[發明專利]一種多級自適應復合慣容減振裝置、方法及結構

有效

• 申請號: 202110004847.7
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112832399B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 劉勇;魏珍中;李林;李艷麗;宋嘉慶;李洪旺;鄭玉超;李文霞;劉蕊;李天天;劉娜;姜洋彬
• 申請（專利權）人: 山東電力工程咨詢院有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發明提供了一種多級自適應復合慣容減振裝置、方法及土木工程結構。其中，多級自適應復合慣容減振裝置包括質量體包括可沿Y方向運動的伸縮箱體，內部設有多個沿Y方向放置且可沿X方向運動的伸縮板，伸縮板之間通過聯動彈簧連接，最外側的伸縮板通過調諧彈簧與一級導軌相連，以實現伸縮板間的碰撞球在X方向的自適應碰撞；磁流變液壓耗能機構包括耗能箱，設有多級滑動框及活塞，內部還充滿磁流變液，活塞可沿著耗能箱內壁的齒條滑動，耗能箱兩端設有勵磁線圈；傳動機構包括傳動板，底部固定在齒條上，傳動板通過復位彈簧連接在工作箱內側壁；傳動板上還安裝有位移傳感器，用以監測傳動板的位移，并通過電磁控制線路與勵磁線圈相連。

技術領域

本發明屬于高聳和大跨結構振動控制領域，尤其涉及一種多級自適應復合慣容減振裝置、方法及結構。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

隨著高聳和大跨結構朝著功能多樣化、結構復雜化發展，結構在環境荷載作用下的振動愈發嚴重，不利的振動會影響結構的性能和壽命，而采取減振控制措施可以有效解決工程結構整個壽命期間的安全問題，減小災害影響。其中，動力吸振型減振裝置通過子結構與主結構受控陣型共振，并應用耗能阻尼材料或裝置消耗子結構的振動能量，達到動力吸振的目的；通過動力吸振裝置與半主動控制的結合，可以有效提高減振裝置的耗能能力，并實現對結構振動的實時控制。

然而，對于體量較大的土木工程結構，動力吸振裝置的集中布置對其耗能能力的要求很高，隨之對減振裝置中慣性質量、阻尼器行程的要求提升，給減振裝置的布置與實現增加了困難。而通過將阻尼元件與兩端點慣性元件相結合構成慣容阻尼器，則可以在基本不改變結構物理質量的前提下實現慣性特征的調整，顯著放大阻尼力和耗能能力，且慣容所增大的慣性并不會增加結構所受的地震作用。此外，發明人發現，在碰撞耗能技術中，碰撞間隙對耗能效果的影響較大，而目前所采用的碰撞耗能技術多為固定碰撞間隙，無法針對結構不同程度的振動響應自行調整碰撞間隙，降低了碰撞耗能裝置的有效利用率。

發明內容

為了解決上述背景技術中存在的至少一項技術問題，本發明提供一種多級自適應復合慣容減振裝置、方法及土木工程結構，其通過復合慣容系統實現對內部磁流變液壓耗能機構的有效變形的放大，從而起到耗能增效的作用，優化減振裝置的內部空間，在較小附加質量下即可達到良好的減振控制效果。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一個方面提供一種多級自適應復合慣容減振裝置。

一種多級自適應復合慣容減振裝置，包括工作箱以及設置于工作箱內部的質量體、傳動機構和磁流變液壓耗能機構；

質量體包括可沿Y方向運動的伸縮箱體，其內部設有多個沿Y方向放置且可沿X方向運動的伸縮板，伸縮板之間通過聯動彈簧連接，最外側的伸縮板通過調諧彈簧與一級導軌相連，以實現伸縮板間的碰撞球在X方向的自適應碰撞；

磁流變液壓耗能機構包括耗能箱，其設有多級滑動框及活塞，且內部還充滿磁流變液，活塞可沿著耗能箱內壁的齒條滑動，耗能箱兩端設有勵磁線圈；

傳動機構包括傳動板，其底部固定在齒條上，傳動板通過復位彈簧連接在工作箱內側壁；傳動板上還安裝有位移傳感器，用以監測傳動板的位移，并通過電磁控制線路與勵磁線圈相連。

作為一種實施方式，所述伸縮板的底部、頂部和側邊均安裝滾珠。

作為一種實施方式，所述質量體外側設有可沿X和Y方向的運動導梁，運動導梁通過滾珠安裝在二級導軌中，使質量體能夠沿二級導軌在水平兩方向運動。

作為一種實施方式，調諧彈簧通過滾珠與一級導軌相連，使調諧彈簧能夠在沿垂直其軸線的方向滑動，且滾珠在一級導軌中的安裝位置與二級導軌的安裝位置上下錯開。