[發(fā)明專利]一種用于高層建筑位移控制的分布式調(diào)諧質(zhì)量裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310040629.8
• 申請日: 2023-01-12
• 公開（公告）號: CN116025078A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙鳴;藍戊己;孫傳孟;覃浩;閆澍
• 申請（專利權(quán)）人: 上?？气Q建筑工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 祖志翔

1.一種用于高層建筑位移控制的分布式調(diào)諧質(zhì)量裝置，安裝于所述高層建筑上，其特征在于：所述的分布式調(diào)諧質(zhì)量裝置包含多個分布式固定連接于所述高層建筑的各樓層框架上的調(diào)諧質(zhì)量組件，每一調(diào)諧質(zhì)量組件包括一塊分布式調(diào)諧質(zhì)量板、若干根剛性桿和擺桿以及兩個可控閉鎖裝置；所述剛性桿分別固定于所述樓層框架兩內(nèi)側(cè)的上部，所述分布式調(diào)諧質(zhì)量板的兩側(cè)部分別與所述擺桿的下端進行鉸接，所述擺桿的上端分別鉸接于所述剛性桿的下端，從而將所述分布式調(diào)諧質(zhì)量板懸掛于所述樓層框架上，兩個所述可控閉鎖裝置分別固定于所述樓層框架兩側(cè)的內(nèi)部且可脫離地分別與所述分布式調(diào)諧質(zhì)量板的兩側(cè)部連接；

需要時，所述可控閉鎖裝置對所述調(diào)諧質(zhì)量組件進行解鎖啟動，所述分布式調(diào)諧質(zhì)量板進入自由擺動狀態(tài)，從而實現(xiàn)所述高層建筑的振動位移控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高層建筑位移控制的分布式調(diào)諧質(zhì)量裝置，其特征在于：所述的可控閉鎖裝置包括錨柱、鎖板、鎖塊、電機、頂桿、采集控制模塊、風速儀和加速度傳感器；所述錨柱固定于所述分布式調(diào)諧質(zhì)量板的側(cè)部，兩塊所述鎖板鉸接于所述分布式調(diào)諧質(zhì)量板側(cè)旁的樓層框架上且位于所述錨柱的兩側(cè)，每一鎖板的內(nèi)側(cè)設(shè)置兩個所述鎖塊，該鎖塊面對所述錨柱，兩個所述電機固定于所述樓層框架上且分別位于所述鎖板的外側(cè)，兩根所述頂桿分別連接于該兩個電機上且能夠轉(zhuǎn)動，該兩根頂桿向內(nèi)分別頂撐住兩塊所述鎖板，通過所述鎖塊抱緊所述錨柱，將所述分布式調(diào)諧質(zhì)量板鎖定于所述樓層框架上，所述風速儀和加速度傳感器安裝于所述高層建筑上且在內(nèi)部設(shè)置有用于解鎖啟動的閾值，所述采集控制模塊分別連接所述電機、風速儀和加速度傳感器，并且根據(jù)該風速儀和加速度傳感器采集的數(shù)據(jù)控制所述電機的轉(zhuǎn)動，進而帶動所述頂桿旋轉(zhuǎn)脫離對所述鎖板的頂撐，使所述鎖塊解除對所述錨柱的抱緊狀態(tài)，實現(xiàn)對所述調(diào)諧質(zhì)量組件的解鎖啟動。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于高層建筑位移控制的分布式調(diào)諧質(zhì)量裝置，其特征在于：所述的擺桿的長度通過下列公式獲得：

或

式中，l為擺桿的長度，g為重力加速度，ω₁為第一階圓頻率，ω₂為第二階圓頻率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于高層建筑位移控制的分布式調(diào)諧質(zhì)量裝置，其特征在于：建立高層建筑結(jié)構(gòu)的自由振動方程：

所述的第一階圓頻率和第二階圓頻率由求解下列方程得到：

([K]-ω²[M]){X}＝0

式中，[M]為高層建筑的質(zhì)量矩陣，[K]為高層建筑的剛度矩陣，{x}為高層建筑的側(cè)移向量，為高層建筑的側(cè)向加速度向量。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于高層建筑位移控制的分布式調(diào)諧質(zhì)量裝置，其特征在于：所述的第一階圓頻率和第二階圓頻率由有限元法計算得到，或者根據(jù)實測所述高層建筑得到。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于高層建筑位移控制的分布式調(diào)諧質(zhì)量裝置，其特征在于：所述的用于解鎖啟動的閾值包括設(shè)置于所述風速儀內(nèi)的代表強風的風速閾值和設(shè)置于所述加速度傳感器內(nèi)的代表地震設(shè)防烈度的加速度閾值。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高層建筑位移控制的分布式調(diào)諧質(zhì)量裝置，其特征在于：所述的分布式調(diào)諧質(zhì)量板由混凝土、鋼材或木材制成，并且承載力和剛度滿足作為正常樓板使用的要求。