一種被動式變阻尼調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高層、超高層及高聳結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)、抗震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于減小高層、超高層及高聳結(jié)構(gòu)在風(fēng)振或地震作用下的響應(yīng)的被動式變阻尼調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高層、超高層、高聳結(jié)構(gòu)等重大工程結(jié)構(gòu)的建設(shè)在我國方興未艾，并將長期在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮重要作用。我國作為一個災(zāi)害多發(fā)國家，高層、超高層建筑的抗震、抗風(fēng)等防災(zāi)減災(zāi)設(shè)計始終是影響建筑安全性能的重要問題。進(jìn)入新世紀(jì)以來，高層、超高層、高聳結(jié)構(gòu)進(jìn)入了快速發(fā)展時期，特別是城市的地標(biāo)性建筑已經(jīng)成為城市經(jīng)濟(jì)實力的象征，如何保證這些高層、超高層、高聳結(jié)構(gòu)的地震作用下的安全性以及強(qiáng)風(fēng)作用下的舒適性和安全性已經(jīng)成為需要迫切解決的關(guān)鍵問題。
[0003]以調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)為代表性的結(jié)構(gòu)被動控制技術(shù)以逐漸應(yīng)用于實際工程，被證明能有效減小高層、超高層、高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)振和地震響應(yīng)。TMD系統(tǒng)一般由質(zhì)量塊、剛度元件和阻尼元件構(gòu)成。TMD系統(tǒng)的質(zhì)量塊的質(zhì)量一般為結(jié)構(gòu)第一模態(tài)質(zhì)量的0.25%?I %，可以采用鋼、鉛、混凝土、建筑結(jié)構(gòu)上的制冷系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作，TMD系統(tǒng)的質(zhì)量塊可以采用多段擺、倒擺、液壓支撐系統(tǒng)、疊層橡膠墊等懸掛或支撐;TMD系統(tǒng)的阻尼元件可以采用油阻尼器、粘彈性阻尼器和粘滯阻尼器。TMD系統(tǒng)最早于1977年在美國244m高的Hancock大廈上得到應(yīng)用，TMD系統(tǒng)安裝在該結(jié)構(gòu)的第58層上，質(zhì)量塊由鉛制作，尺寸為5.2 X 5.2 X lm，質(zhì)量為300t，當(dāng)TMD系統(tǒng)的底板振動達(dá)到3mg時，系統(tǒng)啟動發(fā)揮減振作用，現(xiàn)場測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)的減振效果可以達(dá)到50%。隨后，在1978年美國紐約287m高的Citicorp大廈上也安裝了TMD系統(tǒng)，該TMD系統(tǒng)質(zhì)量塊的尺寸為9.14X9.14 X3.05m，質(zhì)量為410t，是由混凝土制成的，當(dāng)加速度達(dá)到3mg時，該系統(tǒng)啟動發(fā)揮減振作用，現(xiàn)場測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)控制效果達(dá)JlJ 40% ο
[0004]目前，在實際工程中主要采用懸吊式或支撐式TMD。當(dāng)采用懸吊式TMD時，通常懸擺較長，且需要設(shè)置阻尼器，需要較大的空間才能實現(xiàn)，而且需要附件質(zhì)量塊(一般為鉛塊)，而對于高層、超高層和高聳結(jié)構(gòu)為重力敏感結(jié)構(gòu)，附件質(zhì)量塊后會對結(jié)構(gòu)受力不利；當(dāng)采用支撐式TMD時，液壓支撐系統(tǒng)通常造價較高，且液壓支撐系統(tǒng)比較復(fù)雜，在工程中實施比較困難，且由于沒有抗傾覆裝置，存在傾覆的可能；當(dāng)采用疊層橡膠墊作為支撐系統(tǒng)時，由于高層、超高層和高聳結(jié)構(gòu)為彎曲變形結(jié)構(gòu)，彎曲變形引起建筑結(jié)構(gòu)頂部傾斜，而TMD設(shè)置在結(jié)構(gòu)的頂部，TMD質(zhì)量較大，水箱在隔震支座頂部面內(nèi)有重力引起力分量，從而使隔震支座在壓力和剪切變形下發(fā)生隔震支座傾覆，因此，橡膠隔震支座作為TMD的支撐只應(yīng)用于較矮的剪切變形的結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種被動式變阻尼調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實施、穩(wěn)定性好、減震效果好、安全性好等優(yōu)點，同時，結(jié)合高層、超高層及高聳結(jié)構(gòu)自身的消防水箱作為調(diào)諧質(zhì)量，從而不需要附加例如鉛球等作為調(diào)諧質(zhì)量的物體，有利于大大降低調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置的造價。
[0006]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)該目的:
[0007]—種被動式變阻尼調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，包括消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊，所述消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊的底部設(shè)置有四個用于支撐其重量的滑板支座系統(tǒng)、一個雙向滑軌支座系統(tǒng)及兩個機(jī)械式多級變阻尼阻尼器系統(tǒng)，所述滑板支座系統(tǒng)分別設(shè)置于消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊的四個底腳處，所述雙向滑軌支座系統(tǒng)設(shè)置于消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊的底部中心位置，所述兩個機(jī)械式多級變阻尼阻尼器系統(tǒng)圍繞設(shè)置于雙向滑軌支座系統(tǒng)的外側(cè)。
[0008]其中，所述滑板支座系統(tǒng)包括滑板支座，所述滑板支座的上部設(shè)置有用于與消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊連接的上混凝土短柱，所述滑板支座的下部設(shè)置有用于與建筑結(jié)構(gòu)的頂部連接的下混凝土短柱。
[0009]進(jìn)一步的，所述滑板支座與上混凝土短柱之間還設(shè)置有上預(yù)埋鋼板，所述滑板支座與下混凝土短柱之間還設(shè)置有下預(yù)埋鋼板。
[0010]其中，所述雙向滑軌支座系統(tǒng)包括相互連接的雙向滑軌支座和球型絞支座，所述雙向滑軌支座的底部與建筑結(jié)構(gòu)的頂部連接，所述球型絞支座的頂部與消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊的底部連接。
[0011]進(jìn)一步的，所述球型絞支座與消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊之間還設(shè)置有頂部預(yù)埋鋼板。
[0012]其中，所述機(jī)械式多級變阻尼阻尼器系統(tǒng)包括機(jī)械式多級變阻尼阻尼器，所述機(jī)械式多級變阻尼阻尼器的一端通過一上型鋼柱與消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊連接，另一端通過一下型鋼柱與建筑結(jié)構(gòu)的頂部連接。
[0013]其中，所述兩個機(jī)械式多級變阻尼阻尼器分別沿消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊的縱向軸線和橫向軸線方向水平設(shè)置。
[0014]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的被動式變阻尼調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，包括消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊，所述消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊的底部設(shè)置有四個用于支撐其重量的滑板支座系統(tǒng)、一個雙向滑軌支座系統(tǒng)及兩個機(jī)械式多級變阻尼阻尼器系統(tǒng)，所述滑板支座系統(tǒng)分別設(shè)置于消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊的四個底腳處，所述雙向滑軌支座系統(tǒng)設(shè)置于消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊的底部中心位置，所述兩個機(jī)械式多級變阻尼阻尼器系統(tǒng)圍繞設(shè)置于雙向滑軌支座系統(tǒng)的外側(cè)，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實施、穩(wěn)定性好、減震效果好、安全性好等優(yōu)點;結(jié)合高層、超高層及高聳結(jié)構(gòu)自身的消防水箱作為調(diào)諧質(zhì)量，從而不需要附加例如鉛球等作為調(diào)諧質(zhì)量的物體，有利于大大降低調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置的造價。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的被動式變阻尼調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的被動式變阻尼調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置的側(cè)視圖。
[0017]圖中:1-消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊，2_滑板支座系統(tǒng)，3_雙向滑軌支座系統(tǒng)，4_機(jī)械式多級變阻尼阻尼器系統(tǒng)，5-滑板支座，6-上混凝土短柱，7-下混凝土短柱，8-上預(yù)埋鋼板，9-下預(yù)埋鋼板，10-雙向滑軌支座，11-球型絞支座，12-頂部預(yù)埋鋼板，13-機(jī)械式多級變阻尼阻尼器，14-上型鋼柱，15-下型鋼柱，16-建筑結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0019]實施例1。
[0020]如圖1-2所示，本實施例的一種被動式變阻尼調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，包括消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊I，所述消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊I的底部設(shè)置有四個用于支撐其重量的滑板支座5系統(tǒng)2、一個雙向滑軌支座系統(tǒng)3及兩個機(jī)械式多級變阻尼阻尼器系統(tǒng)4，所述滑板支座系統(tǒng)2分別設(shè)置于消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊I的四個底腳處，所述雙向滑軌支座系統(tǒng)3設(shè)置于消防水箱調(diào)諧質(zhì)量塊I的底部中心位置，所述兩個機(jī)械式多級變阻尼