[發明專利]附設板式黏滯單元的慣性減震裝置

在審

• 申請號: 201710533690.0
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107313642A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 張瑞甫;趙志鵬;陳清軍
• 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

本發明所屬于土木工程結構耗能減震技術領域。

背景技術

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。本領域慣性減震裝置作為一種加速度依賴型的消能減震裝置，其慣性單元是一種具有質量增效能力的兩節點單元。現有的質量增效的機制，主要是利用滾珠螺桿和旋轉螺母將結構的徑向運動轉換為高速的旋轉運動從而有效地耗散結構的振動能量，但此類阻尼器機械加工精度高，其采用的粘滯阻尼耗能單元要求極高的封閉性，腔體內壓力高。傳統板式黏滯耗能單元在發生相對位移時，內鋼板在黏滯材料中的滑動從而產生與滑動速度成正比的阻尼力，但往往在低速下耗能能力不足。

為了解決上述問題，給出了本發明技術方案，采用傳統的板式黏滯阻尼單元耗散能量，附加設計一套或者若干套質量增效機構，聯合構成一種新型慣性減震裝置。

發明內容

本發明目的在于提供一種附設板式黏滯單元的慣性減震裝置。

本發明需要保護的技術方案概括為：

一種附設板式黏滯單元的慣性減震裝置，包括若干板式黏滯耗能單元、上連接板(1)、下連接板(2)，板式黏滯耗能單元通過上連接板(1)、下連接板(2)固定于結構墻體體內，其特征在于，還設計有若干齒輪型慣性單元作為板式黏滯耗能單元的增效機構。

本發明與現有技術相比，具有以下優點與有益效果：

1.本發明由板式黏滯耗能單元、齒輪型慣性單元(即為質量增效機構，增大耗能單元耗能能力)、以及安裝連接裝置組成，充分利用齒輪型慣性單元的兩節點質量增效單元吸收振動能量，利用板式黏滯阻尼耗能單元耗散能量。

2.通過慣性減震裝置的增效作用可以有效地提高了板式黏滯阻尼耗能單元的耗能能力，同時慣性減震裝置能夠有效地轉移結構的輸入能量，降低結構在振動作用下的響應。

3.齒輪型慣性單元實際安裝質量小，對裝置部件機械加工要求低，質量增效效果顯著且易于調節，能夠提供有效的控制力。

4.本發明裝置設置方便靈活，能夠有效吸收并耗散振動能量，裝置旋轉質量小，具有較好的推廣應用價值。

附圖說明

圖1為本發明示意圖。

圖中標號：

1上連接板、2下連接板；

4上部齒板、5下部支撐板、6旋轉質量、7旋轉軸、8齒輪、9軸承；

3外鋼板；10高粘度液體、11內鋼板。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例作進一步說明，但不作為對本發明的限定。

實施例1

如圖1所示。

本發明裝置包括板式黏滯耗能單元、上連接板(1)、下連接板(2)，板式黏滯耗能單元通過上連接板(1)、下連接板(2)固定于結構墻體體內，其特征在于，還設計有一個齒輪型慣性單元(作為實施例)作為板式黏滯耗能單元的增效機構。

所述板式黏滯耗能單元，采用外鋼板(3)、內鋼板(11)和高粘度液體(10)組成，高粘度液體10置于外鋼板(3)的封閉體中，內鋼板(11)置入高粘度液體(10)中。內鋼板和外鋼板分別與上、下連接板固結為整體。具體可以設計為：外鋼板四周圍成筒狀，內置高粘度液體，內鋼板插入其中，頂部設置橡膠等密封材料實現封閉，內鋼板在高粘度液體中運動。

所述板式黏滯耗能單元，其作用機理是通過一種由鋼板在封閉的高粘度阻尼液中運動，使阻尼液產生剪切變形而產生黏滯阻尼力的阻尼器。

所述齒輪型慣性單元置于上連接板(1)、下連接板(2)之間并通過其上下兩端分別與上連接板(1)、下連接板(2)固定連接；同時，該慣性單元左右兩側布置兩組金屬屈服耗能單元(3)(作為實施例)。

所述齒輪型慣性單元包括上部齒板(4)、下部支撐板(5)、齒輪(8)、旋轉質量(6)、旋轉軸(7)和軸承(9)，結構為：

上部齒板(4)、齒輪(8)、下部支撐板(5)三者位置相對應；

所述上部齒板(4)頂部與所述上連接板(1)固定，其下部邊緣設有外齒用于與齒輪(8)咬合傳動；

齒輪(8)外套在旋轉軸(7)上，旋轉軸(7)在兩端設有旋轉質量(6)，旋轉軸(7)在其中點處再設置軸承(9)，并通過該軸承(9)將整個旋轉軸體安裝固定于下部支撐板(5)的頂部，下部支撐板(5)底部固定于下連接板(2)上。

基于上述結構設計，當上部齒板(4)相對于下部支撐板(5)發生相對水平位移時，同時發生: