, 周冠華 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)