[實用新型]內置顆粒式調諧及摩擦碰撞耗能阻尼器

無效

• 申請號: 200920109409.1
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN201459948U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 何浩祥;閆維明;王維凝;周大興
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本實用新型涉及一種內部安放阻尼顆粒且具有調諧及摩擦碰撞耗能功能的阻尼器，屬于結構工程抗震與減震及抗風技術領域。

背景技術

近年來迅速發展的調諧質量或調諧液體減振控制技術由于其無須對結構采取傳統的加強措施，且減震效果明顯，易于實施，而日益受到廣泛重視，并在國內外工程中得到應用。調諧系統是在結構頂層加上慣性質量或者在附屬結構內部添加流動的液體，并配以彈簧和阻尼器與結構相連，對結構的某些振型加以控制。調諧質量或調諧液體阻尼器的基本原理是利用二次系統吸引主體結構的振動能量而使主體結構振動反應得到降低。

屬于被動控制裝置的調諧質量或調諧液體減振系統目前存在以下不足。首先，一般的調諧系統只針對結構在某一個方向的振動進行獨立的減振設計，多維振動控制尤其是豎向和扭轉振動控制效果不佳。其次，調諧系統的時滯現象比較嚴重，對諸如地震等短時激勵作用的控制效果常常達不到設計預期要求，如果調頻不合理甚至可能帶來負作用。另外，調諧質量或調諧液體一般集中安裝在建筑結構上的某一部位，遠離安裝位置的實際區域的減振效果會明顯降低。再有，調諧系統給原結構的局部構件帶來附加內力，必要時需要調整設計方案或進行加固。此外，調諧系統的造價較昂貴，不利于廣泛應用。因此開發成本低廉、反應靈敏、具有多維調諧減振效果的分布式阻尼器具有重大的工程意義。

實用新型內容

本實用新型提出了一種內部安放阻尼顆粒且具有調諧及摩擦碰撞耗能功能的阻尼器，本阻尼器具有成本低廉、分散靈活、多維減振的特點，在風和地震作用下，阻尼顆粒能夠在結構發生破壞之前充分滑動、振動、摩擦和碰撞，阻尼器整體具有調諧結構頻率并耗散外部動能的功能，從而保證結構安全。

為了實現上述目的，本實用新型采取了如下技術方案。

本實用新型的一種內置顆粒式調諧及摩擦碰撞耗能阻尼器，主要包括：與建筑結構樓板構件或梁柱構件相連接的箱體、安放于箱體內的阻尼顆粒群、箱體內部隔板和連接構件，其特征在于，所述的阻尼顆粒群均勻的堆放在箱體、內部隔板和建筑結構樓板構件所形成的空間內，或堆放在箱體、內部隔板和建筑結構梁柱構件所形成的空間內，在風或/和地震作用下，整個箱體能夠調諧結構自振特性，并且阻尼顆粒群的各阻尼顆粒之間及阻尼顆粒和內部隔板之間能夠充分發生多維振動、摩擦和碰撞。其中，阻尼顆粒群的堆放體積應根據實際情況恰當采用。

所述的內置顆粒式調諧及摩擦碰撞耗能阻尼器，其特征在于：所述的阻尼顆粒群的單體外形為球形或橢球形，平均單體直徑小于等于10mm。所述的阻尼顆粒群的材料為陶粒砂或為鋼珠或為建筑用粗砂。

所述的內置顆粒式調諧及摩擦碰撞耗能阻尼器，其特征在于：與建筑結構樓板構件或梁柱構件相連接的箱體的材料為鋼筋混凝土或為高強混凝土或為建筑用鋼.

所述的內置顆粒式調諧及摩擦碰撞耗能阻尼器，其特征在于：箱體的各方向的尺寸小于等于其上與之連接的建筑結構樓板構件或梁柱構件的具體外露尺寸，即所述的箱體如果與梁柱等構件相連接，其箱體的長度、寬度和高度應與梁柱等構件外露部分的長度、寬度和高度分別相一致，從而避免箱體突出于原結構尺寸，影響使用功能和美觀。所述的箱體如果與樓板相連接，其長度和寬度應與箱體位置所在柱網的長度和寬度分別相一致。

所述的內置顆粒式調諧及摩擦碰撞耗能阻尼器，其特征在于：內部隔板的厚度小于等于10mm，內部隔板的表面光滑平整。內部隔板為混凝土板或鋼板。內部隔板的尺寸應根據實際減震方案要求確定，但不得使其外露于箱體。

所述的內置顆粒式調諧及摩擦碰撞耗能阻尼器，其特征在于：所述的連接構件為高強螺栓連接或為膨脹螺栓連接。連接構件應確保箱體、內部隔板及結構構件之間具有足夠的連接強度，在正常狀態下不發生相對變形。

本實用新型通過在與結構和構件相連接的箱體內安放大量微小的顆粒，使之形成具有一定質量的附屬結構，改善原結構的動力特性，實現在風或/和地震作用下能夠調諧結構自振特性、轉移和耗散結構本應該承受的部分外部動能的功能，此外，各阻尼顆粒之間及阻尼顆粒和隔板之間能夠充分發生摩擦和碰撞，以離散分布的形式進一步耗散能量，從而降低原有建筑結構的破壞程度。

與現有技術相比，本實用新型的優點如下：

1)本實用新型將阻尼顆粒群安放于附屬結構或構件中，既可以增加調諧質量，又可以利用阻尼顆粒群及阻尼顆粒和隔板之間的振動、摩擦和碰撞進行耗能，結合微觀耗能和宏觀耗能的優點，能夠有效提高減振控制效果。