[發明專利]基于非線性能量阱的三維復合摩擦擺隔震器

無效

• 申請號: 201310169183.5
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN103306316A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 楊海旭;王海飆;趙強
• 申請（專利權）人: 東北林業大學;王海飆
• 主分類號: E02D31/08
• 分類號: E02D31/08;E04B1/98
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種基于非線性能量阱的三維復合摩擦擺隔震器，屬隔震減震控制領域。

背景技術：

從已經取得的地震記錄可以看出，由于地震發生機制、距離遠近和場地土層性質的不同，每一地震記錄都有其特定的優勢頻率，即在某些頻率上具有豐富的能量。普通非隔震多層建筑物的剛度大、周期短，其基本周期正好在地震輸入能量最大的頻段上，因此相應的加速度反應比地面運動大得多。如果使結構運動的頻率錯過這些含能量豐富的優勢頻率，就可以減少結構的地震響應。

發明內容：

本發明的目的是提供一種基于非線性能量阱的三維復合摩擦擺隔震器。

隔震技術就是一種有效降低地震響應的一種手段，通過設置在上部結構與下部支撐結構時間之間的隔震消能裝置，減少地震能量向上部結構的輸入，從而減少上部結構的振動?；趥鹘y摩擦擺的工作機理，雖然可以明顯減少主體結構水平地震反應輸入但同時放大了隔震層的位移和上部結構層間位移，也不能達到衰減結構豎向地震作用，而且只針對一定頻率的地震激勵才有效，容易與近斷層長周期脈沖型地震波產生共振，這些都成為了制約摩擦擺隔震技術向深度實用化發展的重大瓶頸，而其它的隔震技術在面對這些挑戰時也往往顯得力不從心。現提出一種基于非線性能量阱的三維復合摩擦擺隔震器，將近年來國際振動控制學界前沿熱點之一的非線性能量阱突破性地應用于摩擦擺隔震裝置的改進，利用其自身具有的高效吸振率、吸振頻帶寬且能實現靶能量轉移等等新穎特性，可以使摩擦擺隔震器實現良好的變形衰減地震能量的功能，又充分保持傳統隔震支座特征，能有效的解決隔震層位移過大及豎向基礎隔震問題。碟形彈簧豎向減震裝置由碟形彈簧和粘彈性阻尼器并聯組成。能有效的解決豎向大承載力和豎向阻尼的難題。該裝置不僅具有適宜的耗能減震能力，而且性能穩定，結構緊湊，加工制作容易。除了可以用于工程結構的基礎隔震外，還可以用于機械設備的隔振。因此，具有廣闊的應用前景。在充分研究了基于非線性能量阱的三維復合摩擦擺隔震裝置特點的基礎上，設計并制造了減震裝置模型，對該模型的耗能減震效果進行了靜載與動載試驗研究和理論分析，研究了等效阻尼比、摩擦系數、恢復力模型、剛度、振動頻率等參數。研究結果表明：該三維復合摩擦擺隔震裝置具有良好的變形衰減地震能量的能力及適宜的剛度和阻尼性能，隔震層中的豎向地震豎向剛度、豎向承載力和有效足夠的有效位移都能滿足在大震、設計地震及作用下的變形要求。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種基于非線性能量阱的三維復合摩擦擺隔震器，其組成包括：固定在下承臺梁上的下承臺板內球面底座，所述的下承臺板內球面底座上置金屬圓筒形滑動套筒，，內置對合組合式碟形彈簧，所述的對合組合式碟形彈簧上置聚四氟乙烯滑動關節，所述的凸面聚四氟乙烯滑動關節通過聚四氟乙烯涂層與上承臺板以球面相接觸，所述的上承板與上承臺梁相連，所述的金屬圓筒形滑動套筒與非線性能量阱通過剛度彈簧相連，所述的非線性能量阱通過滾軸與下承板接觸。

更進一步的，所述的上承板下部為光滑球面，所述的凸面聚四氟乙烯滑動關節的凸面直徑與上承板光滑球面一致，但凸形球面弦長要小于上承板的弦長；所述的下承臺板內球面為光滑球面，所述的金屬圓筒形滑動套筒下表面凸面直徑與上承板光滑球面一致，但凸形球面弦長要小于上承板的弦長。

基于非線性能量阱的三維復合摩擦擺隔震器屬隔震減震控制領域。

基于非線性能量阱的三維復合摩擦擺隔震器，其組成包括：1、下承臺板；2、對合組合式碟形彈簧；3、非線性能量阱；4、剛度彈簧；5、凸面聚四氟乙烯滑動關節；6、金屬圓筒形滑動套筒；7、上承臺板；8、聚四氟乙烯涂層；9、上預埋鋼筋；10、上承臺梁；11、下承臺梁；12、下預埋鋼筋；13、滾軸。

裝置本體由非線性能量阱、剛度彈簧、金屬圓筒形滑動套筒、對合組合式碟形彈簧、聚四氟乙烯滑動關節組成。所述的非線性能量阱與金屬圓筒形滑動套筒以剛度彈簧連接；所述的對合組合式碟形彈簧置于金屬圓筒形滑動套筒內部，所述的聚四氟乙烯滑動關節也置于金屬圓筒形滑動套筒內，連接對合組合式碟形彈簧與上承壓板，與上承壓板以球面接觸；所述的裝置本體金屬圓筒形滑動套筒底面為凸形球面，與下承壓板以球面接觸。

這個技術方案有以下有益效果：