[实用新型]速度位移双锁外置调节式粘滞阻尼器

说明书

技术领域

本实用新型属于结构或桥梁的抗震减振技术领域，具体涉及一种速度位移双锁外置调节式粘滞阻尼器。

背景技术

高层建筑和大跨桥梁等大型结构在地震或风的作用下会发生大幅振动，结构的大幅振动将导致其部分构件的破坏或整体坍塌。为了减少地震或风对结构的影响，油阻尼器被广泛应用于建筑结构和桥梁结构进行耗能减振。油阻尼器的结构一般采用剪切阀式，如图1所示，图1中，34是缸体，35是活塞，36是活塞杆，37是节流孔，38是粘性流体。

阻尼器减振的效果处决于其耗能能力W，在结构的一个振动周期T内：

W＝2Fx   (1)

其中F为平均阻尼力，x为结构振动一个周期内阻尼器活塞杆的行程。阻尼器活塞杆的一个行程内，阻尼力F的大小随活塞运动速度变化关系可近似表示为：

F＝cv^α   (2)

其中c为阻尼器粘性系数，与活塞上节流孔的大小及活塞截面积之比有关；v为活塞杆与阻尼器缸体运动的相对速度，一般情况下，0<α≤1，是粘滞阻尼器的一个重要性能指标，α越小，阻尼力越便于控制。

对于结构或桥梁在地震、风作用下的抗震或减振，目前主要采用粘滞阻尼器与其它隔震(隔振)措施共同完成。例如在桥梁主梁与桥墩间安装粘滞阻尼 器，可有效抑制桥梁在强风作用下的振动，同时可以抑制一般地震对桥梁的破坏。但在超强台风或强地震作用下，阻尼器的耗能不足可能导致主梁振动位移过大而与桥墩发生碰撞或滑落，导致桥梁的严重破坏或损毁。高层建筑一般采用隔振支座和粘滞阻尼器结合进行地震的减隔震和强风作用下的减振，在超强台风或强地震作用下，结构柱可能发生过大的错动而导致整座大楼的坍塌。采用图1所示阻尼器，当结构发生过大的振动(震动)时，活塞与活塞缸体间将发生刚性碰撞，从而导致阻尼器破坏，最终可能导致桥梁或房屋结构破坏。现有的粘滞阻尼器，大多因没有设置限速限位装置，阻尼器可能发生刚性碰撞，从而导致阻尼器的损坏。

粘性阻尼器是现有拉索减振或其它结构减振最常使用的阻尼器。对于斜拉桥拉索在风作用下的振动控制，目前主要采用油阻尼器或磁流变阻尼器减振。当阻尼力F太小，阻尼器耗能小，减振效果差；当阻尼力F太大，导致结构局部变形x会很小，阻尼器的耗能同样小，对结构的减振效果同样差。因此，只有合适的阻尼力才能对结构有好的减振效果。但实际工程结构中，即使是同一座桥的斜拉索，由于拉索长度、索力、截面尺寸等的不同，其最佳减振效果的阻尼力都不同。因此，对于不同跨度、不同结构形式的桥梁，以及不同的建筑结构，其所需的阻尼力大小不同。但目前实际工程所应用的阻尼器，需要对阻尼器进行重新设计和加工才能调整阻尼力的大小。现有的粘滞阻尼器，产品一旦制作完成，其阻尼力曲线就固定不变，不能根据结构减振的需要比较便利地调节阻尼力的大小，导致其在拉索减振或其它结构的减振中达不到好的效果。

针对油阻尼器的这一缺点，磁流变阻尼器的阻尼力可通过外加磁场或电压的调节来改变阻尼力的大小，因此，磁流变阻尼器在拉索减振或其它结构的减振中得到了广泛应用。但磁流变阻尼器是利用磁流变液制作而成，磁流变液是 按一定的工艺使铁粉悬浮在油中获得，长时间静置(六个月到一年左右)会明显分离沉降，其沉降问题一直无法解决。磁流变阻尼器静置一段时间后就会沉降结块，失去其对结构的耗能减振效果。磁流变阻尼器成本高，磁流变液价格昂贵。并且性能相对较好的磁流变液制作技术由美国Lord公司掌握，至今对外技术保密。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有油阻尼器阻尼力大小不能根据实际需要进行方便的调节，以及磁流变阻尼器阻尼力可以调节，但不能解决沉降结块问题，并且成本高的缺点，提供一种新阻尼器—-速度位移双锁外置调节式油阻尼器。