[發(fā)明專利]適用于高層建筑水平振動(dòng)抑制的地磚型顆粒阻尼器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710690740.6
• 申請(qǐng)日: 2017-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN107905604A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 淡丹輝;王千青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): E04H9/02
• 分類號(hào): E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)31290
• 代理人: 劉瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于高層建筑水平振動(dòng)的減震裝置，屬于結(jié)構(gòu)工程抗風(fēng)和抗震技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于高層建筑水平振動(dòng)抑制的地磚型顆粒阻尼器。

背景技術(shù)

隨著材料的高強(qiáng)化、輕型化技術(shù)和設(shè)計(jì)水平的提高，現(xiàn)代建筑正朝著高層和超高層發(fā)展。高層建筑有著長(zhǎng)細(xì)比大、柔度大的特點(diǎn)，在動(dòng)力作用下易產(chǎn)生振動(dòng)。這種振動(dòng)在正常使用階段會(huì)引起居住者的不適感，降低生活質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在極端情況下甚至?xí)斐山Y(jié)構(gòu)失效，人員傷亡。

為了控制高層建筑在水平荷載下的振動(dòng)，現(xiàn)在采取的方法主要有以下三種：1）改變結(jié)構(gòu)質(zhì)量的分布和位置，如在屋頂設(shè)置重錘、水箱等，由于它們改變了結(jié)構(gòu)質(zhì)量的分布和位置，所以能有效地改變結(jié)構(gòu)的自振頻率，起到抗風(fēng)的作用；2）通過在結(jié)構(gòu)特殊部位安裝阻尼器，提高結(jié)構(gòu)阻尼加快能量耗散，以達(dá)到振動(dòng)作用下耗散能量、保護(hù)結(jié)構(gòu)的目的；

3）采用隔震基礎(chǔ)，使建筑從根本上減少振動(dòng)作用的影響。

從現(xiàn)在工程中應(yīng)用比較廣泛的TMD來看，幾百甚至上千噸的質(zhì)量塊附加在結(jié)構(gòu)上，對(duì)于下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)而言非常不經(jīng)濟(jì)，并且會(huì)使結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)增大。而且由于TMD工作時(shí)需要長(zhǎng)時(shí)間做大位移的擺動(dòng)，再加上懸掛等系統(tǒng)，所占空間龐大，安裝不便。同時(shí)整個(gè)TMD系統(tǒng)的造價(jià)十分昂貴。

顆粒阻尼技術(shù)主要靠顆粒間以及顆粒與容器之間的相互碰撞、相互摩擦將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能釋放，從而達(dá)到減震的效果。因此利用阻尼器耗能的特點(diǎn)，開發(fā)一種占地小、安裝方便的阻尼器是很有意義的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種適用于高層建筑水平振動(dòng)抑制的地磚型顆粒阻尼器，既能發(fā)揮顆粒阻尼器耗能抗震的特點(diǎn)，又不占用高層建筑空間且可安裝在高層建筑的任意高度。

為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種適用于高層建筑水平振動(dòng)抑制的地磚型顆粒阻尼器，多個(gè)地磚型顆粒阻尼器互相拼裝后作為高層建筑樓板鋪裝層地磚使用，其中每個(gè)單塊地磚型顆粒阻尼器與樓板結(jié)構(gòu)層預(yù)埋件固結(jié)，所述單塊地磚型顆粒阻尼器為封閉扁平板狀，其水平面為任意幾何形狀，其內(nèi)部被分隔成若干個(gè)子艙室，子艙室中填充金屬阻尼顆粒物質(zhì)。

所述單塊地磚型顆粒阻尼器包括頂板、側(cè)板、底板和隔板，側(cè)板圍成一封閉邊框，隔板將阻尼器內(nèi)部分割成多個(gè)子艙室，各子艙室的面積大小依據(jù)耗能需求而調(diào)整。

所述頂板、側(cè)板和底板的內(nèi)壁為粗糙內(nèi)壁。

所述隔板的兩側(cè)面均為粗糙表面。

所述頂板、側(cè)板、底板和隔板為結(jié)構(gòu)用金屬材料或替代型的建筑材料。

所述金屬阻尼顆粒物質(zhì)為圓形、或?yàn)闄E圓形、或不規(guī)則形狀的金屬材料。

所述各個(gè)子艙室中填充的金屬阻尼顆粒物質(zhì)的數(shù)量及顆粒大小依據(jù)耗能需求而調(diào)整。

本發(fā)明地磚型顆粒阻尼器通過顆粒間、顆粒與隔板間的摩擦和碰撞來消耗能量，以地面鋪裝的方式安裝在高層建筑的任何樓層，占用空間小，安裝制作方便。既能發(fā)揮顆粒阻尼器耗能抗震的優(yōu)點(diǎn)，又不占用建筑空間且可安裝在建筑任意高度。

本發(fā)明的優(yōu)越功效在于：

1） 本發(fā)明地磚型顆粒阻尼器通過顆粒間以及顆粒與容器之間的相互碰撞、相互摩擦將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能釋放，達(dá)到減震的效果，可任意組合以適應(yīng)不同形狀和面積；

2） 本發(fā)明地磚型顆粒阻尼器既能發(fā)揮顆粒阻尼器耗能抗震的特點(diǎn)，又不占用建筑空間，且可安裝在建筑的任意高度，有效控制高層建筑在水平荷載下的振動(dòng)；

3） 本發(fā)明地磚型顆粒阻尼器的施工采用工廠批量制作小面積模塊單元，再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組裝的方式，其制作、運(yùn)輸、安裝極為方便。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明單塊地磚型顆粒阻尼器正六邊形的結(jié)構(gòu)分解圖；

圖3為本發(fā)明單塊地磚型顆粒阻尼器菱形的結(jié)構(gòu)分解圖；

圖4為本發(fā)明單塊地磚型顆粒阻尼器不規(guī)則形狀的結(jié)構(gòu)分解圖；

圖中標(biāo)號(hào)說明

1—頂板；2—側(cè)板；

3—底板；4—隔板；

5—金屬阻尼顆粒物質(zhì)；6—螺栓；

7—單塊地磚型顆粒阻尼器。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。