新型調(diào)諧顆粒質(zhì)量阻尼器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型調(diào)諧顆粒質(zhì)量阻尼器，屬于結(jié)構(gòu)工程抗震與減震【技術(shù)領(lǐng)域】。它包括阻尼器固定板、質(zhì)塊滑動腔體、質(zhì)塊、連接彈簧、粘滯阻尼器、連接桿、阻尼器腔體、阻尼器隔艙板、多級配阻尼顆粒群。阻尼器固定板上設(shè)四個滑動腔，內(nèi)部設(shè)置四個質(zhì)量塊在內(nèi)部軌道中作低阻尼運動，滑動質(zhì)塊通過粘滯阻尼器與彈簧和阻尼固定板相連，通過連接桿與阻尼器腔體相連。阻尼器腔體內(nèi)設(shè)置分艙板，每個阻尼器隔艙板上均勻單層放置有多級配阻尼器顆粒群。在風(fēng)或/和地震作用下，阻尼器腔體在平面內(nèi)的運動與基本結(jié)構(gòu)的運動相反，產(chǎn)生與結(jié)構(gòu)相反的控制力，內(nèi)部阻尼顆粒激烈碰撞，引起系統(tǒng)機械能的快速耗散，增強系統(tǒng)減振的效果。
【專利說明】新型調(diào)諧顆粒質(zhì)量阻尼器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型調(diào)諧顆粒質(zhì)量阻尼器，結(jié)合了調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和顆粒阻尼器特點，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)振動控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著對結(jié)構(gòu)抗震減災(zāi)的不斷深入研究，人們對結(jié)構(gòu)抗震抗風(fēng)性能要求越來越高。調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)減振控制技術(shù)由于其對原結(jié)構(gòu)改變小，施工簡單，且減震效果顯著，而受到廣泛重視。它對結(jié)構(gòu)進行振動控制的機理是:原結(jié)構(gòu)體系由于加入調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其動力特性發(fā)生變化，原結(jié)構(gòu)承受動力作用而劇烈振動時，由于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器質(zhì)量塊的慣性而向原結(jié)構(gòu)施加反方向作用力，其阻尼也發(fā)揮耗能作用，從而達到使原結(jié)構(gòu)的振動反應(yīng)明顯衰減的目的。目前的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器均為減震，多向減震需要安裝多個調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，加重建筑物的承受負擔(dān)，并且各個方向的頻率不同，減震效果不佳。
[0003]顆粒阻尼技術(shù)作為一種新型的調(diào)諧質(zhì)量、耗能減震控制技術(shù)，具有對原系統(tǒng)改動小、附加質(zhì)量小、減震頻帶寬、多維控制能力好、可運用于惡劣環(huán)境等優(yōu)點逐漸成為工程研究人員的研究熱點。然而顆粒阻尼器中阻尼顆粒起振后發(fā)生的顆粒與顆粒間，顆粒與腔體間的碰撞多為彈性碰撞，碰撞耗散結(jié)構(gòu)能量的能力有限。再次，傳統(tǒng)顆粒阻尼器多采用具有一定堆疊高度的阻尼顆粒群，極大的限制了阻顆粒多方向滾動或滑動、摩擦、碰撞的機率。因此開發(fā)耗能能力好、多維控制效果好、采用混合耗能機制新型調(diào)諧顆粒阻尼器具有重大的工程意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種新型調(diào)諧顆粒質(zhì)量阻尼器。該阻尼系統(tǒng)構(gòu)造簡單，實用性強。在風(fēng)振、地震作用下，系統(tǒng)的受力均勻、穩(wěn)定、節(jié)省材料，又保證耗能體系穩(wěn)固、有效，對建筑結(jié)構(gòu)起到很好的保護作用。
