專利名稱：加速度相關(guān)型阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程結(jié)構(gòu)減震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種建筑結(jié)構(gòu)工程用耗能構(gòu)件，尤其是一種用于減震耗能的加速度相關(guān)型阻尼器。
背景技術(shù)：
當今建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展越來越趨向于高大化，由鋼構(gòu)件、組合構(gòu)件或鋼筋混凝土構(gòu)件組成的框架結(jié)構(gòu)是建筑物中經(jīng)常被采用的結(jié)構(gòu)形式。為使建筑結(jié)構(gòu)具有較強的抵抗地震等外力破壞的能力，經(jīng)常需要在框架結(jié)構(gòu)中增設減震消能構(gòu)件。常見的減震消能構(gòu)件有粘滯型阻尼器、粘彈性阻尼器、摩擦型阻尼器、磁流變阻尼器、防屈曲支撐等。這些減震消能構(gòu)件均針對動力學方程的剛度項或阻尼項進行改進，努力通過增加結(jié)構(gòu)阻尼使其能快速耗散能量。而目前針對動力學方程質(zhì)量項的控制構(gòu)件并不多見，如果能顯著增加結(jié)構(gòu)的等效質(zhì)量，且不帶來太大的豎向荷載增加，那么這可以大大延長結(jié)構(gòu)周期，減小地震力輸入。常見的質(zhì)量調(diào)諧阻尼器僅針對某一頻率的地震響應，并不是在動力學方程上增加結(jié)構(gòu)的等效質(zhì)量，因此能夠控制結(jié)構(gòu)等效質(zhì)量的構(gòu)件還有待進一步開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可以顯著增加結(jié)構(gòu)的等效質(zhì)量的加速度相關(guān)型阻尼器，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布達到控制結(jié)構(gòu)地震響應，并且不帶來豎向荷載的增加。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一個或多個大質(zhì)量圓盤與齒輪固接在一起作為核心減震元件，大質(zhì)量圓盤的圓心處與齒輪固定；齒輪安裝在軸承上；軸承放置在支撐上，軸承可無摩擦轉(zhuǎn)動；大質(zhì)量圓盤沿半徑輻射方向設置多個螺栓孔，用于在不同位置安裝附加質(zhì)量塊；與結(jié)構(gòu)節(jié)點連接的鋸齒桿放置在齒輪上；當結(jié)構(gòu)發(fā)生層間變形時，鋸齒桿帶動齒輪轉(zhuǎn)動，大質(zhì)量圓盤同時也會轉(zhuǎn)動，并提供質(zhì)量力。在所述軸承上安裝一個C型固定套件，以限制鋸齒桿的豎向位移，避免鋸齒桿與齒輪發(fā)生錯動。所述大質(zhì)量圓盤上的附加質(zhì)量塊以中心對稱的方式安裝，以免圓盤轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生較大偏心力；且附加質(zhì)量塊的位置可調(diào)。所述的大質(zhì)量圓盤安裝在框架結(jié)構(gòu)的隔墻內(nèi)。所述大質(zhì)量圓盤為偶數(shù)個，對稱布置在齒輪的兩側(cè)。所述齒輪具有較大的抗扭剛度，可提供充分的扭矩，使其轉(zhuǎn)化為鋸齒桿的軸向力，鋸齒桿具有一定的長度，避免大震下從齒輪上滑落。所述大質(zhì)量圓盤可配合耗能構(gòu)件(摩擦片，阻尼液等)共同工作，以便耗散能量。本發(fā)明有益效果如下I)可增加結(jié)構(gòu)較大的等效質(zhì)量本發(fā)明中大質(zhì)量圓盤的等效質(zhì)量主要由圓盤的回旋半徑與齒輪半徑之比決定，因此該構(gòu)件可以在較小的重力增量下，增加較大的等效質(zhì)量；由于增加等效質(zhì)量的方法與加速度相關(guān)，故稱之為加速度相關(guān)型阻尼器。2)結(jié)構(gòu)簡單，方便加工本發(fā)明中的大質(zhì)量圓盤留有較多的附加質(zhì)量塊安裝孔，可以方便的控制其等效質(zhì)量。3)由于其不是針對某一頻率的震動控制，所以相對于普通TMD結(jié)構(gòu)能較好的減輕各種動力響應。


