本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器，由質(zhì)量球、鋼索、金屬圓筒及粘彈材料層組成，所述金屬圓筒為開口豎直向下的倒置筒，所述質(zhì)量球、鋼索、及粘彈材料層均位于所述金屬圓筒內(nèi)，其中，質(zhì)量球和鋼索位于金屬圓筒的中部，鋼索的上端固定連接在金屬圓筒的筒底板，鋼索的下端與質(zhì)量球固定連接，質(zhì)量球在金屬圓筒筒內(nèi)呈懸吊狀，所述粘彈材料層貼附式設(shè)置在金屬圓筒的內(nèi)壁上，粘彈材料層的設(shè)置位置使其能夠當(dāng)質(zhì)量球在金屬圓筒筒內(nèi)發(fā)生擺動(dòng)時(shí)與質(zhì)量球發(fā)生碰撞，從而起到吸收能量、耗能減振的作用。該阻尼器能夠減小所在結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng)，解決結(jié)構(gòu)抗震抗風(fēng)問題。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及工程結(jié)構(gòu)抗震抗風(fēng)
，具體是指一種多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器。
技術(shù)介紹
近年來，結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制已經(jīng)成為工程抗震抗風(fēng)領(lǐng)域最熱門的減振技術(shù)之一。由于它的實(shí)用性和有效性，受到越來越多的關(guān)注。結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制通常分為主動(dòng)控制、被動(dòng)控制和混合控制(即主動(dòng)與被動(dòng)控制的組合)。其中，阻尼器(也稱控制裝置)作為控制技術(shù)的核心組成直接影響控制技術(shù)的實(shí)施。主 動(dòng)控制是利用外部能源提供控制力來減小結(jié)構(gòu)在環(huán)境荷載作用下的反應(yīng)，雖然其控制效果顯著，但需要輸入外部能量，且對(duì)控制器設(shè)置技術(shù)要求較高，費(fèi)用較大，工程應(yīng)用較為困難。被動(dòng)控制則不需要外部能源，造價(jià)低廉，易于實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用，且具備較好的減振效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器，該阻尼器能夠減小所在結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng)，解決結(jié)構(gòu)抗震抗風(fēng)問題。本專利技術(shù)上述目的通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器，其特征在于該阻尼器由質(zhì)量球、鋼索、金屬圓筒及粘彈材料層組成，所述金屬圓筒為開口豎直向下的倒置筒，所述質(zhì)量球、鋼索、及粘彈材料層均位于所述金屬圓筒內(nèi)，其中，質(zhì)量球和鋼索位于金屬圓筒的中部，鋼索的上端固定連接在金屬圓筒的筒底板，鋼索的下端與質(zhì)量球固定連接，質(zhì)量球在金屬圓筒筒內(nèi)呈懸吊狀，所述粘彈材料層貼附式設(shè)置在金屬圓筒的內(nèi)壁上，粘彈材料層的設(shè)置位置使其能夠當(dāng)質(zhì)量球在金屬圓筒筒內(nèi)發(fā)生擺動(dòng)時(shí)與質(zhì)量球發(fā)生碰撞，從而起到吸收能量、耗能減振的作用。本專利技術(shù)中，所述鋼索位于金屬圓筒的豎向中心軸線上，所述質(zhì)量球的懸吊點(diǎn)也位于金屬圓筒的豎向中心軸線上。本專利技術(shù)中，所述粘彈材料層為通過膠黏劑貼附在金屬圓筒內(nèi)壁上的一圈連續(xù)的環(huán)形粘彈材料層。本專利技術(shù)中，所述粘彈材料層的材質(zhì)優(yōu)選為橡膠，所述質(zhì)量球和金屬圓筒的材質(zhì)優(yōu)選為鋼材。本專利技術(shù)的阻尼器通過質(zhì)量球的擺動(dòng)和碰撞過程來減小所在結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng)，解決結(jié)構(gòu)抗震抗風(fēng)問題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的特點(diǎn)是外部環(huán)境荷載較小時(shí)，依靠質(zhì)量球擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)減振作用；當(dāng)外部環(huán)境荷載較大時(shí)，質(zhì)量球擺動(dòng)幅度增大，與金屬圓筒內(nèi)壁的粘彈性材料發(fā)生碰撞，粘彈性材料碰撞過程中將吸收部分能量，實(shí)現(xiàn)耗能的作用。由于質(zhì)量球可在空間任意方向發(fā)生擺動(dòng)，且與金屬筒內(nèi)壁粘彈性材料均可發(fā)生碰撞，因此，此種碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器具有多維特性，且設(shè)計(jì)制作簡單、造價(jià)便宜，它將會(huì)廣泛的應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)抗震抗風(fēng)
