[發(fā)明專利]一種多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器

有效

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• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102936926A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林友新;李宏男;付興;李鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院;大連理工大學(xué)
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程結(jié)構(gòu)抗震抗風(fēng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器。

背景技術(shù)

近年來，結(jié)構(gòu)振動控制已經(jīng)成為工程抗震抗風(fēng)領(lǐng)域最熱門的減振技術(shù)之一。由于它的實用性和有效性，受到越來越多的關(guān)注。

結(jié)構(gòu)振動控制通常分為主動控制、被動控制和混合控制（即主動與被動控制的組合）。其中，阻尼器（也稱控制裝置）作為控制技術(shù)的核心組成直接影響控制技術(shù)的實施。主動控制是利用外部能源提供控制力來減小結(jié)構(gòu)在環(huán)境荷載作用下的反應(yīng)，雖然其控制效果顯著，但需要輸入外部能量，且對控制器設(shè)置技術(shù)要求較高，費用較大，工程應(yīng)用較為困難。被動控制則不需要外部能源，造價低廉，易于實現(xiàn)與應(yīng)用，且具備較好的減振效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器，該阻尼器能夠減小所在結(jié)構(gòu)的振動反應(yīng)，解決結(jié)構(gòu)抗震抗風(fēng)問題。

本發(fā)明上述目的通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器，其特征在于：該阻尼器由質(zhì)量球、鋼索、金屬圓筒及粘彈材料層組成，所述金屬圓筒為開口豎直向下的倒置筒，所述質(zhì)量球、鋼索、及粘彈材料層均位于所述金屬圓筒內(nèi)，其中，質(zhì)量球和鋼索位于金屬圓筒的中部，鋼索的上端固定連接在金屬圓筒的筒底板，鋼索的下端與質(zhì)量球固定連接，質(zhì)量球在金屬圓筒筒內(nèi)呈懸吊狀，所述粘彈材料層貼附式設(shè)置在金屬圓筒的內(nèi)壁上，粘彈材料層的設(shè)置位置使其能夠當質(zhì)量球在金屬圓筒筒內(nèi)發(fā)生擺動時與質(zhì)量球發(fā)生碰撞，從而起到吸收能量、耗能減振的作用。

本發(fā)明中，所述鋼索位于金屬圓筒的豎向中心軸線上，所述質(zhì)量球的懸吊點也位于金屬圓筒的豎向中心軸線上。

本發(fā)明中，所述粘彈材料層為通過膠黏劑貼附在金屬圓筒內(nèi)壁上的一圈連續(xù)的環(huán)形粘彈材料層。

本發(fā)明中，所述粘彈材料層的材質(zhì)優(yōu)選為橡膠，所述質(zhì)量球和金屬圓筒的材質(zhì)優(yōu)選為鋼材。

本發(fā)明的阻尼器通過質(zhì)量球的擺動和碰撞過程來減小所在結(jié)構(gòu)的振動反應(yīng)，解決結(jié)構(gòu)抗震抗風(fēng)問題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點是：外部環(huán)境荷載較小時，依靠質(zhì)量球擺動實現(xiàn)減振作用；當外部環(huán)境荷載較大時，質(zhì)量球擺動幅度增大，與金屬圓筒內(nèi)壁的粘彈性材料發(fā)生碰撞，粘彈性材料碰撞過程中將吸收部分能量，實現(xiàn)耗能的作用。由于質(zhì)量球可在空間任意方向發(fā)生擺動，且與金屬筒內(nèi)壁粘彈性材料均可發(fā)生碰撞，因此，此種碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器具有多維特性，且設(shè)計制作簡單、造價便宜，它將會廣泛的應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)抗震抗風(fēng)技術(shù)領(lǐng)域。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細說明。

圖1是本發(fā)明多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器的垂直剖面圖；

圖2是圖1的A—A剖面圖；

圖3是本發(fā)明多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器安裝在框架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器安裝在輸電塔上的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記說明

1是阻尼器；2是質(zhì)量球；3是鋼索；4是金屬圓筒；5是粘彈材料層；

6是預(yù)埋鋼板；7是框架結(jié)構(gòu)；8是焊縫；9是輸電塔塔頭結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

如圖1、圖2所示的一種多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器1，該阻尼器1由質(zhì)量球2、鋼索3、金屬圓筒4及粘彈材料層5組成，金屬圓筒4為開口豎直向下的倒置筒，質(zhì)量球2、鋼索3、及粘彈材料層5均位于金屬圓筒4內(nèi)，其中，質(zhì)量球2和鋼索3位于金屬圓筒4的中部，鋼索3的上端固定連接在金屬圓筒4的筒底板，鋼索3的下端與質(zhì)量球2固定連接，質(zhì)量球2在金屬圓筒4筒內(nèi)呈懸吊狀，粘彈材料層5貼附式設(shè)置在金屬圓筒4的內(nèi)壁上，粘彈材料層5為通過膠黏劑貼附在金屬圓筒4內(nèi)壁上的一圈連續(xù)的環(huán)形粘彈材料層5，其材質(zhì)為橡膠，粘彈材料層5的設(shè)置位置使其能夠當質(zhì)量球2在金屬圓筒4筒內(nèi)空間任意方向發(fā)生擺動時與質(zhì)量球2發(fā)生碰撞，從而起到吸收能量、耗能減振的作用。

鋼索3位于金屬圓筒4的豎向中心軸線上，質(zhì)量球2的懸吊點也位于金屬圓筒4的豎向中心軸線上，質(zhì)量球2和金屬圓筒4的材質(zhì)均為鋼材。