圖1為本發(fā)明加速度相關(guān)性阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1正視圖；圖3為大質(zhì)量圓盤正視圖。圖4為齒輪正視。圖5為鋸齒桿示意圖。圖6為C型固定套件示意圖。圖7為本發(fā)明所述阻尼器通過預埋板件支撐固定在結(jié)構(gòu)節(jié)點的示意圖。圖中標號1-大質(zhì)量圓盤；2_齒輪；3_軸承；4_支撐；5_鋸齒桿。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種加速度相關(guān)性阻尼器，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。該阻尼器的結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，包括大質(zhì)量圓盤1、齒輪2、軸承3、支撐4和鋸齒桿5。并排設置的兩個大質(zhì)量圓盤I與齒輪2固接在一起作為核心減震元件，大質(zhì)量圓盤I的圓心處與齒輪2固定；齒輪2安裝在軸承3上；軸承3放置在支撐4上，可自由轉(zhuǎn)動；大質(zhì)量圓盤I沿半徑輻射方向設置多個螺栓孔，用于在不同位置安裝附加質(zhì)量塊，附加質(zhì)量塊以中心對稱的方式安裝，以免圓盤轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生較大偏心力；且附加質(zhì)量塊的位置可調(diào)；與結(jié)構(gòu)節(jié)點連接的鋸齒桿5放置在齒輪3上；當結(jié)構(gòu)發(fā)生層間變形時，鋸齒桿5帶動齒輪2轉(zhuǎn)動，大質(zhì)量圓盤I同時也會轉(zhuǎn)動，并提供質(zhì)量力。在所述軸承上安裝一個C型固定套件，以限制鋸齒桿的豎向位移，避免鋸齒桿與齒輪發(fā)生錯動，大質(zhì)量圓盤、齒輪、鋸齒桿及C型固定套件的結(jié)構(gòu)分別如圖3、圖4、圖5和圖6所
/Jn ο如圖7所示，鋸齒桿5的一端固定在上層樓板梁節(jié)點處，將樓板的相對運動轉(zhuǎn)化為大質(zhì)量圓盤I的轉(zhuǎn)動，最后即可實現(xiàn)增加等效質(zhì)量。為了防止轉(zhuǎn)動時齒輪2的破壞，齒輪2應該具有一定的抗扭能力。
權(quán)利要求
1.加速度相關(guān)型阻尼器，其特征在于，一個或多個大質(zhì)量圓盤(I)與齒輪(2)固接在一起作為核心減震元件，大質(zhì)量圓盤(I)的圓心處與齒輪(2)固定；齒輪(2)安裝在軸承(3) 上；軸承(3)放置在支撐(4)上；大質(zhì)量圓盤(I)沿半徑輻射方向設置多個螺栓孔，用于在不同位置安裝附加質(zhì)量塊；與結(jié)構(gòu)節(jié)點連接的鋸齒桿(5)放置在齒輪(3)上；當結(jié)構(gòu)發(fā)生層間變形時，鋸齒桿(5)帶動齒輪(2)轉(zhuǎn)動，大質(zhì)量圓盤(I)同時也會轉(zhuǎn)動，并提供質(zhì)量力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度相關(guān)型阻尼器，其特征在于，在所述軸承(3)上安裝一個C型固定套件，以限制鋸齒桿(5)的豎向位移，避免鋸齒桿(5)與齒輪(2)發(fā)生錯動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度相關(guān)型阻尼器，其特征在于，所述大質(zhì)量圓盤(I)上的附加質(zhì)量塊以中心對稱的方式安裝，以免圓盤轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生較大偏心力；且附加質(zhì)量塊的位置可調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度相關(guān)型阻尼器，其特征在于，所述的大質(zhì)量圓盤(I)安裝在框架結(jié)構(gòu)的隔墻內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度相關(guān)型阻尼器，其特征在于，所述大質(zhì)量圓盤(I)為偶數(shù)個，對稱布置在齒輪(2)的兩側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明屬于土木工程結(jié)構(gòu)減震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于減震耗能的加速度相關(guān)型阻尼器。一個或多個大質(zhì)量圓盤與齒輪固接在一起作為核心減震元件，大質(zhì)量圓盤的圓心處與齒輪固定；齒輪安裝在軸承上；軸承放置在支撐上，軸承可無摩擦轉(zhuǎn)動；大質(zhì)量圓盤沿半徑輻射方向設置多個螺栓孔，用于在不同位置安裝附加質(zhì)量塊；與結(jié)構(gòu)節(jié)點連接的鋸齒桿放置在齒輪上。當樓層間發(fā)生相對運動時，鋸齒桿帶動大質(zhì)量圓盤轉(zhuǎn)動，利用構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量大幅度提高樓層的等效質(zhì)量，大幅度提升結(jié)構(gòu)周期，降低地震力的輸入。
文檔編號E04B1/98GK103015556SQ20121057430
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者潘鵬, 鄧開來, 陳浩文 申請人:清華大學