[實用新型]一種摩擦擺支座式顆粒阻尼器

有效

• 申請號: 201320030660.5
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN203129004U
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 魯正
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E01D19/04
• 分類號: E01D19/04;E04B1/36;E04B1/98
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本實用新型屬于土木工程領域，具體為一種摩擦擺支座式顆粒阻尼器，可以應用于土木結構（包括高層建筑、高聳結構和橋梁結構等）振動控制領域。

背景技術

調諧質量阻尼器（TMD）減振控制技術以其對原結構改動小、施工簡單、減振效果顯著等特點而廣受重視，并在國內外土木工程中得到廣泛應用。為了控制結構的水平向振動，通常采用懸吊式的調諧質量阻尼器，通過調整擺長使得單擺頻率與結構頻率調諧，達到振動控制效果。但是很多情況下，由于空間或者技術原因，單擺的應用會受到限制，而且調諧質量阻尼器自身又有減振頻帶窄，附加的阻尼器造價昂貴等缺點。

近來，出現了將調諧質量阻尼器與顆粒阻尼器結合的新型阻尼器，該阻尼器通過顆粒間的碰撞來消耗能量，用顆粒群取代粘滯阻尼器將大幅度降低阻尼器的造價。但顆粒阻尼器也有其自身不足的限制，比如顆粒與腔體的碰撞多為彈性碰撞，碰撞耗能能力有限；傳統的顆粒阻尼器內顆粒堆疊在一起，這樣極大地限制了顆粒的運動能力，減振效果不佳。

本實用新型的一種摩擦擺支座式顆粒阻尼器用摩擦擺支座代替單擺的吊索，可以將阻尼器放置于結構之上，可以有效利用空間，而且將調諧質量阻尼器和顆粒阻尼器結合起來，使其優勢互補，并進行了改進開發，形成一種安裝方便、價格低廉、耗能能力好、耐久性優良的新型阻尼器，具有重大的工程意義。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提出一種摩擦擺支座式顆粒阻尼器，該裝置結合調諧質量阻尼器和顆粒阻尼器的各自優點，并加以改進，即將阻尼器空腔分隔，每個腔體內只容納一層顆粒群，保證最大限度地發揮顆粒群的運動能力，并在空腔內部粘貼緩沖材料，增強碰撞的耗能能力。本實用新型拋棄了單擺調諧質量阻尼器的懸吊形式，改用摩擦擺支座，通過將阻尼器空腔體固定在四個角部的摩擦擺支座上，腔體便可以隨摩擦擺支座蓋板在圓弧滑道上擺動。滑塊與蓋板的特殊關節的設計可以保證阻尼器腔體在運動過程中始終保持水平，并且該阻尼器的運動不受方向的約束，對任意方向的振動均有減振耗能作用。同時，不僅顆粒間、顆粒與阻尼器腔體間的碰撞、摩擦可以耗散能量，摩擦擺支座擺動過程中，滑塊與滑道之間的摩擦也能耗散振動能量。限位裝置的設置可以保證阻尼器在超強風或/和強地震作用下，不至于擺動幅度過大而撞擊結構產生破壞。

為了實現上述目的，本實用新型采取如下技術方案。

本實用新型提出的一種摩擦擺支座式顆粒阻尼器，包括：阻尼器腔體1、顆粒群2、緩沖材料3和摩擦擺支座4，阻尼器腔體1為長方體或圓柱體空腔，阻尼器腔體1是一個或多個，多個阻尼器腔體1水平或豎直方向布置，每個阻尼器腔體1內部平鋪一層顆粒群2，阻尼器腔體1內壁上粘貼有緩沖材料3；其特點在于：阻尼器腔體1底部四周固接于四個摩擦擺支座4上，使阻尼器腔體1隨滑塊沿球面滑動時能保持水平；每個摩擦擺支座4由蓋板5、連接軸6、底座7、滑塊8、滑道9和限位裝置10組成，底座7上方開有下凹球形，所述下凹球形表面為滑道9，滑塊8位于滑道9上方，滑塊8底面涂有復合摩擦材料，當滑塊8在滑道9上滑動時產生摩擦力輔助消耗能量，滑塊8由位于上部的凸起的半球形關節和位于下部的柱形體連接而成一體，滑塊8底面半徑與滑道9半徑相同，滑塊8上部的凸起的半球形關節與連接軸6底部凹槽的部位對接；連接軸6頂部固定于蓋板5下方，蓋板5蓋于底座7上方，蓋板5與底座7之間設置有限位裝置10，以防止其發生過大擺動，蓋板5與底座7之間通過固定栓板11連接。?

本實用新型中，所述顆粒群2由若干個球形顆粒組成，可以為直徑2mm~50mm的鋼球、混凝土球、玻璃球或陶瓷球中的一種或多種。顆粒群2在水平面投影面積為阻尼器腔體1水平面積的40%~80%，顆粒群2的體積應為阻尼器腔體1體積的5%~20%。

本實用新型中，所述緩沖材料3包括橡膠、泡沫塑料或珍珠棉中的一種或多種，以增加碰撞耗能能力。

本實用新型中，采用四個摩擦擺支座4，放置于阻尼器腔體1底部的四個角部。四個摩擦擺支座4型號完全相同，可以對水平任意方向的振動起到減振作用。摩擦擺支座4中的滑塊8與連接軸6之間采用半球形的關節連接，可以保證上部蓋板5以及阻尼器腔體1保持水平。

本實用新型中，在摩擦擺支座4的蓋板5與底座7之間設置限位裝置10。該限位裝置10具有小位移下不工作，大位移下提供拉力防止擺動幅度過大的功能。