[0005]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):新型調(diào)諧顆粒質(zhì)量阻尼器，包括阻尼器固定板1、質(zhì)塊滑動腔體2、連接桿6、阻尼器腔體7、阻尼器隔艙板8和多級配阻尼顆粒9 ;其中:質(zhì)塊滑動腔體2數(shù)量為四個或四個以上，以正多邊形頂點的形式固定在阻尼器固定板I上；質(zhì)塊滑動腔體2內(nèi)設(shè)有質(zhì)塊3、連接彈簧4和粘滯阻尼器5、質(zhì)塊3位于質(zhì)塊滑動腔體2內(nèi)，可做低阻尼滑動；連接彈簧4、粘滯阻尼器5與質(zhì)塊滑動腔2內(nèi)壁與質(zhì)塊3外側(cè)連接；連接桿6兩端分別與質(zhì)塊3內(nèi)側(cè)與阻尼器腔體7相連；阻尼器腔體7為圓柱體結(jié)構(gòu)，其豎直方向含有兩個以上的阻尼器隔艙板8，每個阻尼器隔艙板8上均勻放置有多級配阻尼器顆粒群9 ;阻尼器腔體7在平面內(nèi)運動與基本結(jié)構(gòu)運動相反，產(chǎn)生與結(jié)構(gòu)相反的控制力，多級配阻尼顆粒群9可在阻尼器隔艙板8上多維振動摩擦碰撞耗能。
[0006]本發(fā)明中，所述連接桿6的兩端在連接處有一定幅度的轉(zhuǎn)動，質(zhì)塊3的滑動通過連接桿6的傳遞從而控制阻尼腔體7在平面內(nèi)的運動。
[0007]本發(fā)明中，所述阻尼器隔艙板8上分別放置有不同種主體顆粒和細顆粒的組合。其中王體顆粒粒徑為10mm，材料為鋼珠，細顆粒粒徑lrnm，材料為招粉。
[0008]本發(fā)明中，所述阻尼器通過阻尼器固定板I與受震結(jié)構(gòu)主體相連，可以選擇倒置固定在結(jié)構(gòu)頂部或正置安裝在樓層面上。
[0009]結(jié)構(gòu)發(fā)生振動時，阻尼器腔體在平面內(nèi)與基本結(jié)構(gòu)發(fā)生相對運動，產(chǎn)生控制力，并通過連接桿與質(zhì)塊傳遞給阻尼器固定板，減弱結(jié)構(gòu)的震動。阻尼器腔體內(nèi)部阻尼顆粒進行摩擦碰撞耗能。彈簧與滑動質(zhì)塊、滑動腔體內(nèi)壁相連，間接控制阻尼器腔體運動，粘滯阻尼器使質(zhì)塊在質(zhì)塊滑動腔內(nèi)做低阻尼運動。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
1.本發(fā)明能夠?qū)λ椒较虻娘L(fēng)振和地震的結(jié)構(gòu)反應(yīng)進行控制，并能根據(jù)不同方向的結(jié)構(gòu)自振周期調(diào)整相應(yīng)的彈簧剛度與粘滯阻尼器，可以自動復(fù)位。
[0011]2.本發(fā)明綜合利用了調(diào)諧質(zhì)量阻尼器與顆粒阻尼器的性能特點，增強耗能減振效果O
[0012]3.本發(fā)明可倒設(shè)在結(jié)構(gòu)頂部或正設(shè)在結(jié)構(gòu)層面間，易于使用。
[0013]4.本發(fā)明采用分層式的阻尼顆粒群布置方式，通過在不同的阻尼器隔艙板上添加阻尼顆粒群，從而控制頻率，多層次多階段地實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的質(zhì)量調(diào)諧和減振控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明新型調(diào)諧顆粒阻尼器的俯視圖；
圖2為本發(fā)明新型調(diào)諧顆粒阻尼器的側(cè)立面示意圖；
圖3為本發(fā)明新型調(diào)諧顆粒阻尼器三維立體圖；
圖4為本發(fā)明質(zhì)塊滑動腔體局部圖；
圖中:1阻尼器固定板，2質(zhì)塊滑動腔體，3質(zhì)塊，4連接彈簧，5粘滯阻尼器，6連接桿，7阻尼器腔體，8阻尼器隔艙板，9多級配阻尼顆粒群。
【具體實施方式】
[0015]下面通過實施例結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明。
