[发明专利]一种多维碰撞耗能质量摆阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及工程结构抗震抗风技术领域，具体是指一种多维碰撞耗能质量摆阻尼器。

背景技术

近年来，结构振动控制已经成为工程抗震抗风领域最热门的减振技术之一。由于它的实用性和有效性，受到越来越多的关注。

结构振动控制通常分为主动控制、被动控制和混合控制（即主动与被动控制的组合）。其中，阻尼器（也称控制装置）作为控制技术的核心组成直接影响控制技术的实施。主动控制是利用外部能源提供控制力来减小结构在环境荷载作用下的反应，虽然其控制效果显著，但需要输入外部能量，且对控制器设置技术要求较高，费用较大，工程应用较为困难。被动控制则不需要外部能源，造价低廉，易于实现与应用，且具备较好的减振效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种多维碰撞耗能质量摆阻尼器，该阻尼器能够减小所在结构的振动反应，解决结构抗震抗风问题。

本发明上述目的通过如下技术方案来实现的：一种多维碰撞耗能质量摆阻尼器，其特征在于：该阻尼器由质量球、钢索、金属圆筒及粘弹材料层组成，所述金属圆筒为开口竖直向下的倒置筒，所述质量球、钢索、及粘弹材料层均位于所述金属圆筒内，其中，质量球和钢索位于金属圆筒的中部，钢索的上端固定连接在金属圆筒的筒底板，钢索的下端与质量球固定连接，质量球在金属圆筒筒内呈悬吊状，所述粘弹材料层贴附式设置在金属圆筒的内壁上，粘弹材料层的设置位置使其能够当质量球在金属圆筒筒内发生摆动时与质量球发生碰撞，从而起到吸收能量、耗能减振的作用。

本发明中，所述钢索位于金属圆筒的竖向中心轴线上，所述质量球的悬吊点也位于金属圆筒的竖向中心轴线上。

本发明中，所述粘弹材料层为通过胶黏剂贴附在金属圆筒内壁上的一圈连续的环形粘弹材料层。

本发明中，所述粘弹材料层的材质优选为橡胶，所述质量球和金属圆筒的材质优选为钢材。

本发明的阻尼器通过质量球的摆动和碰撞过程来减小所在结构的振动反应，解决结构抗震抗风问题。与现有技术相比，本发明的特点是：外部环境荷载较小时，依靠质量球摆动实现减振作用；当外部环境荷载较大时，质量球摆动幅度增大，与金属圆筒内壁的粘弹性材料发生碰撞，粘弹性材料碰撞过程中将吸收部分能量，实现耗能的作用。由于质量球可在空间任意方向发生摆动，且与金属筒内壁粘弹性材料均可发生碰撞，因此，此种碰撞耗能质量摆阻尼器具有多维特性，且设计制作简单、造价便宜，它将会广泛的应用于工程结构抗震抗风技术领域。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明多维碰撞耗能质量摆阻尼器的垂直剖面图；

图2是图1的A—A剖面图；

图3是本发明多维碰撞耗能质量摆阻尼器安装在框架结构示意图；

图4是本发明多维碰撞耗能质量摆阻尼器安装在输电塔上的结构示意图。

附图标记说明

1是阻尼器；2是质量球；3是钢索；4是金属圆筒；5是粘弹材料层；

6是预埋钢板；7是框架结构；8是焊缝；9是输电塔塔头结构。

具体实施方式

如图1、图2所示的一种多维碰撞耗能质量摆阻尼器1，该阻尼器1由质量球2、钢索3、金属圆筒4及粘弹材料层5组成，金属圆筒4为开口竖直向下的倒置筒，质量球2、钢索3、及粘弹材料层5均位于金属圆筒4内，其中，质量球2和钢索3位于金属圆筒4的中部，钢索3的上端固定连接在金属圆筒4的筒底板，钢索3的下端与质量球2固定连接，质量球2在金属圆筒4筒内呈悬吊状，粘弹材料层5贴附式设置在金属圆筒4的内壁上，粘弹材料层5为通过胶黏剂贴附在金属圆筒4内壁上的一圈连续的环形粘弹材料层5，其材质为橡胶，粘弹材料层5的设置位置使其能够当质量球2在金属圆筒4筒内空间任意方向发生摆动时与质量球2发生碰撞，从而起到吸收能量、耗能减振的作用。

钢索3位于金属圆筒4的竖向中心轴线上，质量球2的悬吊点也位于金属圆筒4的竖向中心轴线上，质量球2和金属圆筒4的材质均为钢材。