[實(shí)用新型]基于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和搖擺墻的自復(fù)位海洋平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420109863.8
• 申請(qǐng)日: 2014-03-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203755279U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛群;張紀(jì)剛;江志偉;蘇銳;王劍閣;溫琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E02B17/00
• 分類號(hào): E02B17/00
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 萬(wàn)桂斌

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種建筑結(jié)構(gòu)體系，尤其涉及一種抗振的海洋平臺(tái)用的建筑結(jié)構(gòu)體系。

背景技術(shù)

搖擺墻體系是一種新型可恢復(fù)抗振結(jié)構(gòu)，即在建筑物一側(cè)設(shè)置一道剛度非常大的墻體，該墻體底部鉸接，用水平剛性鏈桿與建筑物相連，搖擺結(jié)構(gòu)體系不是利用結(jié)構(gòu)本身的變形來(lái)耗散地震能量，而是放松結(jié)構(gòu)體系約束構(gòu)成搖擺構(gòu)件，通過(guò)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的搖擺，使結(jié)構(gòu)變形趨于一致，將變形集中在搖擺界面上，并在這些部位設(shè)置阻尼器來(lái)耗能。研究結(jié)果表明搖擺墻體系可使結(jié)構(gòu)各層層間變形趨于均勻，有效控制結(jié)構(gòu)變形的集中，可防止層屈服機(jī)制的出現(xiàn)，發(fā)揮結(jié)構(gòu)整體抗振及耗能能力。

調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（簡(jiǎn)稱TMD）是結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域中較為成熟的一種被動(dòng)控制裝置,TMD由質(zhì)量塊、彈簧與阻尼器構(gòu)成。由質(zhì)量塊將其振動(dòng)頻率調(diào)整至主結(jié)構(gòu)頻率附近，改變結(jié)構(gòu)共振特性，以達(dá)到減振目的。調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的主要工作原理是結(jié)構(gòu)受到振動(dòng)作用時(shí)，通過(guò)微小的外部能源，調(diào)整半主動(dòng)控制系統(tǒng)的剛度或者阻尼，使結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性改變，以減小結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng)。

目前，搖擺墻體系和TMD已分別應(yīng)用于建筑物結(jié)構(gòu)中，在一定程度上提高了建筑整體的抗振及耗能能力。但目前還沒(méi)有建筑體系結(jié)合搖擺墻體系和TMD的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型充分利用了搖擺墻和TMD的優(yōu)點(diǎn)，使導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)整體受力、保證海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)不會(huì)因局部屈服破壞而導(dǎo)致海洋平臺(tái)倒塌，從而取得更好的減振效果。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種基于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和搖擺墻的自復(fù)位海洋平臺(tái)，其根據(jù)上述兩種體系（搖擺墻體系和調(diào)諧質(zhì)量阻尼器）的減振效果，提供一種基于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和搖擺墻的自復(fù)位海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)，從而取得更好的減振效果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：其包括平臺(tái)、剛性鏈桿、搖擺墻體、海底地基，所述平臺(tái)底端固定設(shè)置在海底地基上，搖擺墻體底端與海底地基鉸接，剛性鏈桿分別與平臺(tái)、搖擺墻體鉸接。

將剛性鏈桿連接到預(yù)先設(shè)置在平臺(tái)、剛性系桿的預(yù)埋件上，通過(guò)鉸接結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)搖擺墻體相對(duì)海洋平臺(tái)在一定范圍內(nèi)擺動(dòng)，取得減振耗能效果。搖擺墻與框架結(jié)構(gòu)相結(jié)合，構(gòu)成搖擺墻組件，該結(jié)構(gòu)與純框架結(jié)構(gòu)相比，可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，防止局部層屈服破壞機(jī)制的發(fā)生，可充分提高結(jié)構(gòu)的抗振耗能能力。

平臺(tái)頂部設(shè)有調(diào)諧質(zhì)量阻尼器。調(diào)諧質(zhì)量阻尼器包括質(zhì)量塊、彈簧、固定件與阻尼器，質(zhì)量塊與固定件之間分別設(shè)有彈簧、阻尼器。調(diào)諧質(zhì)量阻尼器施加在平臺(tái)頂部位置，可以將海洋平臺(tái)上的設(shè)施改造為調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，利用調(diào)諧質(zhì)量阻尼器將振動(dòng)頻率調(diào)整至主結(jié)構(gòu)頻率附近，改變結(jié)構(gòu)共振特性，以達(dá)到減振效果。針對(duì)第一自振頻率進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制，該設(shè)施可以通過(guò)參數(shù)優(yōu)化，通過(guò)改變結(jié)構(gòu)共振特性，而達(dá)到減振效果。

施加搖擺墻和調(diào)諧質(zhì)量阻尼器可使導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)整體抵御外部荷載的能力增加，大大增加抵御冰荷載、浪荷載、風(fēng)荷載以及地震荷載，甚至抵御海嘯的能力也大大增強(qiáng)，不會(huì)因局部桿件的破壞而導(dǎo)致海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的整體破壞。

所述的搖擺墻體中間設(shè)有浮力倉(cāng)，搖擺墻體的底端設(shè)有壓載倉(cāng)，壓載倉(cāng)與地基鉸接。當(dāng)搖擺墻體擺動(dòng)時(shí)，浮力倉(cāng)和壓載倉(cāng)產(chǎn)生自復(fù)位力，在浮力倉(cāng)和壓載倉(cāng)的作用下?lián)u擺墻體能夠盡快復(fù)位。

此結(jié)構(gòu)體系充分結(jié)合了搖擺墻和調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的優(yōu)點(diǎn)，使導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)整體受力、保證海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)不會(huì)因局部屈服破壞而導(dǎo)致海洋平臺(tái)倒塌。例如，以往渤海海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)被海冰推倒，就是因?yàn)閷?dǎo)管架局部被破壞屈服而倒塌，加上搖擺墻結(jié)構(gòu)之后使海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)不會(huì)因冰荷載局部過(guò)大而產(chǎn)生過(guò)大變形，保證海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)變形的一致性和協(xié)調(diào)性，同時(shí)這樣也有利于海洋平臺(tái)內(nèi)部的導(dǎo)油管不致破裂。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-平臺(tái)；2-剛性鏈桿；3-搖擺墻體；4-地基；5-調(diào)諧質(zhì)量阻尼器；6-浮力倉(cāng)；7-壓載倉(cāng)；

51-固定件；52-彈簧；53-阻尼器；54-質(zhì)量塊。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)用新型的基于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和搖擺墻的自復(fù)位海洋平臺(tái)包括平臺(tái)1、剛性鏈桿2、搖擺墻體3、海底地基4，所述平臺(tái)1底端固定設(shè)置在海底地基4上，搖擺墻體3底端與海底地基4鉸接，剛性鏈桿2分別與平臺(tái)1、搖擺墻體3鉸接。

實(shí)施例2