復合型耗能減振控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑結構振動控制領域，尤其涉及一種復合型耗能減振控制裝置。
【背景技術】
[0002]近十年來，地震和風雨災害頻發(fā)，已經導致大量建筑結構的倒塌破壞。在地震作用或風雨等動力荷載作用下，結構將產生顯著的動力響應，且由于地震作用或風雨荷載是循環(huán)荷載，結構將產生循環(huán)振動，頻繁振動將縮短結構的疲勞壽命，甚至可能導致疲勞破壞引起的倒塌事故，產生不可估量的損失。如何減小自然災害作用下建筑結構的破壞，已經成為當今研宄的熱點。本專利擬從減小建筑結構的響應和頻繁振動這兩個方面出發(fā)，開發(fā)減小結構在地震作用或風雨荷載作用下振動的裝置。
[0003]在各類的減振裝置中，被動控制技術由于不需要通過外界提供能量，其分析理論和設計方法較為完善，并具有構造簡單、可靠性高、造價低和易于維護等優(yōu)點得到廣泛的運用。滾球阻尼器是一種新型的減振裝置，基于調諧質量阻尼器原理，通過合理設計滾球容器的半徑和滾球的直徑，調節(jié)滾球的滾動頻率與結構的固有頻率相調諧，從而達到減振的目的。其不同于一般的TMD裝置，圓球的恢復力由圓球自重及球殼對圓球反力的合力所提供，阻尼力由滾球與球殼接觸面的彈性摩擦層所提供，故其構造簡單緊湊。
[0004]專利201420316993.9雖然公開了雙向調頻碰撞耗能減振裝置，但該裝置質量球與小車發(fā)生碰撞過程中，粘彈性材料僅布置在質量球與小車側壁發(fā)生碰撞的位置；而且雙向調頻碰撞耗能減振裝置只有外部環(huán)境荷載較大時，質量球才能與金屬內壁的粘彈性材料發(fā)生碰撞耗能。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是為高聳建筑結構提供一種復合型耗能減振控制的裝置，對高聳建筑結構在風雨荷載或地震作用下水平雙向的振動進行控制。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案:
[0007]復合型耗能減振控制裝置，包括一個外箱，所述外箱兩個相對的內側壁之間連接一橫向導軌，所述橫向導軌穿過一開放式內箱，開放式內箱在橫向導軌上自由滑行；所述開放式內箱的后端分別設有彈性裝置和粘滯阻尼器，所述彈性裝置和粘滯阻尼器分別與外箱的一內側壁相連；所述開放式內箱內部連接一圓筒；所述圓筒內部放置一質量球，圓筒的頂面和底面均設有擋板，用于防止小球橫向滾動，保證質量球只做縱向滾動；所述圓筒及內部質量球組成了一個縱向的滾球阻尼器，所述滾球阻尼器的固有頻率與被控結構的縱向方向的主振頻率保持一致；所述開放式內箱、彈性裝置、粘滯阻尼器和開放式內箱內的質量球組成了一個橫向的調諧質量阻尼器，所述調諧質量阻尼器的固有頻率與被控結構的橫向方向的主振頻率保持一致。
[0008]所述外箱與開放式內箱前端相對的內側壁設有粘彈性材料A，防止內箱和外箱的撞擊；所述圓筒內壁設有粘彈性材料B，用于提供阻尼力，起到耗能減振作用。
[0009]所述開放式內箱的后端設置兩個彈性裝置和一個粘滯阻尼器。
[0010]所述粘滯阻尼器位于兩個彈性裝置的中間位置。
[0011]所述橫向導軌涂抹有潤滑油，減少摩擦，用于實現(xiàn)開放式內箱的橫向滑動。
[0012]所述內箱與圓筒三兩側面及底面固定連接在一起，以保證圓筒的穩(wěn)定性。
[0013]所述滾球阻尼器的頻率通過質量球的半徑和圓筒半徑進行調節(jié)。
[0014]所述調諧質量阻尼的頻率通過彈性裝置的剛度來調節(jié)。
[0015]所述彈性裝置為彈簧。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017](I)本發(fā)明的減振控制裝置屬于被動控制，無需外部能量的輸入，更容易實現(xiàn)且安全性較高；采用摩擦耗能，在外部環(huán)境荷載較小時也能通過圓球滾動起到摩擦耗能的作用，達到更好的減振效果；
[0018](2)該減振控制裝置可以減小結構風雨荷載或地震作用下雙向振動響應；
[0019](3)該減振控制裝置可調節(jié)兩個方向的頻率，具有較強的適應性；
[0020](4)該減振控制裝置造價低、構造簡單、加工方便、維護方便、性價比高；
[0021](5)減振控制裝置可適用于大跨、高聳及相關的建筑結構，能夠產生較好的經濟效益和社會效益。
【附圖說明】
[0022]附圖1是復合型耗能減振控制裝置示意圖。
[0023]附圖2是復合型耗能減振控制裝置A-A剖面圖。
[0024]附圖3是復合型耗能減振控制裝置B-B剖面圖。
[0025]圖中:I外箱，2導軌，3粘彈性材料A，4粘彈性材料B，5彈簧，6粘滯阻尼器，7薄壁圓筒，8質量球，9橫向擋板，10開放式內箱。
【具體實施方式】
[0026]以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發(fā)明最佳的實施方式。
