[實(shí)用新型]速度位移雙鎖外置調(diào)節(jié)式粘滯阻尼器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420766114.2
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN204282570U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 禹見達(dá);唐伊人;劉力;禹蒲陽
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;F16F9/10
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 宋向紅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于結(jié)構(gòu)或橋梁的抗震減振技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種速度位移雙鎖外置調(diào)節(jié)式粘滯阻尼器。

背景技術(shù)

高層建筑和大跨橋梁等大型結(jié)構(gòu)在地震或風(fēng)的作用下會發(fā)生大幅振動，結(jié)構(gòu)的大幅振動將導(dǎo)致其部分構(gòu)件的破壞或整體坍塌。為了減少地震或風(fēng)對結(jié)構(gòu)的影響，油阻尼器被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行耗能減振。油阻尼器的結(jié)構(gòu)一般采用剪切閥式，如圖1所示，圖1中，34是缸體，35是活塞，36是活塞桿，37是節(jié)流孔，38是粘性流體。

阻尼器減振的效果處決于其耗能能力W，在結(jié)構(gòu)的一個(gè)振動周期T內(nèi)：

W＝2Fx???(1)

其中F為平均阻尼力，x為結(jié)構(gòu)振動一個(gè)周期內(nèi)阻尼器活塞桿的行程。阻尼器活塞桿的一個(gè)行程內(nèi)，阻尼力F的大小隨活塞運(yùn)動速度變化關(guān)系可近似表示為：

F＝cv^α???(2)

其中c為阻尼器粘性系數(shù)，與活塞上節(jié)流孔的大小及活塞截面積之比有關(guān)；v為活塞桿與阻尼器缸體運(yùn)動的相對速度，一般情況下，0<α≤1，是粘滯阻尼器的一個(gè)重要性能指標(biāo)，α越小，阻尼力越便于控制。

對于結(jié)構(gòu)或橋梁在地震、風(fēng)作用下的抗震或減振，目前主要采用粘滯阻尼器與其它隔震(隔振)措施共同完成。例如在橋梁主梁與橋墩間安裝粘滯阻尼?器，可有效抑制橋梁在強(qiáng)風(fēng)作用下的振動，同時(shí)可以抑制一般地震對橋梁的破壞。但在超強(qiáng)臺風(fēng)或強(qiáng)地震作用下，阻尼器的耗能不足可能導(dǎo)致主梁振動位移過大而與橋墩發(fā)生碰撞或滑落，導(dǎo)致橋梁的嚴(yán)重破壞或損毀。高層建筑一般采用隔振支座和粘滯阻尼器結(jié)合進(jìn)行地震的減隔震和強(qiáng)風(fēng)作用下的減振，在超強(qiáng)臺風(fēng)或強(qiáng)地震作用下，結(jié)構(gòu)柱可能發(fā)生過大的錯(cuò)動而導(dǎo)致整座大樓的坍塌。采用圖1所示阻尼器，當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生過大的振動(震動)時(shí)，活塞與活塞缸體間將發(fā)生剛性碰撞，從而導(dǎo)致阻尼器破壞，最終可能導(dǎo)致橋梁或房屋結(jié)構(gòu)破壞。現(xiàn)有的粘滯阻尼器，大多因沒有設(shè)置限速限位裝置，阻尼器可能發(fā)生剛性碰撞，從而導(dǎo)致阻尼器的損壞。

粘性阻尼器是現(xiàn)有拉索減振或其它結(jié)構(gòu)減振最常使用的阻尼器。對于斜拉橋拉索在風(fēng)作用下的振動控制，目前主要采用油阻尼器或磁流變阻尼器減振。當(dāng)阻尼力F太小，阻尼器耗能小，減振效果差；當(dāng)阻尼力F太大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部變形x會很小，阻尼器的耗能同樣小，對結(jié)構(gòu)的減振效果同樣差。因此，只有合適的阻尼力才能對結(jié)構(gòu)有好的減振效果。但實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中，即使是同一座橋的斜拉索，由于拉索長度、索力、截面尺寸等的不同，其最佳減振效果的阻尼力都不同。因此，對于不同跨度、不同結(jié)構(gòu)形式的橋梁，以及不同的建筑結(jié)構(gòu)，其所需的阻尼力大小不同。但目前實(shí)際工程所應(yīng)用的阻尼器，需要對阻尼器進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和加工才能調(diào)整阻尼力的大小。現(xiàn)有的粘滯阻尼器，產(chǎn)品一旦制作完成，其阻尼力曲線就固定不變，不能根據(jù)結(jié)構(gòu)減振的需要比較便利地調(diào)節(jié)阻尼力的大小，導(dǎo)致其在拉索減振或其它結(jié)構(gòu)的減振中達(dá)不到好的效果。

針對油阻尼器的這一缺點(diǎn)，磁流變阻尼器的阻尼力可通過外加磁場或電壓的調(diào)節(jié)來改變阻尼力的大小，因此，磁流變阻尼器在拉索減振或其它結(jié)構(gòu)的減振中得到了廣泛應(yīng)用。但磁流變阻尼器是利用磁流變液制作而成，磁流變液是?按一定的工藝使鐵粉懸浮在油中獲得，長時(shí)間靜置(六個(gè)月到一年左右)會明顯分離沉降，其沉降問題一直無法解決。磁流變阻尼器靜置一段時(shí)間后就會沉降結(jié)塊，失去其對結(jié)構(gòu)的耗能減振效果。磁流變阻尼器成本高，磁流變液價(jià)格昂貴。并且性能相對較好的磁流變液制作技術(shù)由美國Lord公司掌握，至今對外技術(shù)保密。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有油阻尼器阻尼力大小不能根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行方便的調(diào)節(jié)，以及磁流變阻尼器阻尼力可以調(diào)節(jié)，但不能解決沉降結(jié)塊問題，并且成本高的缺點(diǎn)，提供一種新阻尼器—-速度位移雙鎖外置調(diào)節(jié)式油阻尼器。