[發明專利]一種粘彈性—TMD復合多維減震裝置及其減震方法

有效

• 申請號: 201811638266.3
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109763580B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 徐趙東;李強強;戴軍;董堯榮
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

本發明公開了一種粘彈性—TMD復合多維減震裝置及其減震方法，裝置包括：反力鋼板、設置于反力鋼板間的自攻螺桿、第一粘彈性阻尼支撐系統、第二粘彈性阻尼支撐系統、質量塊及底部承壓鋼板。自攻螺桿用于支撐反力鋼板，同時根據需要對反力鋼板的位置進行調節；第一粘彈性阻尼支撐系統對結構水平方向的震動進行控制，同時第一螺栓及預壓彈簧可對質量塊水平向的最大位移進行限制；第二粘彈性阻尼支撐系統對結構豎直方向上的震動進行控制，同時第二螺栓及預壓彈簧可對質量塊豎直方向的最大位移進行限制。本發明粘彈性—TMD復合多維減震裝置具有可調節剛度系統和阻尼系統，能有效地對結構多方向震動響應進行穩定持續控制。

技術領域

本發明涉及一種粘彈性—TMD復合多維減震裝置及其減震方法。

背景技術

TMD由于構造簡單、造價低廉、易于維護等優點逐漸成為最有效的結構被動控制手段之一，尤其在高層建筑結構、大跨橋梁的風振和地震控制領域。現有的TMD裝置大多只具有單方向減震功能，而實際結構的震動通常由多個方向的震動源耦合產生，使得TMD裝置實際減震效果并不理想；此外，TMD是通過調節裝置自身同結構的質量比、阻尼比及頻率比等動力參數，利用共振原理對控制結構的進行控制的裝置，要求所安裝的TMD裝置具有較大的剛度及阻尼可調范圍，而常見TMD裝置多為低阻尼體系，整體耗能能力較差，無法有效地對輸入的地震能量進行耗散，同時裝置內部剛度貢獻源單一，剛度及阻尼可調性差，難以滿足不同動力特性受控結構的控制需求，這在一定程度上降低了TMD裝置的震動控制能力。

因此，開發一種能在多方向對結構震動進行控制，同時又具有良好阻尼、剛度調節性的新型TMD裝置是促進TMD減震控制進一步發展的重要途徑。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是提供一種可對結構多方向震動進行控制同時具有寬剛度、阻尼可調域的粘彈性—TMD復合多維減震裝置，該TMD裝置在繼承了粘彈性材料高阻尼特性的同時，亦可對結構多方向的震動響應進行控制。

發明內容：為解決上述技術問題，本發明所采用的技術手段為：

四個反力鋼板圍合形成一上部開口的矩形框，四個反力鋼板中，每兩個相互平行設置的反力鋼板上端之間通過至少一根自攻螺桿螺紋支撐連接，四個反力鋼板的底端均通過緊固件與一底部承壓鋼板安裝固定，底部承壓鋼板采用螺栓與需減震的目標結構固接在一起；

一質量塊，設置于所述矩形框內部，質量塊的四周與反力鋼板之間設有用于提供質量塊水平向運動阻尼及自復位剛度的第一粘彈性阻尼支撐系統；質量塊的底部與底部承壓鋼板之間設有用于向質量塊提供豎向運動阻尼及豎向自復位剛度的第二粘彈性阻尼支撐系統，其中，

第一粘彈性阻尼支撐系統包括多個第一粘彈性阻尼支撐單元，多個第一粘彈性阻尼支撐單元沿質量塊四周均勻布置，每個第一粘彈性阻尼支撐單元均包括：

第一復合式粘彈性阻尼器，第一復合式粘彈性阻尼器一端與質量塊外壁固定連接，另一端與第一螺栓的螺桿端傳力連接，所述反力鋼板上設有供第一螺栓穿過的第一十字孔；所述第一螺栓的螺帽與反力鋼板之間、反力鋼板與第一復合式粘彈性阻尼器另一端之間均套設有第一預壓彈簧；

第二粘彈性阻尼支撐系統包括多個第二粘彈性阻尼支撐單元，多個第二粘彈性阻尼支撐單元沿質量塊底部均勻豎向布置，每個第二粘彈性阻尼支撐單元均包括：

第二復合式粘彈性阻尼器，第二復合式粘彈性阻尼器的一端與底部承壓板安裝固定，另一端與第二螺栓的螺桿端傳力連接，圓形連接鋼板上設有供第二螺栓穿過的第二十字孔；所述第二螺栓的螺帽與圓形連接鋼板之間、圓形連接鋼板與第二復合式粘彈性阻尼器另一端之間均套設有第二預壓彈簧；