[發明專利]粘滯阻尼器的旋轉式放大出力裝置

有效

• 申請號: 201310454324.8
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103485437A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 李愛群;沈偉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發明涉及一種粘滯阻尼器的阻尼力放大裝置，特別適用于在地震多發區的大型土木工程結構中采用，以有效控制結構的地震響應，減小地震災害，也可以應用于降低結構的風振響應。

背景技術

地震是危及人民生命財產的突發式自然災害，在世界范圍內造成了非常慘重的生命財產損失，而我國是世界上的多地震國家之一。如1976年7月28日的河北唐山大地震，震級7.8級，死亡達24萬余人，強震區內的房屋、工業廠房與設備、城市建設、交通運輸、水電設施等都受到極其嚴重的破壞。2008年5月12日的四川汶川8.0級大地震，更是新中國成立以來破壞性最強、波及范圍最廣的一次地震。這些震害給國家和人民的生命財產造成了巨大損失。在國外，如1994年美國Northridge地震，震級僅6.7級，卻導致經濟損失200億美元；1995年的日本阪神大地震，震級7.2級，死亡5466人，城市經濟總損失達到1000億美元。巨大的生命財產損失使得全世界抗震工作者紛紛研究和思考新的有效抗震措施。實踐證明，為了減輕地震災害，必須大力進行抗震設防工作，而結構減隔震技術是減小工程結構地震災害的有效途徑之一。

工程結構減震的基本原理是利用特制減震構件或裝置，使之在強震時率先進入塑性區，產生大阻尼，大量消耗進入結構體系的能量。為此國內外技術人員已研制并開發了許多類型的減震裝置，粘滯流體阻尼器就是其中最為常見的減震裝置之一。

采用消能減震技術的關鍵是研制出性能良好的消能桿件或消能裝置。粘滯流體阻尼器就是這樣一種減振裝置，它一般由缸體、活塞、阻尼孔、阻尼材料和導桿等部分組成，活塞可在缸筒內作往復運動，活塞上開有適量小孔作為阻尼孔，缸筒內裝滿流體阻尼材料。流體阻尼器對結構進行振動控制的機理是當活塞與缸筒之間發生相對運動時，由于活塞前后的壓力差使流體阻尼材料從阻尼孔中通過，從而產生阻尼力，將結構振動的部分能量通過阻尼器中粘滯流體阻尼材料的粘滯耗能耗散掉，達到減小結構振動（地震或風振）反應的目的。

粘滯流體阻尼器屬于速度相關型阻尼器。根據新修訂的我國《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）規定，這種消能器在水平地震作用下往復循環一周所消耗的能量，可按下式估算：

Wcj=(2π2/T1)C1cos2θjΔuj2]]>

式中，Δu_j是第j個消能器兩端的相對水平位移，也即層間水平位移。因此消能器的消能效果與層間水平位移的平方成正比。

多高層建筑中，任一樓層的樓層剪力等于作用在該樓層以上各層水平力之和。在這些水平力中，由消能器產生的水平阻尼力與水平地震力的方向相反，減小了樓層剪力。因此，把消能器布置在比較高的樓層內，將使受益的樓層數量增多，從而提高結構的整體減震效果。

然而，對于框架結構和框架—剪力墻結構，其頂部和上部樓層的層間位移相對較小，如果在這些樓層布置阻尼器，則耗能效果并不理想。特別是，在有些結構中，其各層間位移均較小，此時粘滯阻尼器的減震效果將十分有限。

本專利針對這些問題，提出了一種新型的粘滯阻尼器的阻尼力放大裝置，該裝置通過力學原理，放大了由樓層相互錯動而帶動的阻尼器的位移，使阻尼器的等效阻尼系數大大提高，使粘滯流體阻尼器即使在層間位移很小的樓層中，也能發揮良好的作用。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種在層間位移很小的樓層中也能使粘滯流體阻尼器發揮較大作用的阻尼力放大裝置，可廣泛應用于需要進行減震設計的各類大型工程結構當中。

技術方案：本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：