[实用新型]针对粘滞流体阻尼器的速度和位移放大装置有效
申请号: | 201621491189.X | 申请日: | 2016-12-30 |
公开(公告)号: | CN206477463U | 公开(公告)日: | 2017-09-08 |
发明(设计)人: | 焦常科;伍小平;严再春;李鑫奎 | 申请(专利权)人: | 上海建工集团股份有限公司 |
主分类号: | E04B1/98 | 分类号: | E04B1/98;E04H9/02 |
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地址: | 200120 上海市*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 针对 流体 阻尼 速度 位移 放大 装置 | ||
技术领域
本实用新型涉及减震装置领域,特别涉及一种针对粘滞流体阻尼器的速度和位移放大装置。
背景技术
粘滞流体阻尼器是一种速度型阻尼器,内部设有粘滞液体和带孔活塞(或其他等效措施),当粘滞流体阻尼器两端出现相对速度变化时,粘滞液体无法快速通过带孔活塞而产生阻尼力。粘滞流体阻尼器的阻尼力F与端部相对速度v的关系如式(1)所示,对应曲线如附图1所示;粘滞流体阻尼器的滞回曲线如附图2所示。由附图1和2可见,粘滞流体阻尼器端部相对位移愈大,一个滞回环耗能越多;端部相对速度越大,粘滞流体阻尼器输出的阻尼力越大。
F=sgn(v)C|v|α(1)
式中,F为输出阻尼力(单位:kN)、sgn(●)为符号函数、C为阻尼系数(单位:kN/(m/s)α)、v为相对速度(单位:m/s)、α为阻尼指数,α=1.0时为线性粘滞流体阻尼器;0<α<1.0时为非线性粘滞流体阻尼器;工程中用于减震控制的非线性粘滞流体阻尼器的阻尼指数范围一般为α∈[0.2,0.6]。
粘滞流体阻尼器在阻尼系数和阻尼指数一定的情况下,端部相对速度越大,阻尼输出力愈大;端部相对位移越大,滞回耗能效果越好。国内外学者提出过多种针对粘滞流体阻尼器的肘节式耗能支撑。Ribakov(2003)提出了一种针对FVD的机械杠杆措施,用于放大层间位移和速度,提高FVD耗能效果。Constantinou(2001)提出了肘节式耗能支撑体系(Toggle-Brace-Damper Systems)的概念,并通过设置合理的几何参数,可使原相对位移放大f倍,以获取更好的耗能效果。Hwang(2005)给出了肘节式耗能支撑体系几何体系与位移放大系数的确定流程。Huang(2009)针对肘节式耗能支撑建立了考虑肘节式支撑刚度影响的数学模型。三种肘节式支撑分别为:(1)肘节上部耗能支撑、(2)肘节下部耗能支撑、(3)有受弯杆件的反肘节上部耗能支撑,分别如图3、图4和图5所示,各自的放大系数f1、f2、f3分别如式(2a)、式(2b)和式(2c)所示。
显然,把粘滞流体阻尼器布置在层间相对变形速度较大处,可提高其耗能效果,减小结构地震响应。恰当的机构措施对原相对变形放大后,能更进一步提高粘滞阻尼器的耗能效果。
实用新型内容
本实用新型提供一种针对粘滞流体阻尼器的速度和位移放大装置,以提高粘滞流体阻尼器的耗能效果。
为解决上述技术问题,本实用新型提供一种针对粘滞流体阻尼器的速度和位移放大装置,包括长度相同的第一刚性连杆和第二刚性连杆,所述第一刚性连杆和第二刚性连杆的一端铰接,定义为主动位移点,二者的自由端分别与粘滞流体阻尼器的两端铰接,分别定义为第一被动位移点和第二被动位移点,所述主动位移点的位移带动所述第一被动位移点和第二被动位移点的速度和位移变化,所述第一被动位移点和第二被动位移点在垂直于主动位移点方向上的相对速度和相对位移驱动粘滞流体阻尼器耗能。
较佳地,所述第一刚性连杆、第二刚性连杆以及粘滞流体阻尼器组成等腰三角形。
较佳地,所述第一被动位移点和第二被动位移点处分别设有第一限位滑槽和第二限位滑槽,所述主动位移点沿所述粘滞流体阻尼器的中垂线方向移动,所述第一被动位移点和第二被动位移点在所述第一限位滑槽和第二限位滑槽内的可移动方向为:沿所述粘滞流体阻尼器的长度方向移动。
与现有技术相比,本实用新型提供的针对粘滞流体阻尼器的速度和位移放大装置,包括长度相同的第一刚性连杆和第二刚性连杆,所述第一刚性连杆和第二刚性连杆的一端铰接,定义为主动位移点,二者的自由端分别与粘滞流体阻尼器的两端铰接,分别定义为第一被动位移点和第二被动位移点,所述主动位移点的位移带动所述第一被动位移点和第二被动位移点的速度和位移变化,所述第一被动位移点和第二被动位移点在垂直于主动位移点方向上的相对速度和相对位移驱动粘滞流体阻尼器耗能。本实用新型中可将主动位移点发生的位移和速度放大成第一被动位移点和第二被动位移点之间的相对位移和相对速度,提高粘滞流体阻尼器的阻尼力输出峰值和峰值位移,进而提高粘滞流体阻尼器的耗能效果。
附图说明
图1为粘滞流体阻尼器的速度-阻尼力关系曲线;
图2为不同速度指数下粘滞流体阻尼器的滞回曲线;
图3至5分别为三种肘节式支撑的示意图;
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