[發明專利]一種具有調諧質量阻尼器功能的隔震樓板

有效

• 申請號: 202110398392.1
• 申請日: 2021-04-11
• 公開（公告）號: CN113107124B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 邱燦星;姜天緣;吳誠靜;杜修力
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B5/00
• 分類號: E04B5/00;E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種具有調諧質量阻尼器功能的隔震樓板，包括柱、梁、樓板、滑塊、次樓板、左連接件、右連接件、SMA彈簧和保護套，柱和梁連接，梁與樓板連接，滑塊位于樓板與次樓板之間，SMA彈簧構件中，左連接件通過螺栓與柱連接，右連接件通過螺栓與次樓板連接，保護套與右連接件采用焊接，SMA彈簧通過預緊力固定于左連接件和右連接件之中。本發明具有SMA的自復位性能，提供額外的恢復力，震后使次樓板復位，且兼具調諧質量阻尼器的作用，不僅可以吸收地震能量，提升所使用房間的抗震性能，當布置較多時，同時對整體結構實現有效保護。

技術領域

本發明屬于土木工程防震減災領域，是一種應用于結構工程領域中的局部隔震構件，基于SMA彈簧具有一定的耗能能力和良好的自復位性能。

背景技術

建筑抗震性能研究是土木工程一直聚焦的問題，隨著社會經濟水平的提升，建筑抗震設防要求正在從保證基本的生命安全，向保證生命和財產雙安全轉變。近年來，韌性成為工程結構的目標，對于特殊設防類及重點設防類的重要建筑，如醫院、核電廠、博物館等，地震作用下其內部的精密儀器以及易碎的貴重內容物等易出現損傷，導致財產損失、功能喪失等后果，從而嚴重影響抗震救災及震后恢復工作。

調諧質量阻尼器作為最常用的一種被動控制系統，一般情況下是在結構物頂部或上部某位置上加上慣性質量，并配以彈簧和阻尼器與主體結構相連。TMD作為一種被動控制方式,因其簡單的構造，且安裝及維護方便，經濟實用，有著其他方式無法比擬的優點，因此調諧質量阻尼器在高層建筑風振控制中備受矚目，但在工程結構抗震領域的運用較少。

為了更有效保護建筑內部對地震作用十分敏感的物品，本發明提供了一種具有調諧質量阻尼器功能的隔震樓板，能明顯局部降低樓面加速度和速度響應。形狀記憶合金(SMA)是一種具有形狀記憶效應和超彈性的新型智能材料。通常SMA可恢復極限應變可達到10％，基于超彈性，SMA產生大應變卸載后幾乎沒有殘余變形，并形成飽滿的滯回曲線。若將SMA彈簧合理布置于房間，地震時不僅能吸收輸入的部分能量，同時能減少殘余位移并提供良好的自復位性能。除此之外，次樓板和SMA彈簧與結構主體相互作用，形成一個調諧質量阻尼器(TMD)，若建筑在不同的樓層均布置有隔震樓板，可實現調諧來吸收主要振型的振動，并通過阻尼損耗結構振動其它振型的振動能量來控制振動，因此它們就可在一個較寬的頻率范圍內，而不僅是在調諧頻率上抑制結構振動，同時實現控制結構的幾階共振頻率的振動。

發明內容

針對現有調諧質量阻尼器空間占有率過大的問題，本發明提出一種具有調諧質量阻尼器功能的隔震樓板，該系統增強局部房間抵御地震作用的能力，降低加速度及速度響應，且SMA彈簧能在震后使次樓板復位，同時次樓板和SMA彈簧形成一個調諧質量阻尼器，吸收地震能量，提高建筑整體結構的抗震性能。相較于傳統球形的調諧質量阻尼器，本發明不僅能提高空間利用率，降低成本，還能保障建筑使用功能，減少震后的損失。

為了解決上述問題，本發明提供了一種具有調諧質量阻尼器功能的隔震樓板，包括：柱、梁、樓板、次樓板、滑塊、左連接件、SMA彈簧、右連接件和保護套。SMA彈簧通過預緊力固定在左連接件和右連接件之間，預緊力使得SMA彈簧能固定在左右連接件之中，左連接件通過螺栓與柱相連接，右連接件通過螺栓與次樓板相連接，保護套焊接在右連接件上。樓板與次樓板之間設有滑塊。

本發明提供的一種具有調諧質量阻尼器功能的隔震樓板，在正常狀態下，預壓的SMA彈簧能夠保證穩定性。在地震作用下，SMA彈簧受力變形，提供良好的耗能能力和自復位能力。除此之外，SMA彈簧與次樓板可視為一個作用于整體的調諧質量阻尼器，吸收部分地震能量，多個房間布置時，有效減輕地震對關鍵房間及整體的損害，且較傳統的大型調諧質量阻尼器，本發明空間利用更加合理，經濟效益更明顯。