[0016]實施例1:如圖1至圖4所示，為本發(fā)明的新型調(diào)諧顆粒阻尼器，包括阻尼器固定板1、質(zhì)塊滑動腔體2、質(zhì)塊3、連接彈簧4、粘滯阻尼器5、連接桿6、阻尼器腔體7、阻尼器隔艙板8和多級配阻尼顆粒9。質(zhì)塊3可在質(zhì)塊滑動腔體2內(nèi)做低阻尼滑動。連接彈簧4、粘滯阻尼器5與質(zhì)塊滑動腔2內(nèi)壁與質(zhì)塊3外側(cè)連接，連接桿6與質(zhì)塊3內(nèi)側(cè)與阻尼器腔體7相連；阻尼器腔體6為圓柱體，豎直方向含有兩個以上的阻尼器隔艙板8，每個阻尼器隔艙板8上均勻放置有多級配阻尼器顆粒群9 ;阻尼器腔體7在平面內(nèi)運動與基本結(jié)構(gòu)運動相反，產(chǎn)生與結(jié)構(gòu)相反的控制力，多級配阻尼顆粒群9可以在阻尼器隔艙板8上多維振動摩擦碰撞耗能。
[0017]阻尼器固定板I為鋼板，通過高強螺栓連接在結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)留的錨板上。質(zhì)塊滑動腔體2通過螺栓連接固定在阻尼器固定板I處，內(nèi)部布置連接彈簧4與阻尼器5，質(zhì)塊3可在內(nèi)部移動。連接桿6兩端通過螺栓連接與質(zhì)塊3與阻尼器腔體7，兩端均可轉(zhuǎn)動。阻尼器腔體7內(nèi)部分多層，分別放置多級配阻尼顆粒群。
【權(quán)利要求】
1.一種利用調(diào)諧質(zhì)量阻尼器與顆粒阻尼器原理的新型調(diào)諧顆粒質(zhì)量阻尼器，包括阻尼器固定板(I)、質(zhì)塊滑動腔體(2)、質(zhì)塊(3)、連接彈簧(4)、粘滯阻尼器(5)、連接桿(6)、阻尼器腔體(7)、阻尼器隔艙板(8)和多級配阻尼顆粒群(9);其特征在于:質(zhì)塊滑動腔體(2)數(shù)量為四個或四個以上，以正多邊形頂點的形式固定在阻尼器固定板(I)上；質(zhì)塊滑動腔體(2)內(nèi)設(shè)有質(zhì)塊(3)、連接彈簧(4)和粘滯阻尼器(5)、質(zhì)塊(3)位于質(zhì)塊滑動腔體(2)內(nèi)，可做低阻尼滑動；連接彈簧(4)、粘滯阻尼器(5)與質(zhì)塊滑動腔(2)內(nèi)壁與質(zhì)塊(3)外側(cè)連接；連接桿(6)兩端分別與質(zhì)塊(3)內(nèi)側(cè)與阻尼器腔體(7)相連；阻尼器腔體(7)為圓柱體結(jié)構(gòu)，其豎直方向含有兩個以上的阻尼器隔艙板(8)，每個阻尼器隔艙板(8)上均勻放置有多級配阻尼器顆粒群(9);阻尼器腔體(7)在平面內(nèi)運動與基本結(jié)構(gòu)運動相反，產(chǎn)生與結(jié)構(gòu)相反的控制力，多級配阻尼顆粒群(9)可在阻尼器隔艙板(8)上多維振動摩擦碰撞耗能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型調(diào)諧顆粒質(zhì)量阻尼器，其特征在于:所述連接桿(6)的兩端在連接處有一定幅度的轉(zhuǎn)動，質(zhì)塊(3)的滑動通過連接桿(6)的傳遞控制阻尼腔體(7)在平面內(nèi)的運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型調(diào)諧顆粒質(zhì)量阻尼器，其特征在于:所述阻尼器隔艙板(8)上分別放置有不同種主體顆粒和細顆粒的組合，其中主體顆粒粒徑為10mm，材料為鋼珠，細顆粒粒徑1mm，材料為鋁粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型調(diào)諧顆粒質(zhì)量阻尼器，其特征在于:所述阻尼器通過阻尼器固定板(I)與受震結(jié)構(gòu)主體相連，選擇倒置固定在結(jié)構(gòu)頂部或正置安裝在樓層面上。
【文檔編號】E01D19/00GK103541460SQ201310549900
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】李培振, 張澤楠, 張叢嘉, 劉燁, 魯正 申請人:同濟大學(xué)