[0027]本發(fā)明提出的復合型耗能可調式減振控制裝置如圖1，圖2和圖3所示。減振控制裝置由外箱I，開放式內箱10，橫向兩根彈簧5，一個粘滯阻尼器6，橫向的導軌2，一個薄壁圓筒7和質量球8構成。該裝置可以安裝在建筑結構的頂層。
[0028]具體結構如下:外箱I內的兩個相對的側壁之間設置橫向導軌2，橫向導軌2穿過開放式內箱10，保證開放式內箱10能夠沿其橫向滑動，開放式內箱10的后端通過彈簧5和粘滯阻尼器6與外箱I 一內側壁相連，外箱I與開放式內箱10的前端相對的一內側壁放置有粘彈性材料A3，防止外箱I和開放式內箱10的撞擊。開放式內箱10內放置薄壁圓筒7，通過焊接與內箱三面(兩側面和底面)固結，圓筒7內放置質量球8，所述圓筒7內壁黏貼一層粘彈性材料B4。圓筒7的頂面和底面設有橫向擋板9，防止小球的橫向滾動。
[0029]薄壁圓筒7及內部質量球8組成了一個縱向的滾球阻尼器；開放式內箱10及其內部質量球8、彈簧5和粘滯阻尼器6組成了一個橫向的調諧質量阻尼器。質量球8同時能夠為橫向的調諧質量阻尼器和縱向的滾球阻尼器提供質量。所述滾球阻尼器的頻率通過質量球8的半徑和圓筒7半徑進行調節(jié)。所述調諧質量阻尼的頻率通過彈簧5的剛度來調節(jié)。所述滾球阻尼器的固有頻率與被控結構的縱向方向的主振頻率保持一致；所述調諧質量阻尼器的固有頻率與被控結構的橫向方向的主振頻率保持一致，以達到最優(yōu)的減振效果。
[0030]為了達到最佳的減振效果，本實施方案中需要注意的是:第一、合理地選擇質量球和薄壁圓筒的半徑，使質量球的滾動頻率盡可能接近被控結構的縱向振動頻率；第二、合理選擇彈簧剛度，保證質量球調諧質量阻尼器的頻率接近被控結構的橫向振動頻率；第三、橫向導軌均勻涂抹潤滑油，減少摩擦，保證開放式內箱的橫向滑動；第四、合理選擇筒內壁的粘彈性材料，在保證能提供足夠阻尼力的同時，又能將其與質量球的摩擦減到最小。
[0031]上述雖然結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內。
【主權項】
1.復合型耗能減振控制裝置，其特征在于，包括一個外箱，所述外箱兩個相對的內側壁之間連接一橫向導軌，所述橫向導軌穿過一開放式內箱，開放式內箱在橫向導軌上自由滑行；所述開放式內箱的后端分別設有彈性裝置和粘滯阻尼器，所述彈性裝置和粘滯阻尼器分別與外箱的一內側壁相連；所述開放式內箱內部連接一圓筒；所述圓筒內部放置一質量球，圓筒的頂面和底面均設有擋板；所述圓筒及內部質量球組成了一個縱向的滾球阻尼器，所述滾球阻尼器的固有頻率與被控結構的縱向方向的主振頻率保持一致；所述開放式內箱、彈性裝置、粘滯阻尼器和開放式內箱內的質量球組成了一個橫向的調諧質量阻尼器，所述調諧質量阻尼器的固有頻率與被控結構的橫向方向的主振頻率保持一致。
2.如權利要求1所述的復合型耗能減振控制裝置，其特征在于，所述外箱與開放式內箱前端相對的內側壁設有粘彈性材料A。
3.如權利要求1所述的復合型耗能減振控制裝置，其特征在于，所述圓筒內壁設有粘彈性材料B。
4.如權利要求1所述的復合型耗能減振控制裝置，其特征在于，所述開放式內箱的后端設置兩個彈性裝置和一個粘滯阻尼器；所述粘滯阻尼器位于兩個彈性裝置的中間位置。
5.如權利要求1所述的復合型耗能減振控制裝置，其特征在于，所述橫向導軌涂抹有潤滑油。
6.如權利要求1所述的復合型耗能減振控制裝置，其特征在于，所述內箱與圓筒三兩側面及底面固定連接在一起。
7.如權利要求1所述的復合型耗能減振控制裝置，其特征在于，所述滾球阻尼器的頻率通過質量球的半徑和圓筒半徑進行調節(jié)。
8.如權利要求1所述的復合型耗能減振控制裝置，其特征在于，所述調諧質量阻尼的頻率通過彈性裝置的剛度來調節(jié)。
9.如權利要求1或8所述的復合型耗能減振控制裝置，其特征在于，所述彈性裝置為彈So
【專利摘要】本發(fā)明具體公開了一種復合型耗能減振控制裝置，包括一個外箱，所述外箱兩個相對的內側壁之間連接一橫向導軌，橫向導軌穿過一開放式內箱，開放式內箱在橫向導軌上自由滑行；所述開放式內箱的后端分別設有彈性裝置和粘滯阻尼器，彈性裝置和粘滯阻尼器分別與外箱的一內側壁相連；開放式內箱內部連接一圓筒；圓筒內部放置一質量球，圓筒的頂面和底面均設有擋板；圓筒及內部質量球組成了一個縱向的滾球阻尼器，滾球阻尼器的固有頻率與被控結構的縱向方向的主振頻率保持一致；開放式內箱、彈性裝置、粘滯阻尼器和開放式內箱內的質量球組成了一個橫向的調諧質量阻尼器，所述調諧質量阻尼器的固有頻率與被控結構的橫向方向的主振頻率保持一致。
【IPC分類】E04B1-98
【公開號】CN104612280
【申請?zhí)枴緾N201510065012
【發(fā)明人】田利, 俞琪琦, 馬瑞升, 蓋霞, 朱峰
【申請人】山東大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月6日