附圖說明下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖I是本專利技術(shù)多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器的垂直剖面圖；圖2是圖I的A— A剖面圖；圖3是本專利技術(shù)多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器安裝在框架結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本專利技術(shù)多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器安裝在輸電塔上的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明I是阻尼器；2是質(zhì)量球；3是鋼索；4是金屬圓筒；5是粘彈材料層； 6是預(yù)埋鋼板；7是框架結(jié)構(gòu)；8是焊縫；9是輸電塔塔頭結(jié)構(gòu)。具體實(shí)施例方式如圖I、圖2所示的一種多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器1，該阻尼器I由質(zhì)量球2、鋼索3、金屬圓筒4及粘彈材料層5組成，金屬圓筒4為開口豎直向下的倒置筒，質(zhì)量球2、鋼索3、及粘彈材料層5均位于金屬圓筒4內(nèi)，其中，質(zhì)量球2和鋼索3位于金屬圓筒4的中部，鋼索3的上端固定連接在金屬圓筒4的筒底板，鋼索3的下端與質(zhì)量球2固定連接，質(zhì)量球2在金屬圓筒4筒內(nèi)呈懸吊狀，粘彈材料層5貼附式設(shè)置在金屬圓筒4的內(nèi)壁上，粘彈材料層5為通過膠黏劑貼附在金屬圓筒4內(nèi)壁上的一圈連續(xù)的環(huán)形粘彈材料層5，其材質(zhì)為橡膠，粘彈材料層5的設(shè)置位置使其能夠當(dāng)質(zhì)量球2在金屬圓筒4筒內(nèi)空間任意方向發(fā)生擺動(dòng)時(shí)與質(zhì)量球2發(fā)生碰撞，從而起到吸收能量、耗能減振的作用。鋼索3位于金屬圓筒4的豎向中心軸線上，質(zhì)量球2的懸吊點(diǎn)也位于金屬圓筒4的豎向中心軸線上，質(zhì)量球2和金屬圓筒4的材質(zhì)均為鋼材。本實(shí)施例中的多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器I屬于被動(dòng)控制裝置范疇，利用懸吊質(zhì)量球2在外部荷載作用下發(fā)生擺動(dòng)和碰撞等行為實(shí)現(xiàn)減振作用，具有簡單、經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)施等優(yōu)點(diǎn)。使用過程中，將多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器I安裝在結(jié)構(gòu)上，當(dāng)體系在地震動(dòng)或風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)將帶動(dòng)質(zhì)量球2擺動(dòng)，質(zhì)量球2振動(dòng)產(chǎn)生的慣性力反作用于結(jié)構(gòu)本身，與結(jié)構(gòu)自身的運(yùn)動(dòng)相反產(chǎn)生了減振作用，當(dāng)外部荷載增加時(shí)，質(zhì)量球2擺動(dòng)幅度加大，將與在金屬圓筒4內(nèi)壁布置的粘彈性材料發(fā)生碰撞，碰撞過程中粘彈性材料將吸收部分能量，阻尼器I此階段起到耗能作用。因此，當(dāng)外部環(huán)境荷載較小時(shí)阻尼器I起到減振作用，而當(dāng)外部環(huán)境荷載較大時(shí)，阻尼器I同時(shí)起到減振和耗能作用。因結(jié)構(gòu)上幾乎隨時(shí)都在承受風(fēng)荷載，而地震罕見發(fā)生，所以該阻尼器I在結(jié)構(gòu)抗風(fēng)問題上的應(yīng)用可能更重要。本實(shí)施例的質(zhì)量球2和金屬圓筒4設(shè)置時(shí)，需要注意的是第一,質(zhì)量球2的擺動(dòng)頻率應(yīng)盡可能接近結(jié)構(gòu)自振頻率；第二，質(zhì)量球2擺動(dòng)角度控制在5°左右；第三，為減少造價(jià)可將粘彈性材料僅布置在質(zhì)量球2和金屬圓筒4可能發(fā)生碰撞的位置；第四，當(dāng)多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器I安裝在結(jié)構(gòu)上時(shí)需要在安裝處預(yù)裝鋼板，以便阻尼器I的固定；第五，要根據(jù)計(jì)算確定多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器I在結(jié)構(gòu)上的位置及數(shù)量。