[發明專利]附設液體慣性質量阻尼器的耗能連梁

在審

• 申請號: 201710239333.3
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN106948638A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 陳清軍;趙志鵬;張瑞甫
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙)31290
• 代理人: 葉鳳

技術領域

本發明涉及一種附設液體慣性質量阻尼器的耗能連梁，屬于土木工程結構耗能減震技術領域。

背景技術

抗震墻結構是一種有效的抗側力結構體系，逐漸在現代高層或超高層建筑結構中被廣泛采用。在中震或大震作用下，聯肢抗震墻的耗能主要通過連梁和墻腳的塑性鉸來實現，其耗能能力的大小也直接影響了抗震墻墻肢的安全。

消能減振技術，是在結構上附加消能減振裝置，附加減振裝置和結構本身共同承擔地震和風振等作用，通過附加減振裝置的耗能作用從而減小結構本身的動力響應，保證了結構的安全性、舒適性和正常使用性等功能要求。

作為消能減震技術在抗震墻連梁中的應用，各類可更換的連梁形式逐漸被提出，其分類大致可以包括中間截面削弱的連梁、附設耗能裝置的連梁以及整體可更換的連梁。其中，附設金屬阻尼器的連梁由于阻尼器本身易出現平面外失穩，且對結構頻率調整沒有改善，耗能能力和穩定性不足。慣性質量阻尼器作為一種及速度依賴型的阻尼器，憑借其具有質量放大效應的兩節點單元可以有效地吸收振動能量，并有效控制結構加速度，耗能能力強，且實際安裝質量小。因此，將慣性質量阻尼器應用在耗能連梁的設計中，可以提升連梁的變形能力和吸能耗能能力，保證抗震墻體系的安全。基于此，給出了本發明技術方案。

發明內容

本發明目的在于提供一種附設液體慣性質量阻尼器的耗能連梁。

一種附設液體慣性質量阻尼器的耗能連梁，包括連接左抗震墻連梁(1)、右抗震墻連梁(2)、連接段裝置(3)，其特征在于，還包括液體慣性質量阻尼器單元(4)，

所述液體慣性質量阻尼器單元(4)的上下兩端與連梁(1、2)分別通過安裝端裝置(3)連接，豎向置于左、右抗震墻連梁(1、2)中間，豎向設置一組液體慣性質量阻尼器單元(4)。(本發明的創新點所在)

所述的液體慣性質量阻尼器單元(4)包括活塞桿(7)、活塞(5)、密封橡膠圈(8)、外筒(6)、液體馬達(10)、旋轉質量(15)、環形永磁體(11)、旋轉質量外筒(12)、液體細管(13)、阻尼液體(14)和連接桿(9)。其中:

液體馬達(10)、液體細管(13)、旋轉質量(15)組成了具有質量放大效應的兩節點質量單元，用于吸收能量。

環形永磁體(11)和旋轉質量外筒(12)組成電渦流阻尼單元用于耗散能量。在地震作用下，左抗震連梁(1)和右抗震連梁(2)發生豎向錯動，豎向運動將帶動活塞桿(7)進行軸向運動。活塞桿(7)與帶動活塞(5)剛性連接，并通過密封橡膠圈(8)約束在外筒(12)內。外筒(12)內部充滿阻尼液體(14)，液體細管(13)兩端與外筒(12)內部相通，允許阻尼液體在活塞作用下自由流動。在活塞(5)的推動作用下，阻尼液體(13)在外筒(12)和液體細管(13)內流動。

液體馬達(10)安裝在液體細管(13)中部，將阻尼液體(13)的高速流動帶動液體馬達(10)的葉片旋轉，從而帶動液體馬達(13)旋轉端旋轉，液體馬達(13)旋轉端與旋轉質量(15)同軸連接，質量塊(15)置于旋轉質量外筒(12)內，筒內環形布置環形永磁體(11)。液體馬達(10)帶動質量塊(15)旋轉，旋轉運動切割磁感線產生阻尼力。

所述液體慣性質量阻尼器(4)利用其具有質量放大效應的兩節點質量單元吸收能量，利用阻尼器電渦流單元耗散能量。(本發明液體慣性質量阻尼器單元(4)的設計原理)所述液體慣性質量阻尼器(4)利用阻尼器內部的液體細管(13)和液體馬達(10)，將低速的活塞運動轉換為高速的液體馬達的旋轉運動，并帶動質量塊(15)高速旋轉，吸收能量。液體慣性質量阻尼器單元(4)中質量塊的高速旋轉運動在電渦流單元中轉化為阻尼力耗散振動能量，并提供有效的阻尼力來限制連梁內部的相對位移。

本發明所述的左連梁(1)、右連梁單元(2),根據連梁設計要求，可以靈活地采用鋼結構連梁或者鋼筋混凝土連梁。

本發明所述的液體慣性質量阻尼器單元(5)中質量塊(15)的高速旋轉運動在電渦流單元中轉化為阻尼力耗散振動能量。

本發明的安裝單元包括連接端裝置(3)。

本發明與現有技術相比，具有以下優點與有益效果：

1.本發明由連梁單元、液體慣性質量阻尼器單元、以及安裝連接單元組成，充分利用液體慣性質量阻尼器的具有質量放大效應的兩節點質量單元吸收能量，利用阻尼器電渦流單元耗散能量，同時，阻尼器提供的阻尼力能夠有效限制左、右來連梁的相對位移，從而有效控制抗震墻墻肢。

2.設置在液體慣性質量阻尼器和左、右連梁的安裝單元，方便本發明震后的修復和更換。