[發明專利]一種調諧液體阻尼器

在審

• 申請號: 201610047279.8
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105507446A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 周占學;胡鴻亮;翁維素;曹玉紅;張鐵柱;江東凱;任俊
• 申請（專利權）人: 河北建筑工程學院
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 黃輝本

技術領域

本發明涉及防震及高層結構建筑的防震技術領域，具體涉及一種適用于土木工程高層結構風振及地震反應控制的調諧液體阻尼器。

背景技術

調諧液體阻尼器（TunedLiquidDamper，簡稱TLD），利用固定水箱中的液體在晃動過程中產生的動側力來提供減震作用。因其造價低、易安裝、維護少、自動激活性能好、容易匹配調頻等諸多優點，在國內外土木工程振動控制領域中得到了廣泛應用。調諧液體阻尼器根據水深和水箱振動方向上的長度的比值可分為深水TLD和淺水TLD。深水箱雖然可以利用生活水箱進行改裝，不需要專門制作，造價較低，但是深水箱一般晃蕩較小，減震效果欠佳；相比之下，淺水箱液體晃動大，與相同質量的深水箱相比產生更大的動水壓力，減震效果理想，因而世界上大多TLD實際應用工程都采用淺水箱設計。

然而，隨著經濟的發展，高層結構建筑也飛速發展，結構高度不斷增大，對結構的抗震要求也不斷提高，高層結構的振動控制也越來越引起人們的重視。現有技術中淺水箱設計的調諧液體阻尼器的減震效果漸漸不能滿足要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種調諧液體阻尼器，能夠提高水箱中液體的利用效率，增大減震力，并能夠適用荷載方向的多向性，尤其適用于高層結構建筑的防震。

本發明實施例所采取的技術方案是一種調諧液體阻尼器，包括水箱和盛于所述水箱內的液體，所述水箱為淺水箱設計，且所述水箱為上口大下口小的柱形水箱，即所述水箱為斜壁式水箱。

優選地，所述水箱為倒圓臺形水箱，所述液體的深度與所述水箱的大口直徑的比值小于1/8。

優選地，所述水箱的外側設置有與其大口相接的圓筒壁，所述圓筒壁的底面與所述水箱的底面重合。

優選地，所述水箱的側壁傾斜角度α為20-60°。

優選地，所述水箱的側壁傾斜角度α為30°。

優選地，所述水箱包括2個以上，在豎直方向疊加在一起。

優選地，所述2個以上為8個。

優選地，所述水箱的大口直徑不小于2000mm。

本發明的有益效果為：

本發明實施例提供的調諧液體阻尼器，與現有技術中普通的箱形TLD相比較，斜壁式TLD呈現軟彈簧特性，使用同等質量的液體，可產生更大的減震力，提高了水箱中液體的利用效率。本發明采用圓柱形斜壁式TLD，圓柱形TLD裝置能較好地適應荷載方向的任意性，可以起到各個方向的的減震作用，因而能夠較好地適用于結構剛度各個方向大致相同的建筑物，比如圓形建筑和方形建筑。能夠適用荷載方向的多向性。尤其適用于高層結構建筑的防震。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為本發明在方形高層建筑樓頂實施例的平面布置圖；

圖4為本發明在圓形高層建筑樓頂實施例的平面布置圖；

上圖中附圖標記和部件名稱的對應關系為：

1水箱；2液體；3圓筒壁；4本發明實施例；5方形建筑；6圓形建筑。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

請參考圖1和圖2，本發明實施例提供的調諧液體阻尼器，包括水箱1和位于水箱1內的液體2，水箱1為淺水式水箱，且水箱1為上口大下口小的柱形水箱，即本發明中水箱為斜壁式水箱。

調諧液體阻尼器（TLD）的減震原理是：當結構上安裝TLD時，結構受到外部激勵而產生振動會使水箱一起晃動，從而激起水箱中水的晃動，晃動的水體產生動水壓力作用于水箱側壁并傳至結構上，從而達到減小結構振動的目的。TLD對結構的減震力由兩部分組成，一部分是水體隨結構一起運動所產生的慣性力，另一部分是水體運動所產生的粘滯力，水是低阻尼液體，所產生的粘滯力可忽略不計，因此，水體運動所產生的慣性力就是TLD對結構的減震力。水箱中液體的慣性力就等于晃動液體所產生動水壓力，增大TLD的減震力就需增大水箱中晃動液體的質量。

本發明采用斜壁式設計，可使水箱內晃動液體質量的比例大大增加，采用相同質量的液體可產生更大的晃動力，提高水箱內水的利用效率。