作為本實(shí)施例的變換，粘彈材料層5的材質(zhì)也可以采用其他粘彈性材料，如彈性樹脂、皮革等，質(zhì)量球2和金屬圓筒4的材質(zhì)也可以采用鐵或銅或金屬合金。本專利技術(shù)的阻尼器I安裝示意圖如圖3、圖4所示，首先將鋼索3 —端焊接在金屬圓筒4底板中心處，另一端與質(zhì)量球2焊接；其次，將粘彈性材料布置在金屬圓筒4內(nèi)壁上；最后，將多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器I安裝在輸電塔塔頭結(jié)構(gòu)9的框架結(jié)構(gòu)7上，具體是先在框架結(jié)構(gòu)7上通過焊接方式預(yù)埋預(yù)埋鋼板6，然后將阻尼器I整體式焊接在預(yù)埋鋼板6上，阻尼器I可設(shè)置多個(gè)，對(duì)稱設(shè)置在輸電塔塔頭結(jié)構(gòu)的兩側(cè)。本專利技術(shù)的上述實(shí)施例并不是對(duì)本專利技術(shù)保護(hù)范圍的限定，本專利技術(shù)的實(shí)施方式不限于此，凡此種種根據(jù)本專利技術(shù)的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本專利技術(shù)上述基本技術(shù)思想前提下，對(duì)本專利技術(shù)上述結(jié)構(gòu)做出的其它多種形式的修改、替換或變更，均應(yīng)落在本專利技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。·權(quán)利要求1.一種多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器，其特征在于該阻尼器由質(zhì)量球、鋼索、金屬圓筒及粘彈材料層組成，所述金屬圓筒為開口豎直向下的倒置筒，所述質(zhì)量球、鋼索、及粘彈材料層均位于所述金屬圓筒內(nèi)，其中，質(zhì)量球和鋼索位于金屬圓筒的中部，鋼索的上端固定連接在金屬圓筒的筒底板，鋼索的下端與質(zhì)量球固定連接，質(zhì)量球在金屬圓筒筒內(nèi)呈懸吊狀，所述粘彈材料層貼附式設(shè)置在金屬圓筒的內(nèi)壁上，粘彈材料層的設(shè)置位置使其能夠當(dāng)質(zhì)量球在金屬圓筒筒內(nèi)發(fā)生擺動(dòng)時(shí)與質(zhì)量球發(fā)生碰撞，從而起到吸收能量、耗能減振的作用。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器，其特征在于所述鋼索位于金屬圓筒的豎向中心軸線上，所述質(zhì)量球的懸吊點(diǎn)也位于金屬圓筒的豎向中心軸線上。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器，其特征在于所述粘彈材料層為通過膠黏劑貼附在金屬圓筒內(nèi)壁上的一圈連續(xù)的環(huán)形粘彈材料層。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器，其特征在于所述粘彈材料層的材質(zhì)為橡膠。5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器，其特征在于所述質(zhì)量球和金屬圓筒的材質(zhì)均為鋼材。全文摘要本專利技術(shù)公開了一種多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器，由質(zhì)量球、鋼索、金屬圓筒及粘彈材料層組成，所述金屬圓筒為開本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多維碰撞耗能質(zhì)量擺阻尼器，其特征在于：該阻尼器由質(zhì)量球、鋼索、金屬圓筒及粘彈材料層組成，所述金屬圓筒為開口豎直向下的倒置筒，所述質(zhì)量球、鋼索、及粘彈材料層均位于所述金屬圓筒內(nèi)，其中，質(zhì)量球和鋼索位于金屬圓筒的中部，鋼索的上端固定連接在金屬圓筒的筒底板，鋼索的下端與質(zhì)量球固定連接，質(zhì)量球在金屬圓筒筒內(nèi)呈懸吊狀，所述粘彈材料層貼附式設(shè)置在金屬圓筒的內(nèi)壁上，粘彈材料層的設(shè)置位置使其能夠當(dāng)質(zhì)量球在金屬圓筒筒內(nèi)發(fā)生擺動(dòng)時(shí)與質(zhì)量球發(fā)生碰撞，從而起到吸收能量、耗能減振的作用。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林友新，李宏男，付興，李鋼，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院，大連理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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