本實(shí)用新型涉及一種新型的耗能減振裝置,屬于土木工程(包括高層建筑、地下建筑和橋梁結(jié)構(gòu)等)的振動控制領(lǐng)域。
背景技術(shù):
近年來,隨著高層建筑的迅速發(fā)展,其地震振動、風(fēng)致振動問題得到了廣泛的關(guān)注與研究,基礎(chǔ)隔震、調(diào)諧減振控制等被動控制技術(shù)由于其概念簡單、機(jī)理明確、造價較低、減振效果顯著而在土木工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。目前,傳統(tǒng)的質(zhì)量調(diào)諧阻尼器應(yīng)用較廣泛,但是也存在一些不足,一是減振頻帶窄,只在共振區(qū)附近減振效果顯著;二是控制振型單一,多振型情況下減振效果有限;三是在惡劣環(huán)境下不夠持久耐用,因此并不能很好地滿足實(shí)際工程的需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有的問題,本實(shí)用新型提供一種混合耗能減振阻尼器,引入傳統(tǒng)的調(diào)諧液體阻尼器與目前主要應(yīng)用于航空航天、機(jī)械領(lǐng)域的顆粒阻尼器,實(shí)現(xiàn)三者的有機(jī)結(jié)合,達(dá)到有效降低成本、拓寬減振頻帶、擴(kuò)大應(yīng)用環(huán)境范圍的效果。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
本實(shí)用新型提出的一種非線性混合耗能減振阻尼器,包括:阻尼器腔體、水3、粘性液體4、第一彈簧5、空腔長方體6、顆粒群7和第二彈簧8,阻尼器腔體劃分為上下兩個區(qū)域,分別為阻尼器腔體上部單元1和阻尼器腔體下部單元2,阻尼器腔體上部單元1內(nèi)填充水,阻尼器腔體下部單元2自上而下等分為兩個部分,兩個部分內(nèi)均設(shè)置有空腔長方體6,所述空腔長方體6內(nèi)設(shè)置有顆粒群7,空腔長方體6的兩端通過第一彈簧5與阻尼器腔體下部單元2的內(nèi)壁相連,阻尼器腔體下部單元2的每一部分中均填充有粘性液體4,在起振階段,該阻尼器主要利用阻尼器腔體上部單元1的水與阻尼器腔體下部單元2的粘性液體晃動時產(chǎn)生的動側(cè)壓力提供減振力;在其他情況下,利用阻尼器腔體上部單元1的水、阻尼器腔體下部單元2的粘性液體的動側(cè)壓力與阻尼器腔體下部單元2的顆粒與顆粒之間、顆粒與空腔長方體之間的摩擦力,粘性液體與阻尼器腔體、粘性液體與空腔長方體之間的粘滯力,以及彈簧的彈性恢復(fù)力來實(shí)現(xiàn)耗能減振。
本實(shí)用新型中,阻尼器腔體采用鋼質(zhì)材料,阻尼器腔體上部單元1和阻尼器腔體下部單元2的體積比為1:1。
本實(shí)用新型中,阻尼器腔體上部單元1內(nèi)填充的水,填充比例根據(jù)深水理論設(shè)計。
本實(shí)用新型中,顆粒群7占空腔長方體6體積為40%,顆粒群中采用的顆粒直徑為2mm、5mm和8mm,2mm、5mm和8mm直徑的顆粒的質(zhì)量比為5:3:2,顆粒采用混凝土球。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下:
1)阻尼器構(gòu)造簡單,可以在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)附件如水箱的基礎(chǔ)上加以改造制成,同時所需材料廉價易得,制造成本較低,大大降低了成本。
2) 綜合多種阻尼器的性能特征,實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢互補(bǔ),達(dá)到了拓寬減振頻帶、反應(yīng)較為靈敏,同時持久耐用、適用于惡劣環(huán)境的目的。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的正立面圖。
圖2是本實(shí)用新型的側(cè)立面圖。
圖3是本實(shí)用新型的俯視圖。
圖中標(biāo)號:1.阻尼器腔體上部單元,2.阻尼器腔體下部單元,3.水,4.粘性液體,5.第一彈簧,6.空腔長方體,7.顆粒群,8.第二彈簧,9.建筑固定結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式:
如圖所示,為本實(shí)用新型的一種混合耗能減振阻尼器實(shí)施例,其主要包括阻尼器腔體上部單元1、阻尼器腔體下部單元2、上部水3、下部粘性液體4、連接空腔長方體與阻尼器內(nèi)壁的第一彈簧5、空腔長方體6、顆粒群7以及連接阻尼器與建筑固定結(jié)構(gòu)的第二彈簧8。
阻尼器為水平放置,阻尼器腔體形狀為長方體,采用鋼板焊接而成。阻尼器腔體上部通過懸吊式與主體結(jié)構(gòu)相連,側(cè)面通過第二彈簧8與建筑固定結(jié)構(gòu)9相連。在阻尼器腔體中,劃分體積比為1:1的上下兩個區(qū)域。即為阻尼器腔體上部單元1和阻尼器腔體下部單元2,阻尼器腔體上部單元1中填充液體的水3;阻尼器腔體下部單元2上下等分為兩個部分,在每一部分中填充粘性液體4,空腔長方體6兩端通過第一彈簧5與阻尼器腔體下部單元2內(nèi)壁相連。在空腔長方體6中填充占其體積為40%,顆粒直徑為2mm、5mm與8mm,各直徑顆粒質(zhì)量比為5:3:2的顆粒小球組成的顆粒群,顆粒為混凝土球。